卡尔费休水份测定仪：容量法与库伦法辨析

                                                                               卡尔费休水份测定仪：容量法与库伦法辨析

      卡尔费休水分测定仪分为卡尔费休容量法和库伦法两种方法，常有使用者把这两种方法搞混，在实际操作时也不能选择更适合的方法，今天我们就来解析一下这两种方法的区别。

      1935年卡尔 -费休首先提出了利用容量分析测定水分的目测法。目测法只能测定无色液体物质的水分。后来又发展为电量法。

     随着科技的发展，继而又将库伦计与容量法结合起来推出库伦法。这种方法即是GB7600《运行中变压器油水分含量测定法（库伦法）》中的测试方法。现在的分类目测法和电量法统称为容量法。所以卡尔费休方法分为卡尔费休容量法和卡尔费休库伦法两大方法。两种方法都被许多国家定为标准分析方法，用来校正其他分析方法和测量仪器。

     那什么是容量法？什么是库伦法呢？

     卡尔费休容量法以容量法卡氏试剂为标准液，当卡氏试剂与样品接触时，即与样品中的水分发生定量反应。通过消耗标准液的体积计算出样品的含水量。

     卡尔费休库伦法是卡氏反应中的碘直接由电解电极产生。利用电解碘所需的电量与碘之间的定量关系计算出样品的含水量，库伦法是绝对测定，无需测定滴定度。

     其实两种方法的原理都是一样的：

     当存在水时，卡尔费休试剂中的SO2与L2以及样品中的水会发生氧化还原反应。然而该反应为可逆反应，当硫酸浓度超过0.05%时，逆反应就会发生。若要逆反应不发生，则需要将适当的碱性物质加入来对反应过程中生成的酸加以中和。通过实验表面，只有将吡啶将入到体系中，如此才不会发生逆反应。3C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2C5H5NHI（氢碘酸吡啶） +C5H5NSO3（硫酸酐吡啶）生成硫酸酐吡啶不稳定，可以和水发生反应，将一部分水消耗掉，从而对测定干扰，可以将无水甲醇加入以使其稳定。C5H5NSO3（硫酸酐吡啶） + CH3OH（无水） → C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）上面三步反应写成总反应式为：I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2C5H5NHI（氢碘酸吡啶）+C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）这就是卡尔费休法测定样品含水量的基本原理，无论是容量法还是库仑法，都是在这一原理上进行测定的。

       那这两种方法都有什么区别呢？

      不同的地方是卡氏库仑法水分仪的I2是电解产生的，电解的速度有限，而卡氏容量法水分仪的I2是由滴定剂中直接加入的。

滴定剂的浓度现在市场主要有5mg/ml、2mg/ml、1mg/ml的，而5mg/ml的应用最为广范，电解的速度有限，所以：当须要测量的样品含水量比较低时，用卡氏库仑法水分仪，检测的速度不但快，而且数据的平行性很好；当须要测量的样品含水量比较高时，用卡氏容量法水分仪，滴定剂用5mg/ml的，结果很理想。

       当要测量的样品含水在1000ppm以下时，结果不如用卡氏库仑法水分仪的，如果在样品含水量比较低时，用容量法，须要用低浓度的卡氏试剂：1mg/ml或2mg/ml的滴定剂，卡氏试剂的浓度本来就是不稳定的，何况是低浓度的，这样就会使得结果更不稳定。KF容量法与KF库伦法区别中非常重要的一点就是溶剂组成的不同。

       （1）含吡啶滴定剂优点：价格低廉及生产工艺简单而仍然广泛应用；含吡啶的卡尔费休试剂比不含吡啶的溶液较稳定，不容易分层，而且有些样品含吡啶的溶解效果会比较好；含吡啶的卡尔费休试剂有利于反应向正方向发生；含吡啶的卡尔-费休试剂终点的突 变较明显，反应终点容易判断。

（2）含醛酮结构样品：醛(R-CHO)和酮(R-CO-R)与通常的含甲醇试剂反应生成缩醛和 缩酮，反应中产生的水同时被滴定，从而导致水分含量升高甚至终点消失。

 

（3）正常卡尔费休反应的最大速率在5.5到8的pH范围之间，在实际操作过程中应避免pH值小于4和大于8；pH大于8.5时，由于碘和氢氧根或甲基化离子之间的反应，反应速率会增大，但这将导致终点消失，并消耗更多的碘（滴定剂）。

 

而关于哪种方法更好，更是应该根据实验的要求选择合适的方法。
       三菱化学CA-310这台设备选择双通道的便可以同时兼具库伦法与容量法。
      
 具体参数如下：
      技术参数：