卡爾·費(fèi)休水分測(cè)定儀檢測(cè)原理

依據(jù)卡爾非休法測(cè)定水份含量時(shí)，在存在甲醇和堿的情況下，水會(huì)按照下列化學(xué)反應(yīng)式與碘和二氧化硫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng):

H2O + I2 + SO2 + CH30H + 3RN → [RHN]SO4CH3 + 2[RHN]I

就容量滴定而言，碘是作為滴定劑加入的

I2 + SO2 + 3C5H5N + H2O 2C5H5NHI + C5H5NSO3C5H5NSO3 + CH3OH C5H5N·HSO4CH3

第一步反應(yīng)是與水作用，第二步反應(yīng)是使第一步的生成物砒啶三氧化硫絡(luò)合物與甲醇反應(yīng)，以促進(jìn)第一步反應(yīng)的進(jìn)行。

卡爾費(fèi)休方法自1935年由卡爾費(fèi)休提出，采用I2、SO2、吡啶、無(wú)水CH3OH(含水量在0.05%以下)配制成試劑，測(cè)定出試劑的水當(dāng)量，在試劑與樣品中的水進(jìn)行反應(yīng)后，通過(guò)計(jì)算試劑消耗量而計(jì)算出樣品中水含量，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織把這個(gè)方法定為測(cè)微量水分國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我們國(guó)家也把這個(gè)方法定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)微量水分。

智能容量法中文卡式水分測(cè)定儀

適用于較高含水量的樣品(液體、固體、氣體);

電位分辨率0.1mv，滴定管20,000步，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠;

智能識(shí)別卡爾費(fèi)休滴定劑和各種附件，防止發(fā)生錯(cuò)誤;

智能化監(jiān)控溶劑的狀態(tài)，自動(dòng)更換溶劑;

一鍵水分測(cè)定功能;

直觀而靈活的方法編輯方式;

可使用多種語(yǔ)言打印符合GLP規(guī)范的報(bào)告;

電腦中文軟件和LCD彩色觸摸屏可同時(shí)或分別控制。

智能庫(kù)侖法中文卡式水分測(cè)定儀

適用于微量水分含量樣品(液體、固體、氣體);

利用法拉第定理電解產(chǎn)生與水反應(yīng)的碘，點(diǎn)解過(guò)程自動(dòng)控制;

1μA、2μA、5μA的電解電流任意選擇，兩種電解電極(帶隔膜和不帶隔膜)供選擇，滿(mǎn)足不同樣品的測(cè)試需求;

水分分辨率0.1μg，電位分辨率0.1mV，保證微量樣品測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠;

智能識(shí)別各種附件，防止發(fā)生錯(cuò)誤;

智能化監(jiān)控試劑的狀態(tài)，自動(dòng)更換試劑;

一鍵水分測(cè)定功能;

直觀而靈活的方法編輯方式;

任意選擇多種語(yǔ)言的LCD彩色觸摸屏操作界面;

可使用多種語(yǔ)言打印符合GLP規(guī)范的報(bào)告;

全面而完整的接口，標(biāo)配Ethernet(以太網(wǎng))等接口，真正即插即用的硬件連接;

電腦中文軟件和LCD彩色觸摸屏可同時(shí)或分別控制。

在水存在時(shí)，即樣品中的水與卡爾費(fèi)休試劑中的SO2與I2產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。

I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4

但這個(gè)反應(yīng)是個(gè)可逆反應(yīng)，當(dāng)硫酸濃度達(dá)到0.05%以上時(shí)，即能發(fā)生逆反應(yīng)。如果我們讓反應(yīng)按照一個(gè)正方向進(jìn)行，需要加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過(guò)程中生成的酸。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在體系中加入吡啶，這樣就可使反應(yīng)向右進(jìn)行。

3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2氫碘酸吡啶 + 硫酸酐吡啶

生成硫酸酐吡啶不穩(wěn)定，能與水發(fā)生反應(yīng)，消耗一部分水而干擾測(cè)定，為了使它穩(wěn)定，我們可加無(wú)水甲醇。

硫酸酐吡啶 + CH3OH(無(wú)水) → 甲基硫酸吡啶

我們把這上面三步反應(yīng)寫(xiě)成總反應(yīng)式為:

I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2氫碘酸吡啶+甲基硫酸吡啶

從反應(yīng)式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而產(chǎn)生2mol氫碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。這是理論上的數(shù)據(jù)，但實(shí)際上，SO2、吡啶、CH3OH的用量都是過(guò)量的，反應(yīng)完畢后多余的游離碘呈現(xiàn)紅棕色，即可確定為到達(dá)終點(diǎn)。

I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10

2、卡爾費(fèi)休試劑的配制與標(biāo)定

若以甲醇作溶劑，則試劑中I2、SO2、C5H5N(含水量在0.05%以下)三者的克分子數(shù)比例為:I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10

這種試劑有效濃度取決于碘的濃度。新配制的試劑其有效濃度不斷降低，其原因是由于試劑中各組分本身也含有一些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應(yīng)引起的，較高消耗了一部分碘。

這也說(shuō)明了配制這種試劑要單獨(dú)配，分甲乙兩種試劑并且分別貯存，臨用時(shí)再混合，而且要標(biāo)定。但我國(guó)市場(chǎng)上使用的卡爾費(fèi)休水份測(cè)定試劑，無(wú)論是單組份的，還是雙組份的一般都由廠家已經(jīng)調(diào)配好的可直接使用產(chǎn)品，但由于卡爾費(fèi)休試劑是一種很不穩(wěn)定的混合物質(zhì)，因此用戶(hù)在使用時(shí)都必須進(jìn)行標(biāo)定，以測(cè)定其真實(shí)的水當(dāng)量數(shù)據(jù)。

卡爾費(fèi)休法測(cè)定水份，需要注意如下幾點(diǎn):

① 此法適用于多數(shù)有機(jī)樣品，包括食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脫水果蔬類(lèi)等樣品;

② 樣品中有強(qiáng)還原性物料，包括維生素C的樣品不能測(cè)定;樣品中含有酮、醛類(lèi)物質(zhì)的，會(huì)與試劑發(fā)生縮酮、縮醛反應(yīng)，必須采用專(zhuān)用的醛酮類(lèi)試劑測(cè)試。對(duì)于部分在甲醇中不溶解的樣品，需要另尋合適的溶劑溶解后檢測(cè)，或者采用卡氏加熱爐將水份汽化后測(cè)定。

③ 卡爾費(fèi)休法不僅可測(cè)得樣品中的自由水，而且可測(cè)出結(jié)合水，即此法測(cè)得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量。

④ 固體樣品細(xì)度以40目為宜，最好用粉碎機(jī)而不用研磨，防止水分損失。