維科美拓牌 卡爾-費休庫侖法水分測定儀原理及應用范圍

一、 卡氏庫侖法儀器原理 
1．1935年卡爾－費休（KarlFischer）首先提出了利用容量分析測定水分的方法，這種方法即是GB6283《化工產(chǎn)品中水分含量的測定》中的目測法。目測法只能測定無(wú)色液體物質(zhì)的水分。后來(lái)，又發(fā)展為電量法。隨著(zhù)科技的發(fā)展，繼而又將庫侖計與容量法結合起來(lái)推出庫侖法。這種方法即是GB7600《運行中變壓器油水分含量測定法（庫侖法）》中的測試方法?，F在的分類(lèi)目測法和電量法統稱(chēng)為容量法?？ㄊ戏椒ǚ譃榭ㄊ先萘糠ê涂ㄊ蠋靵龇▋纱蠓椒?。兩種方法都被許多國家定為標準分析方法，用來(lái)校正其他分析方法和測量?jì)x器。 

2．卡氏庫侖法測定水分是一種電化學(xué)方法。其原理是儀器的電解池中的卡氏試劑達到平衡時(shí)注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在陽(yáng)極電解產(chǎn)生，從而使氧化還原反應不斷進(jìn)行，直至水分全部耗盡為止，依據法拉第電解定律，電解產(chǎn)生碘是同電解時(shí)耗用的電量成正比例關(guān)系的，其反應如下： 
H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3 C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3 在電解過(guò)程中,電極反應如下: 
陽(yáng)極:2I--2e→I2 陰極:I2+2e→2I-         2H++2e→H2↑ 
從以上反應中可以看出，即1摩爾的碘氧化1摩爾的二氧化硫，需要1摩爾的水。所以是1摩爾碘與1摩爾水的當量反應，即電解碘的電量相當于電解水的電量，電解1摩爾碘需要2×96493庫侖電量，電解1毫摩爾水需要電量為96493毫庫侖電量。 

二、 卡氏庫侖法儀器的應用范圍 
卡氏庫侖法儀器可適用多種有機和無(wú)機物中的水分測定，但由于各種化合物性質(zhì)存在的差異，只有在卡氏試劑中無(wú)副反應無(wú)干擾的情況下，卡氏庫侖法測定才是一種專(zhuān)屬性的方法。原則是（1）副反應不能有水生成。（2）樣品也不能消耗碘或釋放碘。主要具有副反應和干擾的物質(zhì)有如下八類(lèi)。 
1．鹽、氫氧化物和氧化物。

2 MgO+HI→MgI2+H2 

還有一些物質(zhì)亦會(huì )發(fā)生副反應，例如：Ag2O,HgO,MnO2,PbO,PbO2和ZnO 2．酮和醛  這兩類(lèi)化合物會(huì )和卡氏試劑中的甲醇化合，形成縮酮和縮醛，并釋放水分。此類(lèi)物質(zhì)用卡氏庫侖法一般不易測定。但卡氏容量法可以測。改變卡氏試劑的組成，如用乙二醇一甲~或2-甲氧基乙醇取代甲醇均可取得良好的測定效果。值得說(shuō)明的是，并不是所有的酮類(lèi)和醛類(lèi)都不能用卡氏庫侖法進(jìn)行測定。如甲醛、三氯乙醛、二異丙基酮、苯乙酮、二苯乙醇酮等物質(zhì)在進(jìn)入卡氏試劑中是不會(huì )反應而釋放水分的。鑒于卡氏容量法的測定精度可達到10-4級，從生產(chǎn)酮類(lèi)和醛類(lèi)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，只要滿(mǎn)足使用要求，還是建議采用卡氏容量法。 

3．強酸 強酸會(huì )和卡氏試劑中的甲醇發(fā)生反應而釋放水分 2CH3OH+H2SO4→(CH3O)SO2+H2O CH3OH+HOOCH→CH3O-OCH+H2O 

4．硅烷醇/硅氧烷  末端硅烷醇基團和卡氏試劑中的甲醇發(fā)生脂化反應生成水。

5．含硼化合物  硼酸和甲醇發(fā)生脂化反應生成水。

6．金屬過(guò)氧化物  與卡氏試劑反應生成水。 

7．消耗碘的物質(zhì)  此類(lèi)物質(zhì)會(huì )和卡氏試劑中的碘反應，。導致測定水分含量偏高，如鐵鹽、酮鹽、亞硝酸鹽、硫代硫酸鹽等。

 
8．強氧化劑  該類(lèi)物質(zhì)在卡氏試劑中的反應會(huì )生成碘單質(zhì)，導致測試水分含量偏低。 
在工業(yè)產(chǎn)品中，如上所列八類(lèi)只是品種繁多的物質(zhì)中的一小部分，而絕大部分是可以采用卡氏庫侖法測定的。比較典型的有以下物質(zhì)。 
1．碳氫化合物  戊烷、己烷、二甲基丁烷、甲基丁二烯、苯、甲苯、二甲苯、乙基甲苯、二甲基苯乙烯、辛烷、十二烷、十四烯、二十碳烷、二十八烷、石油~、汽油、環(huán)己胺、甲基環(huán)己胺、環(huán)庚烷、乙烯環(huán)己胺、環(huán)十二烷、癸基環(huán)己烷、二環(huán)戊二烯、二甲基萘、*基苯乙烯、聯(lián)苯、二氫苊、芴、亞甲基菲、異甲基異丙基苯等等。 
2．油類(lèi)  水壓油、絕緣油、變壓器油、透平油 3．醇類(lèi)（全部） 4．鹵代烴類(lèi)（全部） 
5．酚類(lèi)  苯酚、甲酚、氟苯酚、氯酚、二氯苯酚、硝基酚等 

6．脂類(lèi)（全部） 

以上所列的無(wú)副反應無(wú)干擾的物質(zhì)也僅是常見(jiàn)的一些物質(zhì)，尚有許多品種可用卡氏庫侖法來(lái)測定，在此就不一一列舉了。