卡尔费休水分测定仪的原理

卡尔费休方法自1935年由卡尔费休提出，采用I2、SO2、吡啶、无水CH3OH（含水量在0.05%以下）配制成试剂，测定出试剂的水当量，在试剂与样品中的水进行反应后，通过计算试剂消耗量而计算出样品中水含量，标准化组织把这个方法定为测微量水分标准，我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。

原理
在水存在时，即样品中的水与卡尔费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。
I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4
但这个反应是个可逆反应，当硫酸浓度达到0.05%以上时，即能发生逆反应。如果我们让反应按照一个正方向进行，需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸。经实验证明，在体系中加入吡啶，这样就可使反应向右进行。
3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2C5H5NHI（氢碘酸吡啶） +C5H5NSO3（硫酸酐吡啶）
生成硫酸酐吡啶不稳定，能与水发生反应，消耗一部分水而干扰测定，为了使它稳定，我们可加无水甲醇。
C5H5NSO3（硫酸酐吡啶） + CH3OH（无水） → C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）
我们把这上面三步反应写成总反应式为：
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2C5H5NHI（氢碘酸吡啶）+C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）
从反应式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而产生2mol氢碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。这是理论上的数据，但实际上，SO2、吡啶、CH3OH的用量都是过量的，反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色，即可确定为到达终点。
I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10

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威风的奥特曼。 发表于 2021-12-1 16:29
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