特高压电力旗下的微量水分测定仪可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。
卡尔费休滴定原理
KF 反应基于称为本生反应的早期反应,其中二氧化硫被碘氧化,同时在氧化过程中消耗了水。原反应如下:
目前公认的KF滴定反应如下,是通过对反应机理的理解和对原试剂的修改的若干进展而达成的:
据说一旦碘停止与前半反应后产生的烷基亚硫酸盐中间体反应,滴定反应就会达到其终点,从而导致溶液中碘过量和颜色变化。这表明没有更多的水可以用完,因此反应已经停止。
如方程式所示,水和碘以 1:1 的摩尔比消耗。滴定的终点通过使电流通过双铂电极指示器所需的电压下降来显示。该电流所需的电压最初很高,但当碘过量时,该电压会急剧下降。
此时用尽的试剂体积用于计算水含量。使用 KF 滴定法,可以将样品从 100 滴定到 1x10 6 ppm(水浓度为 0.01 – 100%)。它具有高灵敏度,因此可以测量甚至微量的水。无论物质中的水是游离水、乳化水还是溶解水,这都适用。
容量法和库仑法 KF 滴定的基础知识
KF 滴定有两种方式,容量法或库仑法。简而言之,这两种方法可以进行如下比较:
容量滴定
试剂类型
容量滴定使用含有二氧化硫和碘、烷基氢氧化物和碱的 KF 试剂。首先对其进行预滴定,以便在添加样品之前去除污染细胞或被试剂从空气中溶解的任何水。然后将样品溶解在溶剂中。通过两步反应,碘与样品水发生反应。
试剂添加
使用滴定管逐滴添加试剂,甚至逐滴添加试剂,直到溶液变色,此时样品中的碘过量,因为所有的水都已经用完。
可以使用正确的 KF 试剂以这种方式测量含有 0.1 至 500 mg 水的样品。这些试剂具有随时间变化的特定滴度,因此必须使用经认证的水标准定期校准。这种方法消耗更多的试剂,但可以处理更大的样品量。
终点检测
这由双伏安指示电极检测。由于过量碘的存在,一旦达到终点,保持极化电流在滴定池电极之间以规定值流动所需的电压会急剧下降。直到此时添加的试剂滴度用于获得样品中的水量。
库仑滴定
试剂类型
库仑滴定法是一种高精度的水分测定方法。它被称为绝对方法。库仑电池包含两个隔室,一个阳极和一个阴极。它对水的存在极为敏感,因此细胞必须不受外界任何水分的影响。
因此,在库仑法 KF 滴定中,预滴定是一个较长的过程。样品通过隔膜注入外部封闭的池中。库仑滴定法使用库仑法 KF 试剂,它含有碘化物而不是碘。
试剂添加
采用库仑法滴定KF,滴定剂是在滴定池内通过电化学反应产生的。该电池有一个由交流电极化的发生电极,以产生碘化物,而不是滴定管。
试剂中的碘化物在阳极氧化成碘,然后碘与样品水发生反应,直到水全部用完。一旦达到终点,水的含量就会根据直到该点所需的电流量来计算。对水含量极少的样品使用库仑法 KF 滴定的好处包括:
1.更好的灵敏度
2.更高的滴定速度
3.碘原位生产,无需每次校准试剂
4.无需每次更换溶剂
5.无需重新加载试剂即可测试多个样品
6.经济增长
终点检测
使用非常灵敏的指示器,即使用交流电的双铂电极指示器。测量通过的电流量以实现足够的碘电解产生直到这一点,并计算相应的水含量。
样品水范围
库仑滴定法甚至可以检测气体中存在的少量水。通常,建议使用含水量高达样品约 2% 或 200 微克水的样品,这意味着总液体样品大小为 10 毫升。
理想的样品是含有少于 1% 水的样品,总共 2 毫升或更少的样品,产生少于 20 微克的水。较大的样品过快地填充细胞,这使得细胞清洁和试剂重新加载成为必要,增加了停机时间。对于大于 10 毫升和 2% 水的样品,首选容量滴定法。
溶剂范围
库仑法测定受溶剂范围的限制,如果没有合适的溶剂,则必须使用 KF 烘箱将水从样品中去除到另一个直接测量的空间中。
因此,容量法对 KF 烘箱的需求受到更多限制,因为可以使用更广泛的溶剂。一般来说,当样品可以溶解在可用的溶剂中并且可能含有少于 1% 的水时,容量法是首选。