化工产品中微量水份的测定文献综述
2020-04-13 13:24:40
一、引言
物质中水分含量对其品质有十分重要的作用，因而水分测定已成为最常用的分析方法之一。半个多世纪来，卡尔费休法已成为世界公认的微量水分测定的经典方法。卡尔费休法是测定物质水分的各类化学方法中对水最专一、准确的方法， 其应用范围广，灵敏度高，已经成为许多物质中水分测定的标准方法[1]。采用微库仑法测定有机物中水分含量，电解液为卡尔#183;费休试剂[2,3]，其基本组成为碘、二氧化硫、吡啶和甲醇等。吡啶是一种剧毒，并有刺激性恶臭气味的有机杂环化合物,它有损试验人员的身体健康，并能造成环境污染，国外在70年代出现了无吡啶卡尔#183;费休试剂，国内也有类似的报道，但国外试剂价格偏高，国内试剂灵敏度、稳定性较差[4]。
二、卡尔#183;费休法测定微量水分的原理
采用卡尔费休库仑法微量水分测定仪测定有机液体中的水分含量是一种准确、经济的经典方法，该方法的原理为当碘氧化二氧化硫时，会吸收水分，在非水溶剂体系中，碘、二氧化硫和水按照1:1:1的化学计量比反应[5]，卡尔费休试剂同水反应的化学方程式为：
I2 SO2 3C5H5N H2O→2C5H5N#183;HI C5H5N#183;SO3
C5H5N#183;SO3 CH3OH → C5H5N#183;HSO4CH3
所用的卡尔费休试剂溶液是由一定浓度的单质碘和充有二氧化硫的无水吡啶、无水甲醇等试剂混合而成，通过电解在阳极上形成碘，碘又与水反应生成氢碘酸，直至水全部反应完毕为止，反应终点用一铂电极来检测指示[6]。
三、卡尔费休法的优点
现有的水分测量方法除了库仑法、容量法和重量法之外，还有气相色谱法等［7］。库仑法是一种绝对方法：根据卡尔#183;费休反应的化学计量比，通过测定消耗的碘量计算水分；碘量又是根据法拉第定律通过电解电量计算得到的，能够直接溯源到国际单位上(电流、时间、质量)［5］。容量法是一种相对方法，通过已知水分含量的标准样品校准仪器，然后测量未知样品，可用于标准物质定值。然而库仑法和容量法都存在Bunsen副反应，库仑法还存在阴极还原产物的再氧化的副反应，使得碘和水的化学计量比偏离1:1，造成测量结果的系统误差［5］。气相色谱法可以测量水分含量，但是需要用被测样品作为基体配制标准样品，而且目前的测量重复性不如卡尔#183;费休滴定法[7]。重量法是用基体中原有水分加上添加的水分计算混合样品的总水分，常用作实验室自制水分标样的简便方法。但是，基体中的水分还必须用其他方法测量得到，因此重量法不是一种独立的测量方法；特别是对水分含量极低的标准物质，基体中的水分和添加的水分在一个数量级上，更不能忽略基体水分测量带来的影响。
卡尔#183;费休法测定水分快速、准确、简便，广泛应用于有机试剂、无机试剂、药物、石油产品、食品、化工等产品中的水分测定[8,9]。卡尔#183;费休试剂仅与基体中的水分反应， 因此卡尔#183;费休滴定法是固体和液体中水分测量的特异性方法，准确度高[10]。特别是对于微量水分测量，库仑法进样量小，准确度高，是其他方法难以替代的[11]。根据卡尔#183;费休法研制的含水分析仪除具有自动基线校正、空白补偿、参数及结果打印等功能外，还具有电流大、平衡快、稳定快等特点。对于粘稠样品可直接称重进样，其绝对检出量为1μg。单次测量仅需2~3min，仪器与新型无吡啶电解液配套使用，无恶臭且可延长使用寿命[12]。
