卡爾費(fèi)休水分測(cè)定法的原理

卡爾費(fèi)休水分測(cè)定法，已被很多際標(biāo)準(zhǔn)，如ISO，ASTM，DIN，BS，和JIS等*為準(zhǔn)確性的方法。

適用于各種物質(zhì)水分含量的測(cè)定。是目前值得信賴的水分分析測(cè)量?jī)x器。應(yīng)用范圍廣泛，適用于固體、液體和氣體樣品。如果無法直接測(cè)量的固體類樣品，可連接水分氣化裝置行測(cè)量。當(dāng)與水分氣化裝置聯(lián)用時(shí)，自動(dòng)移動(dòng)樣品盤，設(shè)定氣化溫度，設(shè)定載氣通氣時(shí)間等測(cè)量條件

原理

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)按照個(gè)正方向行，需要加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過程中生成的酸。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)，消耗分水而干擾測(cè)定，為了使它穩(wěn)定，我們可加無水甲醇。

硫酸酐吡啶 + CH3OH(無水) → 甲基硫酸吡啶

我們把這上面三步反應(yīng)寫成總反應(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的用量都是過量的，反應(yīng)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些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由些副反應(yīng)引起的，較消耗了分碘。

這也說明了配制這種試劑要單配，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。但我市場(chǎng)上使用的卡爾費(fèi)休水份測(cè)定試劑，無論是單組份的，還是雙組份的般都由廠家已經(jīng)調(diào)配好的可直接使用產(chǎn)品，但由于卡爾費(fèi)休試劑是種很不穩(wěn)定的混合物質(zhì)，因此用戶在使用時(shí)都行標(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、醛類物質(zhì)的，會(huì)與試劑發(fā)生縮酮、縮醛反應(yīng)，采用用的醛酮類試劑測(cè)試。對(duì)于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，用粉碎機(jī)而不用研磨，防止水分損失。