KF水份滴定原理及应用汇总
KF简介卡尔费休水份滴定原理
•pH
•pH的最佳范围：5~7
影响卡氏滴定的因素 pH
在更高的pH值下，副反应会发生而慢慢 消耗碘 在强酸条件下，卡氏反应常数会随pH成 比例地下降，且反应会减慢
影响卡氏滴定的因素 溶剂
要求： 能充分溶解样品及产物 不与卡氏试剂发生反应 常用溶剂： 甲醇：最常用的溶剂，
可溶解大多数样 品。常与其它溶剂混合， 甲醇的含量不低于25％。 正丙醇：对长链的化合物溶解性更好。
库仑法 KF 滴定
带隔膜的滴定杯
• 不带隔膜的滴定杯
库仑法 KF 试剂
l 水含量不到100mg l 阴极和阳极试剂 l 复合试剂 l 醛酮的专用试剂
卡氏水份仪
容量法卡氏水份仪
787 KF Titrino 795 KFP Titrino 758 KFD Titrino
新型号!!!
835/836 Titrando
备注: 在密闭的瓶子中滴定度一年下降5%
容量法KF试剂
• 双组分试剂：
– 滴定剂中含有碘 – 溶剂含有缓冲溶液和二氧化硫
优点: – 溶剂的pH 值最佳 – 反应迅速 – 滴定度很稳定
库仑法 KF 滴定
• 以电流作为定量参数 • 碘是由碘离子通过阳极氧化而得 • 一旦有少量碘过量，发生电流就会
停止 • 单质碘由双铂电极指示
甲胺：可改善极性物质的溶解性，与甲 醇混合常用于蛋白质中水的测定，甲醇 的含量不应少于50％。30％比例的甲胺 较好。
KF滴定的方法
•容量法
•库仑法
容量法和库仑法的相同点
▪ 都是基于KF反应 ▪ 都要使用卡氏试剂，试剂有单组分和双组分之分 ▪ 滴定池都应尽量密封
容量法和库仑法的不同
• 容量法
与甲醇混合或单独作为溶剂
卡尔费休水分仪测试原理(库仑法)
卡尔费休水分仪测试原理（库仑法）
1、水分反应
卡尔费休水分测定工作原理是利用碘氧化二氧化硫时，需要一定量的水参加反应：I 2十S02十2H 2Ｏ=2HI 十H 2SO 4 ，该反应是可逆的。
为了使反应向正方向移动并定量进行，须加入碱性物质。
因此，试剂必须加进甲醇或另一种含活泼OH 基的溶剂，使硫酸酐吡啶转变成稳定的甲基硫酸氢吡啶。
总反应式为：
34555523552552552CH HSO N H C HI N H C O H OH CH N H C SO N H C I N H C ⋅+⋅→+++⋅+⋅ KF 库仑滴定法中，电解质电化学法直接电解产生所需的碘。
利用电荷与碘之间严格的定量关系，测量计算水的含量。
当有很少量的游离碘时，Pt 指示电极两端的电压差急剧降低，利用这一变化确定滴定终点。
2、电解反应（法拉第电解定律）
在电解过程中,电极反应如下：
阳极：2I--2e →I2
阴极：I2+2e →2I- ，2H++2e →H2↑
从以上反应中可以看出，即1摩尔的碘氧化1mol 的二氧化硫，需要1mol 的水。
所以是1mol 碘与1mol 水的当量反应，电解1mol 碘需要2×96493C 电量(法拉第恒量9.6493×10000C/mol )，1mol 碘可消耗水的质量为18g 。
由法拉第电解定律可得
96493*210181036--⨯=⨯Q M ，故722.10Q M = 式中：W--样品中的水分含量（μg ）； Q--电解电量（mC ）；18--水的分子量。
卡尔费休滴定的方法测量水分含量
卡尔费休滴定的方法测量水分含量卡尔费休滴定法，又称卡尔费休法，是一种常用的测定物质中水分含量的方法。
它以卡尔费休试剂滴定样品中的水分，通过计量试剂消耗的体积来确定样品中水分的含量。
该方法操作简单，准确性高，因此被广泛用于药品、食品、化妆品等行业中。
卡尔费休滴定法的原理基于化学反应。
卡尔费休试剂是一种含有溴酸钾、硝酸亚银以及硫酸的试剂。
当卡尔费休试剂与水分发生反应时，会产生硫酸银和氧气。
硫酸银呈白色沉淀，而氧气则会被反应容器中的硫酸吸收。
卡尔费休试剂的滴定指示剂是铁氰化钾，该指示剂与水分反应后会产生蓝色的铁氰合物，当试剂中水分被全部滴定完毕后，滴定液的颜色从蓝色变到无色，表示滴定结束。
1.准备样品：将待测样品称取适量，并将其放入事先烘干至恒重的皿中。
2.烘干样品：将装有样品的皿放入预热箱或干燥器中，加热至110°C～130°C，使样品中的水分蒸发。
3.冷却样品：将样品从烘炉中取出，放置于干燥器中冷却至室温。
为了防止样品重新吸湿，操作过程中要保持干燥器门关闭。
4.称取滴定样品：将冷却后的样品称取适量，放入滴定瓶中。
5.添加试剂：将卡尔费休试剂与少量的硫酸银(亚硫酸钠和硝酸反应得到的产物)加入滴定瓶中，摇匀。
6.滴定开始：将试剂瓶与滴定瓶连接，开启滴定瓶管道，缓慢滴入试剂。
7.滴定过程中，观察滴定瓶中液体的颜色。
开始滴定时，滴定液呈蓝色，随着滴定的进行，颜色会逐渐淡化。
8.测定终点：当滴定液的颜色从蓝色变为无色时，滴定结束，停止滴定。
9.记录滴定体积：滴定结束后，记录滴定试剂的消耗体积。
10.计算水分含量：根据滴定试剂数量计算出水分的含量。
卡尔费休滴定法操作简单，准确性高，但也需要注意一些因素以保证结果准确可靠。
首先是样品的烘干过程，必须控制加热温度和时间，以免样品挥发的其它揮发物影响测量结果。
另外，滴定时要保持试剂滴定的缓慢与均匀，避免误判滴定终点。
此外，卡尔费休试剂的保存也很关键，应保持其密封保存，避免水分吸收。
KF水份滴定原理及应用
KF水份滴定原理及应用KF水份滴定是一种常用的水份测定方法，也称为卡尔费休氏法（Karl Fischer titration）。
它基于滴定反应原理，使用KF试剂与待测物中的水分发生反应，通过测定消耗的KF试剂量来确定水份的含量。
该方法具有灵敏度高、准确度高、重复性好的特点，被广泛应用于各个行业中涉及水分测定的领域。
KF+H2O→K++F-+H++[OH-]KF水份滴定中的KF试剂通常是一种含有碘离子和碱度较高的复杂配位物。
当KF试剂与待测物中的水分反应时，水分会和试剂中的碘离子反应生成碘化氢气体，同时释放出一个电子。
在电极的作用下，这个电子会迁移到电极上，从而产生电流。
通过测量电流的变化，就可以确定待测物中水分的含量。
KF水份滴定的应用十分广泛。
首先，在化工工业中，KF水份滴定可以用于测定原辅材料中的水分含量，如溶剂、催化剂、溶液等。
这对于保证生产过程的稳定性和产品质量的稳定性十分重要。
其次，在制药工业中，KF水份滴定可以用于检测药物中的水分含量，以确保药物的稳定性和安全性。
此外，在农业、食品、塑料、纺织等行业中，KF水份滴定也被广泛应用于检测产品中的水分含量，以确保产品的质量和性能。
KF水份滴定有许多优点。
首先，它具有高度的灵敏度，可以准确测定微量的水分含量。
其次，KF水份滴定具有良好的重复性和准确度，可以提供可靠的结果。
此外，KF水份滴定方法操作简单，不需要复杂的仪器设备，便于实施和控制。
最后，KF水份滴定方法灵活多样，可以根据不同的样品和需要选择合适的试剂和条件。
然而，KF水份滴定方法也存在一些局限性。
首先，该方法对于一些特殊样品，特别是含有气溶胶或极高的盐含量的样品，可能会产生误差。
其次，KF试剂在开放的条件下容易受到空气中水汽的污染，从而影响测量结果的准确性。
此外，KF水份滴定方法对于非水溶液中的水分检测能力较弱，需要使用溶解剂来将水分溶解到溶液中。
综上所述，KF水份滴定是一种广泛应用于水分测定的方法，具有高灵敏度、良好的重复性和准确度等优点。
水分滴定
2CH3OH+H2SO4→(CH3O)SO2+H2OCH3OH+HOOCH→CH3O-OCH+H2O
4．硅烷醇/硅氧烷 末端硅烷醇基团和卡氏试剂中的甲醇发生脂化反应生成水。
5．含硼化合物 硼酸和甲醇发生脂化反应生成水。
6．金属过氧化物 与卡氏试剂反应生成水。
7．消耗碘的物质 此类物质会和卡氏试剂中的碘反应，。导致测定水分含量偏高，如铁盐、酮盐、亚硝酸盐、硫代硫酸盐等。
8．强氧化剂 该类物质在卡氏试剂中的反应会生成碘单质，导致测试水分含量偏低。”
H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3在电解过程中,电极反应如下:
阳极:2I--2e→I2阴极:I2+2e→2I- 2H++2e→H2↑从以上反应中可以看出，即1摩尔的碘氧化1摩即电解碘的电量相当于电解水的电量，电解1摩尔碘需要2×96493库仑电量，电解1毫摩尔水需要电量为96493毫库仑电量。
卡氏库仑法仪器的应用范围卡氏库仑法仪器可适用多种有机和无机物中的水分测定，但由于各种化合物性质存在的差异，只有在卡氏试剂中无副反应无干扰的情况下，卡氏库仑法测定才是一种专属性的方法。原则是（1）副反应不能有水生成。（2）样品也不能消耗碘或释放碘。主要具有副反应和干扰的物质有如下八类。
1．盐、氢氧化物和氧化物。例如：Na2CO3+HI→NaI+CO2+H2OCa(OH)2+H2SO4→CaSO4+H2OMgO+HI→MgI2+H2还有一些物质亦会发生副反应，例如：Ag2O,HgO,MnO2,PbO,PbO2和ZnO
卡尔费休氏水分测定法
1.前言卡尔·费休水分测定法是以甲醇为介质以卡氏液为滴定液进行样品水分测量的一种方法。
此方法操作简单，准确度高，广泛应用于医药、石油、化工、农药、染料、粮食等领域。
尤其适用于遇热易被破坏的样品。
一般情况下，产品中水分的含量异常会严重地影响产品的质量和使用效果。
例如：药品、日用品、食品中所含水分过高会影响其稳定性、理化性状、及使用效果和保质期,化学试剂中所含水分过多会影响其化学特性等。
因此，对产品中的水分进行检查并控制其限度非常重要。
以前，人们普遍应用加热干燥法，此种方法不但繁琐、费时，而且系统误差较大不能满足现代化生产中对产品检验的需要。
1935年，Karl Fischer发现了一种用滴定法测定含水量从1ppm 到100%的样品的方法。
该方法测定水分含量的用途广泛、结果准确可靠、重复性好，能够最大限度的保证分析结果的准确性。
而且该方法滴定时间短，一般情况下测定一个样品仅需2到5分钟，适应现代化生产中快速检测的要求。
因而卡尔·费休氏水分测定法得到了各界的一致认可，现在已成为国际上通用的经典水分测定法。
2.基本原理卡尔·费休水分测定法是一种非水溶液中的氧化还原滴定法，其滴定的基本原理是碘氧化二氧化硫时需要一定量的水参与反应，化学反应方程式如下：I2+SO2+2H2O → 2HI+H2SO4 （2-1）I2+SO2+H2O+3RN+R1OH → 2RNHI+RNSO4R1 （2-2）卡氏试剂中含有分子碘而呈深褐色,当含有水的试剂或样品加入后,由于化学反应,生成甲基硫酸化合物(RNSO4R1)而使溶液变成黄色,由此可用目测法判断终点,即由浅黄色变成橙色.但是目测法误差教大而且在测定有颜色的物质时会遇到麻烦。
国家标准大都规定用“永停法”来判定卡氏反应的终点，其原理为：在反应溶液中插入双铂电极，在两电极之间加上一固定的电压，若溶剂中有水存在时，则溶液中不会有电对存在，溶液不导电，当反应到达终点时，溶液中存在I2和I-电对，即：2I- = I2+2e （2-3）因此，溶液的导电性会突然增大，在设有外加电压的双铂电极之间的电流值突然增大，并且稳定在我们事先设定一个阈值上面，即可判断到了滴定终点，机器便会自动停止滴定，从而通过消耗KF试剂的体积计算出样品的含水量。
KF滴定
KF仪器发展历史
1.手动滴定、肉眼判断终点； 2.手动滴定、电极极化判断终点； 3.自动滴定、自动判断终点； 4.卡尔费休库仑法：1959 年 Meyer 和 Boyd 将库仑法与卡尔费休法联立起来； 5.技术成熟的后仪器时代，相应的附加改 进技术以及相关衍生产品层出不穷：预热加 样器、连续加样器、测量固体样品的卡氏炉 、测量气体的气体连接包等
KF试剂的选择
+
单组分 操作简单 价格便宜
滴定速度慢 滴定度稳定差
双组分
滴定速度高 滴定度稳定
溶解能力有限
KF-滴定度的测定
物质名称
2H2O的酒石酸钠 蒸馏水 论证的标准样品
评论
溶解度不理想 理想的标准物 不易吸湿的，经测试论证 的达到平衡的物质
水含量
15.66% 100.00% 10 mg/g & 1 mg/g 0.1 mg/g 5.55%
KF理论及试剂的发展
甲醇并不是必须的，在无醇的溶剂中， 碘和水反应的方程式如下：
I2+SO2+H2O+3 C5H5N → 2 C5H5N H+I- + C5H5N· 3 SO （不稳定） B5C5N· 3+H2O → B5C5N H+HSO4-（稳定） SO
水与碘的化学计量数（水：碘的分子摩尔 比）为2:1，而有醇存在时水与碘的化学计量 数为1:1
市场上卡尔费休试剂-RdH
库仑法试剂—阳极电解液：
HYDRANAL®-Coulomat A HYDRANAL®-Coulomat AG HYDRANAL®-Coulomat AK 用于有隔膜电解池，含氯仿，100ml 该试剂可 滴定约 1000mg 水 有/无隔膜电解池均适用，滴定能力同上 用于酮类样品的水含量滴定，有/无隔膜电解池 均适用 乙醇环保型(无甲醇) ，有/无隔膜电解池均适 用；亦可作为阴极电解液 含有己醇，特别适用于烃类样品的溶解与滴定， 有/无隔膜电解池均适用 漂移度极为稳定， 特别适用于卡氏炉库仑法滴定 含有己醇， 适用于油类和脂类样品的溶解和滴定
KF简介卡尔费休(KF)水份滴定原理
KF Titration
Titrando系列
既能进行KF滴定，还能进行
多种 模式的电位滴定以及直接 测量 出色的运算功能结合智能交换 单元的高分辨率更保证了测量 结果的高度精确 电极测试与新式安全停止功能 可以防止在预干燥过程中过量 加入试剂导致溢出。
瑞士万通中国on
836 KFD Titrando
瑞士万通中国有限公司_卡尔费休水份仪课程
30
KF Titration
803 滴定台
内置磁力搅拌 MSB接口
抽排液泵前置，更易于操作
可选试剂瓶组织单元 废液瓶防溢出保护
瑞士万通中国有限公司_卡尔费休水份仪课程
31
KF Titration
835/836 Titrando
799 GPT Titrino
瑞士万通中国有限公司_卡尔费休水份仪课程
21
KF Titration
容量法卡氏水份仪
使用万通（Metrohm）的活塞式滴 定管和插入式交换单元，才使容量 法卡氏水份测定变为非常简单 高分辨率的滴定仪（Titrino 1/10000精度，Titrando 1/20000 精度)保证了滴定的准确
库仑法 KF 水份仪
可以使用有隔膜和无隔膜发生电极 可以内存各种分析方法 应付复杂的试验 预知KF试剂的寿命 可以实现自动更换试剂
瑞士万通中国有限公司_卡尔费休水份仪课程
32
KF Titration
库仑法 KF 水份仪
831 KF Coulometer 756 KF Coulometer + + + 100
35
KF Titration
831 KF- Coulometer
水分测定
容量法的KF滴定
加样品 用
KF试剂滴定
终点的检测
使用极化电极,恒定电位 测量电流的变化(Bi-电 流或永停法) 使用极化电极,恒定电流 测量电位的变化(Bi-电 压)
“Drift stop”- 基准
Drift in µ l/min
Stopp at 12 µ l/min Stopp at 6 µ l/min Basic drift e.g.. 6 µ l/min
市场上卡尔费休试剂-RdH
容量法双组分试剂—滴定剂
HYDRANAL®-Titrant 2 HYDRANAL®-Titrant 2E HYDRANAL®-Titrant 5 HYDRANAL®-Titrant 5E 控制精准的滴定度：2.00±0.02mg 水/mL(20℃) 乙醇环保型(无甲醇)试剂,控制精准的滴定度： 2.00±0.02mg 水/mL(20℃) 控制精准的滴定度：5.00±0.02mg 水/mL(20℃) 乙醇环保型(无甲醇)试剂,控制精准的滴定度： 5.00±0.02mg 水/mL(20℃)
市场上卡尔费休试剂-RdH
容量法单组分试剂：
HYDRANAL®-Composite 2 HYDRANAL®-Composite 5 HYDRANAL®-Composite 5K 滴定度约 2mg 水/ml 滴定度约 5mg 水/ml 滴定度约 5mg 水/ml，醛酮类样品的水含量滴定
配合单组分容量法的溶剂：
HYDRANAL®-Coulomat E
HYDRANAL®-Coulomat AG-H HYDRANAL®-Coulomat AG Oven HYDRANAL®-Coulomat Oil
市场上卡尔费休试剂-RdH
KF-1A水份测定仪说明书
KF-1A型水份测定仪使用说明书KF-1A水份测定仪说明书一、原理：本仪器为卡尔·费休（Kart Fischer）容量滴定法测定水份含量的仪器，采用“永停法”来确定终点,。
根据半电池反应：I2＋2e<=>2Iˉ溶液中同时存在I2及Iˉ时上述反应分别在两个电极上进行，既在一个电极上I2被还原，而再另一个电极上Iˉ被氧化，因此在两个电极之间有电流通过。
如果溶液中只有Iˉ而无I2则电极间无电流通过。
当滴定终点时溶液中有微量卡尔·费休试剂存在，即有Iˉ及I2同时存在，这时溶液导电，仪器显示滴定到达终点。
反应式：I2+SO2+3C5H5N+CH3OH+H2O→2C4H5N.HI+C5H5N.HSO4CH3根据滴定反应中所消耗的卡尔·费休试剂量来算出样品中水份的含量。
二、仪器性能及适应范围：1、仪器性能：a、测量范围：30×10ˉ6～100%。
b、以水为标样，测定卡尔·费休试剂的水当量，平行测定相对误差≤3%。
c、电源电压：交流220±10%。
2、适应范围：本仪器主要用于测定化肥、医药、食品、轻工、化工原料以及其它工业产品中的水份含量。
根据资料及美国材料协会标准ASTM，使用卡尔·费休法可直接测定的化合物包括：有机化合物-饱和的不饱和的碳氢化合物，缩醛、酸类、酰基卤、醇类、稳定的酰、酰胺、弱的胺、酐、二硫化物、酯类、醚卤化物、碳氢化合物，稳定的酮、过氧化物，原酸酯，亚硫酸盐、硫氰酸盐及硫醚等。
无机化合物-酸、酸性氧化物、氧化铝、酐、过氧化钡、碳化钙、氧化铜、干燥剂、硫酸肼、部分有机和无机酸的盐等。
测定水份含量在0.1%-10%时，选用10毫升滴定管（最小分度为0.05毫升）。
测定水份含量＜0.1%时，应适当增大取样量并可选用5毫升或2毫升滴定管（最小分度为0.02毫升）。
测定水份含量＞10%时，应适当减小取样量并可选用25毫升滴定管（最小分度为0.05毫升）。
kf水分仪的原理
kf水分仪的原理一、引言水分仪是一种用于测定物质中水分含量的仪器，广泛应用于食品、医药、化工等领域。
本文将以kf水分仪为例，介绍其原理及工作过程。
二、kf水分仪原理概述kf水分仪采用卡尔费休（Karl Fischer）滴定法来测定物质中的水分含量。
该方法是通过测定溶液中电导率的变化来间接测量样品中的水分含量。
三、kf水分仪的工作过程1. 样品准备kf水分仪要求样品必须是可溶解的，因此在测试前需要将固态样品溶解于适当的溶剂中。
同时，为了确保准确性，样品需经过精确称量。
2. 滴定剂准备滴定剂是kf水分仪中非常重要的一部分，一般由甲醇、硫酸、碘化钠和二氧化硫等组成。
滴定剂的配制必须精确，以保证测量结果的准确性。
3. 电极准备kf水分仪使用的电极一般是由玻璃和铂等材料制成的。
在开始测量之前，需要将电极彻底清洗并做好预处理工作，以确保测量结果的准确性。
4. 样品溶液与滴定剂反应将经过溶解的样品与滴定剂混合，样品中的水分会与滴定剂中的二氧化硫发生化学反应。
这个反应过程会导致溶液中电导率的变化。
5. 电导率测量kf水分仪通过测量溶液中电导率的变化来确定样品中的水分含量。
一般来说，kf水分仪会搭配电导率计来测量电导率的变化值。
6. 计算水分含量通过测量电导率的变化，kf水分仪可以准确计算样品中的水分含量。
根据滴定剂的配比和测量结果，使用特定的计算公式可以得出准确的水分含量。
四、kf水分仪的优势与应用1. 精确性高：kf水分仪采用滴定法测量，具有较高的测量精度和准确性。
2. 快速便捷：滴定反应速度快，测试时间相对较短，提高了工作效率。
3. 广泛应用：kf水分仪适用于各种物质的水分测定，包括固态、液态和气态的样品。
4. 自动化程度高：现代化的kf水分仪大多配备了自动化控制系统，操作简便，减少了人为误差。
五、总结kf水分仪是一种常用的水分测量仪器，通过卡尔费休滴定法测定样品中的水分含量。
其工作过程简单明了，具有准确性高、快速便捷等优点。
KF水分测定
卡尔-费休法测定有机物中的水分含量实验目的：1掌握卡尔－费休法测定微量水分的原理；2学习KF-1型水分测定仪的构造和使用方法；实验原理：卡尔费休试剂（碘、二氧化硫、吡啶按一定比例的混合物）中的碘和二氧化硫遇到水时发生定量反应，在吡啶和甲醇的存在下生成吡啶氢碘酸盐和甲基硫酸氢吡啶。
根据卡尔费休试剂的水当量T和用量V，即可求出反应的水量。
H2O+I2+SO2+3C5H5N+CH3OH=2C5H5N · HI+C5H5NH · SO4CH3水当量：T相当于每毫升卡尔费修试剂反应的水量，g/mL终点控制：在滴定过程中，溶液中仅存少量离解碘离子，电极间不存在持续电流；当滴定反应到终点时，过量一滴的KF试剂使溶液中存在I2/I-可逆氧化还原电对，从而在电极间形成持续电流，指示终点的到达。
实验仪器和试剂：KF试剂、高纯水、无水甲醇、KF-1型水分测定仪、分析天平、微量进样器、待分析乙醇样品（含水）实验步骤：1接通电源，指示灯亮；2 加入适量无水甲醇于反应瓶中（淹没点击裸露端），开启电磁搅拌器，用KF 试剂滴定甲醇中的水分，滴定至电流计产生较大偏转并保持一分钟不变为终点，此时呈无水状态（不记录KF试剂使用体积）；3 用微量进样器（可用微型注射器代替）从加料口橡皮盖中注入0.01~0.04g高纯水于反应瓶中，（减量法准确称量至0.0001g，m水），然后用KF试剂滴定至电流计产生较大偏转并保持一分钟不变为终点，记录KF试剂使用体积V1，计算水当量T（g/mL）。
平行滴定2次，求平均值；4用减量法准确加入一定量待测乙醇样品m乙醇，用KF试剂以3中方法滴定至终点，记录KF试剂使用体积V2，根据水当量T计算样品中的水分百分含量。
平行滴定2次，求平均值。
5 实验完毕，关闭电磁搅拌器及电源，将废液压入废液瓶。
数据处理：水当量：T= m水/ V1；样品水分百分含量：w水=（T×V2×100％）/m乙醇注意事项：1 KF试剂具有腐蚀性、操作时应加以注意、避免试液溅洒仪器表面和接触皮肤、并应在良好通风条件下进行、确保安全；2 KF废液要排入固定密封瓶中，按有害物处理，不可敞口放置或任意排入下水道以防污染环境；3 如发现硅胶变称红色或白色，应更换；。
KF库仑法和KF容量滴定法测试液体石油产品水分探讨
KF库仑法和KF容量滴定法测试液体石油产品水分探讨KF库仑法和KF容量滴定法是两种常用于测试液体石油产品水分含量的方法。
在石油行业中，水分含量是一个重要的参数，其影响着石油产品的质量和稳定性。
因此，准确地测试石油产品中的水分含量对于生产和质量控制至关重要。
KF库仑法是一种经典的水分测定方法，它基于电化学的原理。
该方法通过在含水样品中生成可导电离子来测定样品中的水分含量。
KF库仑法的优点是准确性高，灵敏度好，对样品的选择性强。
然而，该方法也存在一些缺点，例如不适用于高含盐样品，需要使用有毒的溶剂，以及需要耗费较多时间和成本等。
与KF库仑法相比，KF容量滴定法是一种更新的水分测定方法。
该方法利用Karl Fischer滴定管注入KF试剂，通过测定样品中的水分含量来确定样品的水分含量。
KF容量滴定法的优点是操作简便快捷，具有较好的稳定性和准确性。
常用于高含盐样品的测定，并且不需要使用有毒的溶剂。
然而，KF容量滴定法对样品的选择性较差，需要注意干燥和净化的程度。
在实际应用中，选择适合的水分测试方法取决于样品的性质和要求。
一般来说，KF库仑法适用于样品中水分含量较低的情况，需要较高的准确性和选择性；而KF容量滴定法则适用于含水量较高的样品，需要快速测试和操作简便的情况。
同时，也可以结合两种方法的特点进行综合分析和比较，以提高测试结果的准确性和可靠性。
总的来说，KF库仑法和KF容量滴定法都是常用的水分测试方法，它们各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法进行测试。
在石油产品的生产和质量控制中，准确测试水分含量是非常重要的，只有通过科学的方法和精密的仪器才能保证产品质量和生产效率的提高。
希望通过本文的介绍，能够对KF库仑法和KF容量滴定法测试液体石油产品水分有更深入的了解。
卡尔费休滴定
1.前言卡尔·费休水分测定法是以甲醇为介质以卡氏液为滴定液进行样品水分测量的一种方法。
此方法操作简单，准确度高，广泛应用于医药、石油、化工、农药、染料、粮食等领域。
尤其适用于遇热易被破坏的样品。
一般情况下，产品中水分的含量异常会严重地影响产品的质量和使用效果。
例如：药品、日用品、食品中所含水分过高会影响其稳定性、理化性状、及使用效果和保质期,化学试剂中所含水分过多会影响其化学特性等。
因此，对产品中的水分进行检查并控制其限度非常重要。
以前，人们普遍应用加热干燥法，此种方法不但繁琐、费时，而且系统误差较大不能满足现代化生产中对产品检验的需要。
1935年，Kar l Fis cher发现了一种用滴定法测定含水量从1pp m 到100%的样品的方法。
该方法测定水分含量的用途广泛、结果准确可靠、重复性好，能够最大限度的保证分析结果的准确性。
而且该方法滴定时间短，一般情况下测定一个样品仅需2到5分钟，适应现代化生产中快速检测的要求。
因而卡尔·费休氏水分测定法得到了各界的一致认可，现在已成为国际上通用的经典水分测定法。
2.基本原理卡尔·费休水分测定法是一种非水溶液中的氧化还原滴定法，其滴定的基本原理是碘氧化二氧化硫时需要一定量的水参与反应，化学反应方程式如下：I2+SO2+2H2O → 2HI+H2SO4 （2-1）I2+SO2+H2O+3RN+R1OH → 2RNHI+RNSO4R1 （2-2）卡氏试剂中含有分子碘而呈深褐色,当含有水的试剂或样品加入后,由于化学反应,生成甲基硫酸化合物(RN SO4R1)而使溶液变成黄色,由此可用目测法判断终点,即由浅黄色变成橙色.但是目测法误差教大而且在测定有颜色的物质时会遇到麻烦。
国家标准大都规定用“永停法”来判定卡氏反应的终点，其原理为：在反应溶液中插入双铂电极，在两电极之间加上一固定的电压，若溶剂中有水存在时，则溶液中不会有电对存在，溶液不导电，当反应到达终点时，溶液中存在I2和I-电对，即：2I- = I2+2e （2-3）因此，溶液的导电性会突然增大，在设有外加电压的双铂电极之间的电流值突然增大，并且稳定在我们事先设定一个阈值上面，即可判断到了滴定终点，机器便会自动停止滴定，从而通过消耗K F试剂的体积计算出样品的含水量。
KF滴定原理、参数、操作技巧、常见问题处理(2)
KF试剂的主要成分
碘I 缓冲剂
2
咪唑
二氧化硫
溶剂
SO2
甲醇
咪唑：维持体系pH， 较之吡啶具有更大 的缓冲能力，并且 气味小
甲醇：溶解样品； 参与反应
KF 反应与pH的关系
Side reaction
Slow reaction No reaction
最佳pH值范围 5 -7
KF 测定的方法
如何选择合适的测定方法？
库仑法（电量法）
绝对水量（建议范围）： 10 µg -- 10 mg
相对水： 1 ppm - 1%
容量法
绝对水量： 0.5mg—100%
相对水： 100 ppm - 100 %
ppm
%
小结：KF 水分测定的优点
方法简单，容易操作 是专一性的测定水份的方法 测量结果准确度高，重现性好。 测量范围宽: 10 g - 100% 分析时间短： 2 -5 minutes 应用范围广：可测定、液体、固体或膏状物 游离水、界面水及结晶水都可测定
库仑法
有隔膜发生电极
双铂针电极
有隔膜电极才有阴极液，才有双组份试剂之分
无隔膜发生电极
双铂针电极
如何填充有隔膜电极滴定池？
• 阴极液: 5 mL 还原反应: 2 H+ + 2 e- H2 每周更换阴极液!
阴极是发生电极， 阳极是铂针电极
• 阳极液: 约 100 mL 氧化反应: 2 I- I2 + 2 e-
大量氢气），进而与水反应 发生电极的电解速度受双铂电极
电位变化控制
-
+
H+ H -
I- I
库仑法 测试程序
KF 滴定原理(增加27-43)
比较：滴定度测定 - 纯水 、1%标准水
Determination 1 2 3 4 5 6 mean standard deviation rel. standard deviation Titer [mg/ml] with water (20µL) 5.9343 5.8857 5.9214 5.9364 5.8540 5.8698 5.9003 0.0352 0.60% Titer [mg/ml] with water standard 1% (1 mL) 5.8931 5.8896 5.8826 5.8794 5.8828 5.8599 5.8812 0.0120 0.20%
Iodine Alcohol
Base SO2 Alcohol
Kathode
37
不同方法，不同试剂
• • • • 单组分试剂 双组分试剂 库仑法试剂 针对某些样品的特殊试剂 • 测定油和脂肪的溶剂 • 醛酮试剂 • 缓冲液 • 滴定度测定和仪器检测 • Karl Fischer 水标
38
滴定度测定
Slow reaction
No reaction
最佳pH值范围
5-7
14
特殊样品的试剂选择
• 某些样品需要特殊的溶解方法或试剂 • 脂肪，油和长链烃 • 不溶于甲醇，需要加入氯仿、丙醇或其他 • 蛋白，碳水化合物和无机盐 • 微溶于甲醇，加入甲酰胺 • 醛酮和甲醇会产生副反应 • 甲醇替代品 • 强酸强碱 • 改变溶剂pH - 需要中和
20
H+ I-
H
I
Ω 总结：库仑法水分滴定程序
仪器校正 及方法设 置
在滴定池 中加入库 仑法KF试 剂
预滴定
加入待测 样品，测 水分
kf测含水原理
KF（卡尔费休）法测含水原理及应用
一、引言
卡尔费休（Karl Fischer）法是一种广泛应用在化工、石油、医药、食品等多个领域的精确测定样品中微量水分含量的化学分析方法，以其高精度、高灵敏度和可靠性著称。
该方法由卡尔·费休在1935年提出并因此得名。
二、KF法测含水原理
卡尔费休测水原理基于卡尔费休试剂与水的定量反应。
卡尔费休试剂主要由碘、二氧化硫、吡啶和甲醇（或其他溶剂）组成，在酸性条件下形成一个闭合回路，其中碘作为氧化剂与水发生定量反应，生成氢碘酸和硫酸。
通过测量反应消耗的碘量，即可推算出样品中的水分含量。
具体反应方程式如下：
H2O + SO2 + I2 + 3C5H5N → C5H5N·HI + (C5H5N)2SO2
三、测含水过程
1. 样品加入到装有卡尔费休试剂的滴定池中。
2. 滴定仪自动或手动向系统中添加卡尔费休试剂（碘溶液），直至达到化学计量点，即水分完全被碘氧化。
3. 通过记录滴定过程中消耗的卡尔费休试剂体积，根据预先标定的卡尔费休试剂对水的滴定度，计算得出样品中水分的含量。
四、结论
卡尔费休法测含水原理科学严谨，操作简便，结果准确可靠，能实现从微克到百分比含量宽范围内的水分测定，尤其适用于对水分含量要求极高的工业生产和科研领域。
但需要注意的是，不同类型的样品可能需要采用不同的前处理方法以确保水分充分释放并与卡尔费休试剂接触反应。
KF水份滴定原理及应用
KF水份滴定原理及应用1.原理：KF滴定法是基于水分与KF溶液之间的反应进行测定的。
该反应是一种滴定反应，通过测定滴定液中所消耗的KF溶液的体积，计算出样品中的水分含量。
KF溶液中的KF是一种极易吸水的化合物，可以与样品中的水分迅速反应生成KF·mH2O的络合物。
反应的化学方程式如下：KF+mH2O→KF·mH2O其中，KF·mH2O是水合物络合物，m的值表示络合物的水合程度。
2.测定操作步骤：(1)准备滴定液：将KF溶液与甲醇和二甘醇混合，制备成一定浓度的KF滴定液。
(2)样品制备：将待测样品溶解于非水溶剂中，使水分与KF滴定液之间有足够的接触面积。
(3)滴定操作：在滴定管中加入适量的KF滴定液，然后加入样品溶液。
在滴定过程中，KF溶液与样品中的水分发生反应，生成络合物。
持续滴定KF溶液，直到溶液由颜色无色变为微黄色。
(4)计算水分含量：记录滴定液消耗的体积，根据滴定液的浓度，计算出样品中的水分含量。
3.应用：(1)食品行业：用于测定食品中的水分含量，以确定食品的质量和储存稳定性。
(2)化学行业：用于测定化学制品中的水分含量，以确保化学试剂的稳定性和纯度。
(3)制药行业：用于测定药物中的水分含量，以确保药品的稳定性和有效性。
(4)石油行业：用于测定石油及其产品中的水分含量，以评估石油品质和储存条件。
(5)环境监测：用于测定大气中的水分含量，以了解空气湿度和气候变化。
总之，KF水份滴定法是一种简单、准确、快速的测定水分含量的方法，广泛应用于多个行业和领域中。
它能够提供准确的水分含量数据，有助于确保产品的质量和稳定性。
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水分测定的意义
• 产品中水分的含量异常会严重地影响产品的质量和使 用效果。因此，对产品中的水分进行检查并控制其限 度非常重要。 • 例如：药品、日用品、食品中所含水分过高会影响其 稳定性、理化性状、及使用效果和保质期,化学试剂中 所含水分过多会影响其化学特性等。
一、Karl Fischer滴定基本理论
一、Karl Fischer滴定基本理论 • 3.卡氏试剂基本组成
• • • • 碘 二氧化硫 溶剂 有机碱 I2
SO2
甲醇 吡啶（咪唑）
一、Karl Fischer滴定基本理论 • 4.PH影响
一、Karl Fischer滴定基本理论
• 4.PH影响
从上图中我们可以看出KF反应速率在5.5到8之间达到最大值 并且其相对稳定，当PH值超过8.5以后由于副反应的发生反应速 率又会上升。为什么反应速率会随PH值的变化而变化呢？一种 对PH值和反应速率之间关系的解释是,不是二氧化硫本身在水的 影响下被碘氧化,而是二氧化硫先和甲醇生成的CH3OSO2-: 2CH3OH + SO2 → CH3OH2++ CH3OSO2溶液的PH值越高,就会形成越多的甲基亚硫酸盐,所以反应速度也 就更快.在PH值为5.5到8的范围内,所有的二氧化硫都会形成甲基 亚硫酸盐:反应有最大的速率.但是由于碘和氢氧化物离子及甲基 离子的副反应,在PH值为8.5时反应速率又会上升;但这样会消耗更 多的碘而造成滴定结果的波动.
五、容量法 VS 库仑法
•
• • •
库仑法试剂 水容量不超过1000 mg (100 mL 卡氏试剂) 阳极和阴极试剂 复合试剂 酮类专用试剂
五、容量法 VS 库仑法 应用范围
容量法 应用范围：0.1%—100%
根据样品量
库仑法
应用范围：0.001%—1%
（10μ g—200mg绝对含水量），主要为液体和 气体
三、滴定剂的标定
影响卡尔费休试剂浓度变化的主要有以下几个原因 ： • 滴定剂的化学稳定性很低，其中的碘和二氧化硫都是 很活泼的物质，容易和其它物质发生发应。 • 滴定剂一有机会就会吸收空气中的水分而使自己的浓 度降低，因为其中的甲醇吸水性极强。 • 因为溶剂中90%的物质为甲醇或乙醇，所以KF试剂中醇 的密度对温度的变化很敏感，温度的一点升高将引起 试剂浓度的急剧下降，温度生高1摄氏度，可以使浓度 下降0.1%。 • 即使装试剂的容器密封程度非常好，试剂中各组分间 仍可能发生反应。
四、滴定方法
直接容量滴定法 测量范围：按取样量的大小可以测量1毫克到100%范围内的含水
量。
根据滴定容器大小的不同，可以在其中加入20到200毫升的甲 醇。甲醇是含有水分的，所以我们要先用KF试剂进行预滴定，让其 达到一个稳定的值。然后再用这种“干燥”了的甲醇做工作介质和 溶剂。将样品加入到“干燥”了的甲醇中，其滴定方法和预滴定的 方法一样。样品的含水量可以通过KF试剂的消耗量计算得到。当第 一个样品滴定完之后，第二个样品可以直接加进去，反应杯中的溶 液可以反复应用。当然，被测的样品相互之间不能发生反应。 算样品含量的公式为：
六.滴定参数
七、卡尔费休滴定法常见问题
常见问题分类... • 安装过程 • 滴定度测定过程 • 样品处理过程 • 库仑法常见故障信息 • 卡氏加热炉注意事项 • 校验 • 试剂
七、卡尔费休滴定法常见问题
样品处理 加入新的溶剂后，漂移值太高 • 说明测定杯没有完全密封 →湿气进入测定杯 必须检查(如有需要，及时更换): 所有连接部件 • 进样垫 • O-型圈 • 分子筛
五、容量法 VS 库仑法
容量法KF滴定
• • • • • 步骤: 在滴定杯中加入溶剂（甲醇） 用KF试剂预滴定溶剂中水分 加入样品 用KF试剂滴定样品中水分
五、容量法 VS 库仑法
容量法卡氏试剂
单组分试剂: • 滴定剂含碘,SO2, 缓冲液和醇类 • 工作介质仅含甲醇/乙醇 • 缺点: • 在密封的瓶中，滴定度每年下降5％!
二、KF滴定的优越性及其特点
(4)属于非水溶液的氧化还原滴定方法，所以具
有与碘可以发生反应的物质不适用本法。
(5)受空气湿度的影响较大，因此空气湿度大和
阴雨天气不宜进行。（注意控制温湿度）
三、滴定剂的标定
• 定量基础：在KF法测定水分含量过程中，碘与 水以固定的化学计量数1：1进行反应 • 在进行实验前要先确定滴定剂中碘的浓度，即 应对滴定剂进行标定。 • 每次滴定前都要进行标定，并且经过一定的时 间后，也应进行重新标定。 • 只有准确知道我们所使用的KF试剂的浓度后， 我们才能由消耗滴定剂的体积和称样量求出样 品的含水量。
缺点: 密封的瓶中，滴定度每年下降5％
五、容量法 VS 库仑法
双组分试剂
工作介质 甲醇或乙醇，有机碱，SO2 溶解 甲醇或乙醇，碘
优点:稳定的滴定度 反应快速 缺点:水容量有限
五、容量法 VS 库仑法
库仑法KF滴定
• 电流相当于定量管 • 阳极氧化碘离子产 生碘单质 • 当过量少量碘单质， 发生电流立即停止 • 双铂电极指示终点
五、容量法 VS 库仑法
容量法卡氏试剂
双组分试剂: • 滴定剂含碘, 甲醇 • 溶剂含有甲醇, 缓冲液, SO2 • 优点: • 溶剂pH最佳→反应快速/ 滴定度非常稳定
五、容量法 VS 库仑法
KF滴定如何选择试剂？
单组分试剂 工作介质 甲醇 溶解 醇类，有机碱，SO2，碘单质
优点: 可加入大比例的助溶剂
五、容量法 VS 库仑法
特点比较
容量法 • 将待测样品先溶解于无水 甲醇中，用费休氏试液滴 定，当样品溶液中的水分 消耗完毕，过量的用费休 氏试液可以指示终点：颜 色有淡黄→浅红棕色，或 永停滴定法。 • 用于常量和半微量水分测 定。 库仑法 • 滴定剂（费休氏试液）中是 不含有碘的，而是双铂电极 在含碘离子的阳极电解液中 电解产生。当所有的水消耗 完毕，就会在电极上有过量 的碘产生，永停滴定仪指示 终点到达。 • 主要用于微量水分的测定， 因此，库仑滴定法在药品水 分测定中较少应用。
二、KF滴定的优越性及其特点
1.KF滴定的优越性(与其它几种水分测定比较)
卡氏水分测定法 干燥失重（常压、减压） 甲苯法（中药）
应用广泛（适用于多 种有机物和无机物， 还包括遇热易破坏的 药品 ） 烘箱干燥（对热较稳定药品） 含挥发性成分药品 减压干燥（使用对热较不稳定或水 分较难除尽的） 100％水含量 检测时间长 100％水含量 检测时间长
一、Karl Fischer滴定基本理论 • 2.费休氏水分测定电化学反应原理
永停法 原理：在反应溶液中插入双铂电极,在两电极 之间加上一固定的电压，若溶剂中有水存在 时，则溶液中不会有电对存在，溶液不导电 ，当反应到达终点时，溶液中存在I2和I-电对 ，2I- = I2+2e,此时电极上发生电极反应而去极 化，溶液导电，电流值突然增大至一设定值 并稳定，即为终点 。
一、Karl Fischer滴定基本理论
1.费休氏法化学反应原理
化学反应
I 2 + SO2 +H2O
2HI+SO3¯
吡啶存在时无水吡啶能定量地吸收HI和SO3¯ ， 生成氢碘酸吡啶和亚硫酸吡啶。
C5H5N· I2+ C5H5N· SO2+C5H5N+ H2O 2C5H5N· HI+C5H5N· SO3
一、Karl Fischer滴定基本理论
5.溶剂及副反应
无水甲醇作为样品的溶解剂，适用范围很广。一般的 有机化合物、饱和或不饱和的碳氢化合物以及一般的无机 化合物、酸性氧化物、部分有机和无机的盐都能适用。 但是部分酮和醛类样品不能用甲醇反应。如发现反应 不能中断，无终点，反应连续进行时，应该考虑到是否有 副反应这个问题。当产生副反应时，其实只需要几分钟的 反应，却一直进行。此时可用乙二醇甲醚代替甲醇，可得 更为恒定的滴定体积，而且可在不使用任何专门技术下测 定某些酮和醛类化工产品的水分。 PH值过高、样品碱性过高等，也会引起副反应，即连 续反应，而无终点出现。此时，PH值过高可用缓冲溶液调 节PH值，碱性过高加入甲苯酸、水杨酶，可缓和碱性溶液 ，但不能用醋酸。
Karl Fischer
费休氏水份测定法
主要内容
• • • • • • • • • • • 一、Karl Fischer滴定基本理论 二、KF滴定的优越性及其特点 三、滴定剂的标定 四、滴定方法 五、容量法 VS 库仑法 六、滴定参数 七、卡尔费休滴定法常见问题 八、卡氏加热炉技术 九、滴定度 十、水分测定影响因素及注意事项 十一、水分测定仪的维护保养
一、Karl Fischer滴定基本理论
亚硫酸吡啶不稳定，能与水发生副反应，消 耗一部分水，因而干扰测定。如下反应：
C5H5N· SO3+ H2O
C5H5NHSO4 H C5H5NHSO4CH3
加入无水甲醇避免了上述副反应的发生。
C5H5N· SO3+ CH3OH
综上总的反应式:
C5H5N•I 2+C5H5N•SO2 +C5H5N+CH3OH+H2O 2C5H5N•HI +C5H5N•HSO4CH3
Karl Fischer 1901 - 1958
卡尔· 费休法简称费休法，是 1935年卡尔· 费休(KarlFi scher)提出的测定水分的容量 分析方法。费休法是测定物质水 分的各类化学方法中，对水最为 专一、最为准确的方法。虽属经 典方法但经过近年改进，提高了 准确度，扩大了测量范围，已被 列为许多物质中水分测定的标准 方法。
• 标准水溶液标定
精密称定水标准品1.0到1.5克，用反称量法确定其质量，滴 定至终点。所用水标准品的量一般以消耗2到5毫升卡氏液较合适
• 去离子水标定
用去离子水标定滴定剂浓度需要大量的练习和精确的实验操 作以获得重复的精确的结果。由于使用去离子水量非常小（10µl ～20µl），偶然误差较大。因此推荐酒石酸二钠或水标准来标定 滴定液的浓度。