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

范圍

本標準規(guī)定了用卡爾·費休目測法和電量法測定樣品游離水或結(jié)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(chǎn)品中游離水或結(jié)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(chǎn)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(guī)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(jié)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(chǎn)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(jīng)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(diào)節(jié)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(wěn)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(nèi)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(zhì)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(zhì)量，通過減差確定使用的水質(zhì)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(wěn)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(jīng)橡皮塞注入25mL(或按待測試樣規(guī)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(chǎn)生突然偏斜，并至少保持穩(wěn)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(jié)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(zhì)量，單位為毫克(mg)；
m4 一一若用水標定，表示所加入水的質(zhì)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(zhì)量換算為水的質(zhì)量系數(shù)。

試樣水含量

試樣水含量X 以質(zhì)量百分數(shù)表示，按式(7)或式(8)計算:

式中:
m0一一試樣的質(zhì)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(zhuǎn)，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(nèi)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(zhì)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(zhì)量，通過減差確定使用的水質(zhì)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(jīng)橡皮塞注入25mL(或按待測試樣規(guī)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?yōu)樽厣珵橹?，等?0s，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(jié)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(zhì)量，單位為毫克(mg)；
m6 一一若用水標定，表示所加入水的質(zhì)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(zhì)量換算為水的質(zhì)量系數(shù)。

試樣水含量

試樣水含量X 用質(zhì)量百分數(shù)表示，按式(11)或式(12)計算:

式中:
m0一一試樣的質(zhì)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)。