2.1水分測定儀的分類(lèi)

水分測定儀主要是實(shí)驗室用來(lái)對生產(chǎn)前原料、生產(chǎn)后成品質(zhì)量把控，也有部分是對生產(chǎn)中的質(zhì)量把控。所以水分測定儀主要是應用在各行各業(yè)的樣品水分含量檢測及質(zhì)量把控。那么我們實(shí)驗室常用的水分測定儀主要分為，加熱法和卡爾費休方法兩大類(lèi)別

2.1 加熱法水分測定儀

加熱法水分測定儀有紅外水分測定儀，鹵素水分測定儀

2.1.1、紅外線(xiàn)/鹵素水分測定儀

1、檢測原則：

（1）樣品中不含有除水以外的揮發(fā)性物質(zhì)

（2）樣品中有不溶或者難溶于有機溶劑中的樣品

2、物理法水分測定儀主要檢測：

粉末狀、顆粒狀、粘稠狀、流體類(lèi)物質(zhì)，例如：種子、菜籽、面粉、紙張、藥末、土壤、廢水、顏料、脫水蔬菜等

3、紅外線(xiàn)水分測定儀與鹵素水分測定儀的區別：

紅外: 加熱均勻，傳統加熱方式，較適合測試對溫度敏感的樣品，如含糖量較高的樣品

鹵素: 升溫快，加熱均勻，效率高，節能環(huán)保

2.1.2、卡爾費休水分測定儀

卡爾費休水分測定儀分為容量法和庫侖法兩種儀器

1. 簡(jiǎn)介：

卡爾·費休法簡(jiǎn)稱(chēng)費休法，是1935年卡爾·費休(KarlFj scher)提出的測定水分的容量分析方法。費休法是測定物質(zhì)水分的各類(lèi)化學(xué)方法中，對水為專(zhuān)一、為準確的方法。雖屬經(jīng)典方法但經(jīng)過(guò)近年改進(jìn)，提高了準確度，擴大了測量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測定的標準方法。

2. 化學(xué)反應

卡爾?費休水分測定法是一種非水溶液中的氧化還原滴定法， 其滴定的基本原理是碘氧化二氧化硫時(shí)需要一定量的水參與反應，化學(xué)反應方程式如下：

I2+SO2+2H2O → 2HI+H2SO4（2-1）

I2+SO2+H2O+3RN+R1OH → 2RNHI+RNSO4R1 （2-2）

卡爾費修試劑中含有分子碘而呈深褐色,當含有水的試劑或樣品加入后,由于化學(xué)反應,生成甲基硫酸化合物(RNSO4R1)而使溶液變成黃色,由此可用目測法判斷終點(diǎn),即由淺黃色變成橙色.但是目測法誤差教大而且在測定有顏色的物質(zhì)時(shí)會(huì )遇到麻煩。 國家標準大都規定用"永停法"來(lái)判定卡氏反應的終點(diǎn)，其原理為：在反應溶液中插入雙鉑電極，在兩電極之間加上一固定的電壓，若溶劑中有水存在時(shí)，則溶液中不會(huì )有電對存在，溶液不導電，當反應到達終點(diǎn)時(shí)，溶液中存在 I2 和 I-電對，即：

2I- = I2+2e （2-3）

因此， 溶液的導電性會(huì )突然增大， 在設有外加電壓的雙鉑電極之間的電流值突然增大，并且穩定在我們事先設定一個(gè)信息值上面，即可判斷到了滴定終點(diǎn)，機器便會(huì )自動(dòng)停止滴定，從而通過(guò)消耗卡爾費休試劑的體積計算出樣品的含水量。

3. 卡爾費試劑的組成

碘 I2

二氧化硫 SO2

溶劑 甲醇

有機堿 吡啶（咪唑）

4. 影響卡爾費休的幾個(gè)因素

無(wú)水甲醇作為樣品的溶解劑，適用范圍很廣。一般的有機化合物、飽和或不飽和的碳氫化合物以及一般的無(wú)機化合物、酸性氧化物、部分有機和無(wú)機的鹽都能適用。

但是部分酮和醛類(lèi)樣品不能用甲醇反應。如發(fā)現反應不能中斷，無(wú)終點(diǎn)，反應連續進(jìn)行時(shí)，應該考慮到是否有副反應這個(gè)問(wèn)題。當產(chǎn)生副反應時(shí)，其實(shí)只需要幾分鐘的反應，卻一直進(jìn)行。此時(shí)可用乙二醇甲醚代替甲醇。
PH值過(guò)高、樣品堿性過(guò)高等，也會(huì )引起副反應，即連續反應，而無(wú)終點(diǎn)出現。此時(shí)，PH值過(guò)高可用緩沖溶液調節PH值，堿性過(guò)高加入甲苯酸、水楊酶，可緩和堿性溶液，但不能用醋酸。

與碘發(fā)生反應的化合物不能用卡爾費來(lái)測試。

5. 卡爾費休水分測定儀的特點(diǎn)

(1)試劑對水的作用靈敏性和專(zhuān)一性高，是較理想的水分測定方法。

(2)適用于遇熱易分解的物質(zhì)或含有揮發(fā)性成分的供試品的水分測定。

(3)卡爾費休氏試劑本身可以作為指示劑，也可用永停滴定法指示終點(diǎn)。

(4)屬于非水溶液的氧化還原滴定方法，所以具有與碘可以發(fā)生反應的物質(zhì)不適用本法。

(5)受空氣濕度的影響較大，因此空氣濕度大和陰雨天氣不宜進(jìn)行。（注意控制溫濕度）

6. 試劑的選擇與標定

只有準確知道我們所使用的KF試劑的濃度后，我們才能由消耗滴定劑的體積和稱(chēng)樣量求出樣品的含水量。

影響卡爾費休試劑濃度變化的主要有以下幾個(gè)原因 ：

? 滴定劑的化學(xué)穩定性很低，其中的碘和二氧化硫都是很活潑的物質(zhì)，容易和其它物質(zhì)發(fā)生發(fā)應。

? 滴定劑一有機會(huì )就會(huì )吸收空氣中的水分而使自己的濃度降低，因為其中的甲醇吸水性極強。

? 因為溶劑中90%的物質(zhì)為甲醇或乙醇，所以KF試劑中醇的密度對溫度的變化很敏感，溫度的一點(diǎn)升高將引起試劑濃度的急劇下降，溫度生高1攝氏度，可以使濃度下降0.1%。

? 即使裝試劑的容器密封程度非常好，試劑中各組分間仍可能發(fā)生反應。

卡爾費休試劑的標定

? 二水合酒石酸鈉標定

其是KF試劑的滴定一級標準物，在正常條件下，該物質(zhì)含有15.66%的水，很穩定而且不吸水也不失水。但是二水合酒石酸鈉在甲醇中只能緩慢溶解且溶解度很小，所以使用前應把它研成很細的粉末，在滴定前應混合2～3分鐘（保證完全溶解），每40ml甲醇可溶解140mg二水合酒石酸鈉（室溫）。注意經(jīng)常更換溶劑

? 標準水溶液標定

精密稱(chēng)定水標準品1.0到1.5克，用反稱(chēng)量法確定其質(zhì)量，滴定至終點(diǎn)。所用水標準品的量一般以消耗2到5毫升卡氏液較合適。但是水標準品比較貴適合預算寬裕實(shí)驗室選用。

? 去離子水標定

用去離子水標定滴定劑濃度需要大量的練習和的實(shí)驗操作以獲得重復的的結果。由于使用去離子水量非常?。?0μl～20μl），偶然誤差較大。因此推薦酒石酸二鈉或水標準來(lái)標定滴定液的濃度。

卡爾費休試劑的選擇

1按滴定度選擇

一般市面上出售的卡爾費休試劑的滴定度有1mg/ml、2mg/ml、3-5mg/ml，含水量越低的樣品應該選擇滴定越小的試劑 。庫侖法試劑不區分滴定度。

滴定劑中含有碘、二氧化硫、咪唑，溶于醇溶液。溶劑可以是甲醇，也可以用易溶解樣品的溶劑與甲醇混合作溶劑。試劑可以存儲約兩年，若試劑存儲在密封瓶中，滴定度大約每年減小0.5 mg/mL。市售的單組分試劑有三種濃度規格：

5 mg/mL，適用于含水量1000 ppm ~ 100 %的樣品，

2 mg/mL，適用于含水量< 1000 ppm的樣品，

1 mg/mL，適用于含水量< 200 ppm的樣品。

2 按照配方選擇

有單組份，雙組分，試劑，單組份滴定度下降速度快，但是便宜，而且滴定度范圍大；雙組分試劑反應速度快，價(jià)格貴，滴定度有限；試劑，測試一些特殊樣品，如醛酮試劑；

7. 卡爾費休水分測定儀的測量過(guò)程

測量范圍：按取樣量的大小可以測量1毫克到100%范圍內的含水量。

根據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，所以我們要先用KF試劑進(jìn)行預滴定，讓其達到一個(gè)穩定的值。然后再用這種"干燥"了的甲醇做工作介質(zhì)和溶劑。將樣品加入到"干燥"了的甲醇中，其滴定方法和預滴定的方法一樣。樣品的含水量可以通過(guò)KF試劑的消耗量計算得到。當*個(gè)樣品滴定完之后，第二個(gè)樣品可以直接加進(jìn)去，反應杯中的溶液可以反復應用。當然，被測的樣品相互之間不能發(fā)生反應。