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卡尔费休滴定法的介绍

时间:2023-03-14 阅读:

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卡尔费休滴定法的介绍(图1)

卡尔费休滴定法是一种滴定方法,用于测量几乎所有类型物质中的水分含量。它是由德国化学家卡尔·费舍尔于1935年发明的。

卡尔费休滴定法基于碘/碘反应:水与碘反应。当所有水都消耗完毕时,达到滴定终点

SO2 + CH3OH + B ↔ CH3SO3-+ HB+ CH3SO3-+ H2O + I2 + 2B → CH3SO4-+ 2HB++ 2I-

该过程使用有机碱(B),二氧化硫,碘和醇。最初的卡尔费休法使用吡啶作为有机碱,甲醇作为酒精。从那时起,试剂得到了改进。如今,卡尔费休试剂的毒性较低(不再使用吡啶,而是咪唑作为有机碱,乙醇代替甲醇),并且反应速度更快。

在滴定过程中,将碘添加到样品中,并测量用于消耗样品中所含所有水分的碘量。将碘化物添加到样品中有两种可能性:

在所谓的容量法卡尔费休滴定法中,通过电动滴定管将具有确切已知碘浓度的溶液添加到样品中。添加到样品中的碘量是根据所用碘溶液的体积计算的。

在库仑法卡尔费休滴定中,碘是电解生成的。添加到样品中的碘的量是通过测量碘的电化学生成所需的电流来确定的。当与水反应时,棕色碘被还原为无色碘化物。

混合式卡尔费休滴定法是卡尔费休水分滴定中最先进、同时也是最通用的技术。它基本上是库仑法和体积法两者的组合:电解生成碘,如果样品的水分含量超过一定水平,则同时添加具有确切已知碘浓度的溶液。

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,当所有水都被消耗掉时,溶液的颜色逐渐从黄色变为棕色。由于非极性溶剂(如DMF)和极性溶剂(如甲醇)没有明显的颜色变化,并且着色不同,因此不容易目视确定滴定的终点。

因此,滴定的终点通常用双铂丝电极进行电测确定。

有两种方法可以通过电测量方式检测端点:

1.双安培指示

2.双伏指示

双安培指示

在电极的导线上施加约500 mV的恒定电压,并测量产生的电流。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,电极的焊丝处会发生以下反应:

阴极: I2 + 2e- → 2I-

阳极: 2I– 2e- → I2

当达到终点时,电流从几乎为零增加到几μA。

双伏指示

小电流(通常在 1 ...在电极之间施加50μA),并测量维持该电流所需的电压。通常使用交流电(AC),因为它产生的电极灵敏度高于直流电(DC)。只要样品中存在过量的水,维持电流所需的电压就在几个100 mV的范围内。当达到滴定终点时,溶液中存在游离碘,电压降至100mV或更低。通常,必须根据所用溶剂的类型和/或滴定样品的类型来选择终点电位水平(关闭电压)。理想的关断电压取决于样品类型和所用溶剂。使用普通卡尔费休滴定仪时,必须通过实验确定:

1.如果关断电压太低,在检测到终点之前添加过多的碘,则产生的水含量过高。

2.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。



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