库仑法水分仪原理及应用

　　2.卡氏库仑法测定水分是一种电化学方法。其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的，其反应如下：

　　h2oi2so23c5h5n→2c5h5n·hic5h5n·so3库仑法水分仪原理及应用

　　c5h5n·so3ch3oh→c5h5n·hso4ch3

　　在电解过程中,电极反应如下:

　　阳极:2i--2e→i2库仑法水分仪原理及应用

　　阴极:i22e→2i-

　　2h2e→h2↑库仑法水分仪原理及应用

　　从以上反应中可以看出，即1摩尔的碘氧化1摩尔的二氧化硫，需要1摩尔的水。所以是1摩尔碘与1摩尔水的当量反应，即电解碘的电量相当于电解水的电量，电解1摩尔碘需要2×96493库仑电量，电解1毫摩尔水需要电量为96493毫库仑电量。

　　样品中水分含量按(1)式计算：

　　式中：w---样品中的水分含量，μg;

　　q---电解电量，mc;

　　18---水的分子量;

　　库仑法水分仪的应用范围

　　卡氏库仑法仪器可适用多种有机和无机物中的水分测定，但由于各种化合物性质存在的差异，只有在卡氏试剂中无副反应无干扰的情况下，卡氏库仑法测定才是一种专属性的方法。原则是(1)副反应不能有水生成。(2)样品也不能消耗碘或释放碘。主要具有副反应和干扰的物质有如下八类。

　　1.盐、氢氧化物和氧化物。例如：

　　na2co3hi→naico2h2o

　　ca(oh)2h2so4→caso4h2o

　　mgohi→mgi2h2

　　还有一些物质亦会发生副反应，例如：ag2o,hgo,mno2,pbo,pbo2和zno

　　2.酮和醛这两类化合物会和卡氏试剂中的甲醇化合，形成缩酮和缩醛，并释放水分。此类物质用卡氏库仑法一般不易测定。但卡氏容量法可以测。改变卡氏试剂的组成，如用乙二醇一甲醚或2-甲氧基乙醇取代甲醇均可取得良好的测定效果。值得说明的是，并不是所有的酮类和醛类都不能用卡氏库仑法进行测定。如甲醛、三氯乙醛、二异丙基酮、苯乙酮、二苯乙醇酮等物质在进入卡氏试剂中是不会反应而释放水分的。鉴于卡氏容量法的测定精度可达到10-4级，从生产酮类和醛类的企业来说，只要满足使用要求，还是建议采用卡氏容量法。

　　3.强酸强酸会和卡氏试剂中的甲醇发生反应而释放水分

　　2ch3ohh2so4→(ch3o)so2h2o

　　ch3ohhooch→ch3o-ochh2o

　　4.硅烷醇/硅氧烷末端硅烷醇基团和卡氏试剂中的甲醇发生脂化反应生成水。

　　5.含硼化合物硼酸和甲醇发生脂化反应生成水。

　　6.金属过氧化物与卡氏试剂反应生成水。

　　7.消耗碘的物质此类物质会和卡氏试剂中的碘反应，。导致测定水分含量偏高，如铁盐、酮盐、亚硝酸盐、硫代硫酸盐等。

　　8.强氧化剂该类物质在卡氏试剂中的反应会生成碘单质，导致测试水分含量偏低。

　　在工业产品中，如上所列八类只是品种繁多的物质中的一小部分，而绝大部分是可以采用卡氏库仑法测定的。比较典型的有以下物质。

　　1.碳氢化合物戊烷、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、石油醚、汽油、环己胺、甲基环己胺、环庚烷、乙烯环己胺、环十二烷、癸基环己烷、二环戊二烯、二甲基萘、**基苯乙烯、联苯、二氢苊、芴、亚甲基菲、异甲基异丙基苯等等。

　　2.油类水压油、绝缘油、变压器油、透平油

　　3.醇类(全部)

　　4.卤代烃类(全部)

　　5.酚类苯酚、甲酚、氟苯酚、氯酚、二氯苯酚、硝基酚等

　　6.脂类(全部)

　　7.醚类二乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇二乙醚、聚乙二醚、苯甲醚、氟苯甲醚、碘苯甲醚、二癸醚、二庚醚

　　以上所列的无副反应无干扰的物质也仅是常见的一些物质，尚有许多品种可用卡氏库仑法来测定，在此就不一一列举了。