GB/T 6283-2008 化工產品中水分含量的測定 卡爾·費休法(通用方法)

范圍

本標準規定了用卡爾·費休目測法和電量法測定樣品游離水或結晶水含量的通用方法。
本標準適用于大部分有機和無機固、液體化工產品中游離水或結晶水含量的測定。
本標準不適用于能與卡爾·費體試劑的主要成分反應并生產水的樣品以及能還原碘或氧化碘化物的樣品中水分的測定。
在某些情況下，樣品需要預處理措施，它們均在相應的國家標準中作了規定。
當沒有電量法的儀器時，可使用目測法，它是一種直接滴定法，但只能用于無色的溶液。電量法包括直接滴定和反滴定兩種方法，無論采用哪一種，都是較為準確的，因此，推薦用電量法。

原理

存在于試樣中的任何水分(游離水或結晶水)與已知滴定度的卡爾·費休試劑(碘、二氧化硫、吡啶和甲醇組成的溶液)進行定量反應。
注: 甲醇可用乙二醇甲醚代替。用此試劑，可得更為恒定的滴定體積，而且可在不使用任何專門技術下測定某些醛和酮類化工產品的水分。

反應式

H2O + I2 + SO2 + 3C5H5N → 2C5H5N·HI + C5H5N·SO3
C5H5N·SO3 + ROH → C5H5NH·OSO2·OR

直接電量滴定法

終點測定原理
使浸入溶液中的兩鉑電極有一電位差，當溶液中存在水時，陰極極化反抗電流通過，由陰極去極化伴隨著突然增加的電流(由合適的電裝置示出)指示滴定終點。

操作步驟

卡爾·費休試劑的標定
裝配儀器，用硅酮潤滑脂潤滑接頭，用注射器經橡皮塞注入25mL甲醇到滴定容器中，打開電磁攪拌器，并連接終點電量測定裝置。
調節儀器，使電極間有1V~2V電位差，同時電流計指示出低電流，通常為幾個微安。為了與存在于甲醇中的微量水反應，加入卡爾·費休試劑，直到電流計指示電流突然增加至約10μA~20μA，并至少保持穩定1min。
在小玻璃管中，稱取約0.250g酒石酸鈉，稱準至0.0001g，移去橡皮塞，在幾秒鐘內迅速地將它加到滴定容器中，然后再稱量小玻璃管，通過減差確定使用的酒石酸鈉質量(m3)。
也可由滴瓶加入約0.040g水進行標定。稱量加到滴定容器前、后滴瓶的質量，通過減差確定使用的水質量(m4)。
用水-甲醇標準溶液標定。
用待標定的卡爾·費休試劑滴定加入的已知量水，到電流計指針達到同樣偏斜度，并至少保持穩定1min，記錄消耗卡爾·費休試劑的體積(V3)。

測定

通過排泄嘴將滴定容器中殘液放完，用注射器經橡皮塞注入25mL(或按待測試樣規定的體積)甲醇或其他溶劑(吡啶或樣品)，打開電磁攪拌器，為了與存在于甲醇中的微量水反應，加入卡爾·費休試劑，直到電流計指針產生突然偏斜，并至少保持穩定1min。
試樣的加入，若是液體，以注射器注入；若是固體粉末，用小玻璃管稱取適量試樣加入，稱準至0.0001g。使用同樣終點電量測定的操作步驟，用卡爾·費休試劑滴定至終點，記錄測定時消耗卡爾·費休試劑的體積(V4)。

結果表示

卡爾·費休試劑的滴定度T，以mg/mL表示，按式(5)或式(6)計算:

式中:
m3 一一若用酒石酸鈉標定，表示所加入酒石酸鈉的質量，單位為毫克(mg)；
m4 一一若用水標定，表示所加入水的質量，單位為毫克(mg)；
V3  一一標定時，消耗卡爾·費休試劑的體積，單位為毫升(mL)；
0.1566一一酒石酸鈉質量換算為水的質量系數。

試樣水含量

試樣水含量X 以質量百分數表示，按式(7)或式(8)計算:

式中:
m0一一試樣的質量(固體試樣)，單位為克(g)；
V0 一一試樣的體積(液體試樣)，單位為毫升(mL)；
V4  一一測定時，消耗卡爾·費休試劑的體積，單位為毫升(mL)；
ρ   一一20°C時試樣的密度(液體試樣)，單位為克每毫升(g/mL)；
T   一一卡爾·費休試劑的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)。

電量反滴定法

終點測定原理
加過量卡爾·費休試劑，用水-甲醇標準溶液反滴定，在反滴定開始時，電極有上很小的電位差，但足以引起電流計指針的大偏轉，通過陰極極化伴隨著電流的突然中斷(由合適的電裝置示出)指示滴定終點。

操作步驟

卡爾·費休試劑的標定
裝配儀器，用硅酮潤滑脂潤滑接頭，由一自動滴定管加過量卡爾·費休試劑到滴定容器中，使之能淹沒電極，打開電磁攪拌器，并連接終點電量測定裝置，由第二支自動滴定管滴入標準水-甲醇溶液，直到電流計的指針突然回到零。
在小玻璃管中，稱取約0.250g酒石酸鈉，稱準至0.0001g，移去橡膠塞，在幾秒鐘內迅速地將它加到滴定容器中，然后再稱量小玻璃管，通過減差確定使用的酒石酸鈉質量。
也可由滴瓶加入約0.040g水進行標定，稱量加到滴定容器前、后滴瓶的質量，通過減差確定使用的水質量(m6)。
然后加入已知過量體積(V5)卡爾·費休試劑，至溶液變棕色為止，等待30s，用標準水-甲醇溶液反滴定過量的試劑，直到電流計的指針突然回到零，記錄消耗此標準溶液的體積。
卡爾·費休試劑與標準水-甲醇溶液之間的對應值
部分地放空滴定容器，使電極仍淹沒在液體中。
由第一支滴定管加入待測定的20mL卡爾·費休試劑，用第二支漓定管中的水-甲醇標準溶液滴定，到電流計的指針突然回到零，記錄消耗此標準溶液的體積(V7)。

測定

通過排泄嘴將滴定容器中殘液放完，用注射器經橡皮塞注入25mL(或按待測試樣規定的體積)甲醇，打開電磁攪拌器，為了與存在于甲醇中的微量水反應，加入稍過量(約2mL)的卡爾·費休試劑，然后滴加水-甲醇標準溶液，到電流計指針突然回到零。
試樣的加入，若是液體，以注射器注入；若是固體粉末，用小玻璃管稱取適量試樣加入，稱準至0.0001g。
加入已知過量體積(V8)卡爾·費休試劑，至溶液變為棕色為止，等待30s，用水-甲醇標準溶液反滴定過量的試劑，直到電流計的指針突然回到零。記錄消耗此標準溶液的體積(V9)。

結果表示

卡爾·費休試劑的滴定度T，以mg/mL表示，按式(9)或式(10)計算:

式中:
m5 一一若用酒石酸鈉標定，表示所加入酒石酸鈉的質量，單位為毫克(mg)；
m6 一一若用水標定，表示所加入水的質量，單位為毫克(mg)；
V5  一一加入的已知過量卡爾·費休試劑的體積，單位為毫升(mL)；
V6   一一反滴定消耗水-甲醇標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V7   一一(同卡爾·費休試劑對應值)中消耗水-甲醇標準溶液的體積，單位為毫升(mL)；
0.1566一一酒石酸鈉質量換算為水的質量系數。

試樣水含量

試樣水含量X 用質量百分數表示，按式(11)或式(12)計算:

式中:
m0一一試樣的質量(固體試樣)，單位為克(g)；
V0  一一試樣的體積(液體試樣)，單位為毫升(mL)；
ρ   一一20°C時試樣的密度，g/mL(液體試樣)g；
V7   一一同上；
V8   一一所加入的已知過量卡爾·費休試劑的體積，單位為毫升(mL) ;
V9   一一反滴定消耗水-甲醇標準溶液的體積，單位為毫升(mL) ;
T    一一卡爾·費休試劑的滴定度，單位為毫克每毫升(mg/mL)。