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。
什么是卡尔·费休滴定法?
卡尔·费休滴定法是一种滴定方法,用于测量基本上所有类型物质中的水含量。它是1935年由德国化学家卡尔·费舍尔发明的。
卡尔·费休滴定法基于碘/碘反应:水与碘反应。当所有的水都消耗完时,达到滴定终点
SO2+CH3OH+B↔ CH3SO3-+HB+CH3SO3-+H2O+I2+2B→ CH3SO4-+2HB++2I-
该工艺使用有机碱(B)、二氧化硫、碘和醇。最初的卡尔·费休方法使用吡啶作为有机碱,甲醇作为醇。此后,试剂得到了改进。如今,卡尔·费休试剂毒性较小(不再使用吡啶,而是使用咪唑作为有机碱,使用乙醇代替甲醇),反应速度更快。
在滴定过程中,向样品中加入碘,并测量用于消耗样品中所有水的碘量。将碘化物添加到样品中有两种可能性:
在所谓的卡尔·费休容量滴定法中,通过电滴管将具有精确已知碘浓度的溶液添加到样品中。添加到样品中的碘量根据所用碘溶液的体积计算。
在库仑卡尔费休滴定法中,碘是电解生成的。通过测量电化学生成碘所需的电流来确定添加到样品中的碘量。当与水反应时,棕色碘被还原为无色碘化物。
混合卡尔·费歇尔滴定法是卡尔·费希尔水分滴定法中最先进、同时也是最通用的技术。它基本上是库仑法和容量法的结合:碘是电解产生的,如果样品的水分含量超过一定水平,则同时加入一种碘浓度准确的溶液。
端点检测
当与水反应时,棕色碘被还原为无色碘化物。在滴定结束时,当所有的水被消耗完时,溶液的颜色逐渐从黄色变为棕色。由于没有明显的颜色变化,并且非极性溶剂(如DMF)和极性溶剂中的着色不同(如甲醇),因此不容易目视确定滴定终点。
出于这个原因,滴定终点通常用双铂丝电极电法测定。
有两种方法可以通过电测法检测端点:
双安培指示
双电压指示
双安培指示:
将大约500mV的恒定电压施加到电极的导线上,并测量所得电流。只要样品中有水,溶液中就不存在游离碘。当达到滴定终点时,电极丝上会发生以下反应:
阴极:I2+2e-→ 2I号机组-
阳极:2I–2e-→ I2号机组
当达到终点时,电流从几乎为零增加到几μa。
双伏安指示:
在电极之间施加小电流(通常在1…50μA的范围内),并测量维持该电流所需的电压。通常使用交流电(AC),因为它产生比直流电(DC)更高的电极灵敏度。只要样品中存在过量的水,维持电流所需的电压在几百mV的范围内。当达到滴定终点时,溶液中有游离碘,电压降至100mV或更低。通常,必须根据所用溶剂的类型和/或所消耗样品的类型选择终点电位水平(关断电压)。理想的关断电压取决于所用样品和溶剂的类型。使用普通卡尔费歇尔滴定仪,必须通过实验确定:
如果关闭电压太低,在检测到终点之前添加了太多的碘,则产生的水含量太高。
如果关断电压过高,滴定不会自动开始,因为不需要游离碘即可达到该电压。