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卡尔费休滴定法是什么

2023.7.27

卡尔费休滴定法是测定样品中水含量最广泛使用的技术,它可用于食品,药品和许多化学品的分析。


卡尔费休(Karl Fischer),也叫微量水分测定仪,滴定基于原始本生反应:


 

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后来修改为最终方程式:


 

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该反应滴定使碘反应所需的卡尔费休试剂量,直到样品中的所有水全部用完为止,此时指示剂检测到过量的碘,在烷基亚硫酸盐中间体被碘氧化的过程中,水被耗尽,该反应对pH敏感。


卡尔费休滴定可通过体积法或电量法进行,在体积法中,通过机械手段将碘添加到含有样品的滴定杯中的醇溶剂中,当碘停止反应时,达到滴定的终点,样品的水含量由所用卡尔费休试剂的体积计算得出。


体积滴定的滴定能力为100至1x10 6 ppm(水浓度为0.01 – 100%)。但是,对于水含量高于1%或0.1至500毫克水(通常为0.5至50毫克水)的样品,它是优选的。




单组分或二组分试剂?


体积卡尔费休滴定可以使用单组分或双组分试剂进行,在第一种情况下,滴定管滴定管中含有非反应性溶剂,滴定所需的所有试剂都溶解在其中。


在大多数情况下,这是甲醇,使用卡尔费休试剂对甲醇进行了预处理,以消除所有污染的水,此后,添加样品,并自动测定其水含量。


当选择两组分试剂时,滴定剂由溶解在溶剂中的碘(已测量)组成,该碘被添加到滴定管中直至充满,现在将卡尔费休溶剂与二氧化硫和碱混合,然后将溶液添加到滴定杯中。


在添加样品和确定水含量之前,也要先进行滴定,直到所有水都被清除。第一种方法可以使用多种媒体适应许多工作流程。第二种具有更高的滴定速度和极性,容量卡尔费休滴定法通常能够测定0.5至50 mg的水。


由于水当量随时间变化,必须定期校准卡尔费休试剂的体积,为方便起见,这是使用经过认证的水标准完成的,当量水是1毫升试剂吸收的水量。


自动卡尔费休滴定的组成


今天,卡尔费休水分滴定仪已经实现了全自动。按下滴定仪上的按钮即可确定含水量,然后读出或打印出结果。


带有滴定台的电动滴定管,即使在微升范围内也可确保添加准确剂量的卡尔费休试剂,为了实现这一点,在机械滴定管中设置了10000步。


一种用于试剂定量的交换单元。包括一个圆筒、滴定管、龙头、滴定管尖端和卡尔费休试剂容器,最后一个装有干燥管以防止大气中的水分进入。


这些样品交换器具有样品烧杯,其中添加了称量的样品,用铝箔封闭以防大气中的水分,准备滴定,然后刺穿以添加预设体积的溶剂。


一旦提取所需的溶解时间过去了,就开始卡尔费休滴定,这些有助于处理样品数量而不会增加人员负担,并且可以在无监督的情况下工作,从而提高了通量。


一种指示器系统,使用双伏安指示系统,该系统具有双铂电极,恒定电流(例如50 μA)穿过该铂电极,只要滴定杯中的样品中有水,反应就会继续进行。


为了将电极的极化电流维持在所需的预设水平,需要将电池保持在高电压下,滴定完成后,溶液中会发现游离碘,这会导致电压降,从而导致极化电流水平。


进行控制以确保尽可能快地将滴定添加到滴定溶液中,但要在达到终点后立即停止添加,在现代卡尔费休水分滴定仪中,这是通过控制对滴定曲线的自动调整自动实现的,这种精确的控制水平可以在数分钟内完成滴定,但准确性很高。


输入(控制参数,样品数据)和输出均使用包括键盘和监视器在内的内置通信,其中包括最先进型号的实时滴定曲线显示,使用户可以直观地看到滴定的过程。


通过将每个预设的操作参数集保存到内存中,存储容量对于保持该方法的快速和可靠至关重要,当需要分析多个不同的样品时,可以保存理想的滴定条件,完成此操作后,只需选择合适的样品,将其添加并开始处理即可快速执行测定。


界面对于将卡尔费休水分滴定仪纳入实验室数据管理设置非常重要。


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