库仑法卡氏水分仪指示电极维护保养解析

库仑法卡氏水分仪指示电极维护保养

点击次数：958 发布时间：2010-1-21

指示电极维护保养：

1、卡氏水分测定用指示电极属于单体铂棒电极或者是单体铂环电极。

2、新电极的使用注意事项：新的指示电极需要一个磨合时间形成新的电极表面。这段时间滴定会长，从而导致测定结果偏高。使用很短时间后，该现象就会消失。为了缩短新指示电极的磨合时间，库仑仪可以运行过夜。

3、电极放置：在平时的使用过程当中要注意对Pt丝的保护，切勿将指示电极直立放置，以免对Pt丝造成损坏；取出指示电极后将电极横放于垫有软物（毛巾或者小海绵）的台面上。

4、使用过程：指示电极的双Pt丝应当尽量地保持平行。插入液面时要仔细观察。

5、电极清洗：电极使用一段时间后，由于样品污染等原因存在钝化现象，指示电极可以用擦洗

剂（氧化铝或者牙膏），用棉花小心地擦拭除去污染的指示电极，然后再用乙醇清洗。

当测电极检测到水份时，阳极液里的碘离子(2I-)开始电解而产生碘(I2)后与水份立即产生定量化学反应。电解所产生的电荷量，依「法拉第定律」可知和水份量成正比例，故由测量耗电量就可求得水份含量。

其反应式：2I- - 2e → I2 H2O 1mg = 10.71库仑

H2O＋CH3OH＋I2＋SO2＋3RN → [RNH]SO4CH3＋2[RNH]I

库仑法卡尔菲休水分测定仪终点检测方法当测量的漂游值等于（＝）｛测量前的漂游(背景)值+ 设定

值(通常0.1ug/sec)} 时，即视此处为终点。

库仑法卡尔菲休水分测定仪适合于测量含水份量少于1mgH2O以下的样品，含痕量水份的样品也可测量；库仑法卡尔菲休水分测定仪的试剂需更换的頻度较低，须校正力价（滴定度）。库仑法是利用电解法产生碘，其产生量可由消耗的电量求得。然而所产生的碘遇到水份，立即以１：１的比例发生化学反応，

故无须担心劣化问题。

卡氏库仑法测定水分是一种电化学方法。其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的，其反应如下：

H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N•HI+C5H5N•SO3

C5H5N•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摩尔的二氧化硫，需要1摩尔的水。

所以是1摩尔碘与1摩尔水的当量反应，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。

卡尔－费休库仑法水分测定仪原理及应用范围

在国民经济中，石化产品占有重要的地位。该类产品品种繁多，但大部分都有一项必须检测的

重要指标——水分含量。在检测中选择何种方法、如何选择仪器、如何测定其合格，是众多化验

工作中的一项大事。作为一类测定物质中水分含量的计量仪器，目前有干燥法、卡尔－费休

（Karl-Fischer，以下简称卡氏）容量法和卡氏库仑法等多种仪器。但就多数物质而言最为经济、

最为准确的方法当属卡氏库仑法。本文以卡氏库仑法为依据，山东博山同业分析仪器厂开发生

产的WS系列全自动微量水分测定仪来探讨其原理及应用范围。并以几年来使用仪器的心得体会

来推动卡氏库仑法仪器的应用和促进多学科领域中试验工作的开展。

一、引言

测定物质中水分含量的方法很多，现对常用的几种方法就其经济性、准确性做简单的对比

分析。

1干燥法

优点：仪器价格低廉。缺点：精度差；仅能测定至10-3级；在干燥蒸馏过程中挥发性物质亦被蒸发，不能测定物质中水分含量的真值，试验时间过长。

2光谱、色谱法

优点：可以测至10-6级。缺点：仪器价格昂贵；环境要求高；准备时间长（几个小时）；不利于产品的过程控制。3卡氏容量法

优点：测试品种多，相对于卡氏库仑法有些特殊物质在特定试剂条件下可以测定（如酮类、醛类）。缺点：在最佳状态下仅能测至10-4级；耗材（试剂）大；测定时间偏长。4卡氏库仑法

优点：仪器价格中等；耗材少；可以测定至10-6级；时间短，一般物质在掌握好进样量的前提下使用山东博山同业分析仪器厂的WS系列全自动微量水分测定仪（以下简称同业仪器）60秒内即可完成测定，是过程控制和仲裁判定的最佳方法。缺点：有些具有副反应的物质如酮类、醛类不能测定。

对于多数物质而言，选择卡氏库仑法仪器做为质量控制测定水分含量是一种即经济又准确的方法。

二、卡氏库仑法仪器原理

1．1935年卡尔－费休（KarlFischer）首先提出了利用容量分析测定水分的方法，这种方法即是GB6283《化工产品中水分含量的测定》中的目测法。目测法只能测定无色液体物质的水分。

后来，又发展为电量法。随着科技的发展，继而又将库仑计与容量法结合起来推出库仑法。这种方法即是GB7600《运行中变压器油水分含量测定法（库仑法）》中的测试方法。现在的分类目测法和电量法统称为容量法。卡氏方法分为卡氏容量法和卡氏库仑法两大方法。两种方法都被许多国家定为标准分析方法，用来校正其他分析方法和测量仪器。

2．卡氏库仑法测定水分是一种电化学方法。其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的，其反应如下：

H2O I2 SO2 3C5H5N→2C5H5N•HI C5H5N•SO3

C5H5N•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摩尔的二氧化硫，需要1摩尔的水。所以是1摩尔碘与1摩尔水的当量反应，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。

样品中水分含量按（1）式计算：