卡尔费休法水分测定（课堂PPT）

1、Karl Fischer费休氏水份测定法费休氏水份测定法 一、水分测定的意义一、水分测定的意义 产品中水分的含量异常会严重地影响产品的质量和使用效果。因此，对产品中的水分进行检查并控制其限度非常重要。 例如：药品、日用品、食品中所含水分过高会例如：药品、日用品、食品中所含水分过高会影响其稳定性、理化性状、及使用效果和保质影响其稳定性、理化性状、及使用效果和保质期期, ,化学试剂中所含水分过多会影响其化学特化学试剂中所含水分过多会影响其化学特性等。性等。 二、二、Karl Fischer滴定基本理论滴定基本理论卡尔费休法简称费休法，是1935年卡尔费休(KarlFj scher)提出的测定水分的

2、容量分析方法。费休法是测定物质水分的各类化学方法中，对水最为专一、最为准确的方法。虽属经典方法但经过近年改进，提高了准确度，扩大了测量范围，已被列为许多物质中水分测定的标准方法。Karl Fischer 1901 - 1958二、二、 Karl Fischer滴定基本理论滴定基本理论1.费休氏法化学反应原理费休氏法化学反应原理 费休法属碘量法，其基本原理是利用碘氧化二氧化硫时，需要定量的水参加反应：I2十S02十2H2=2HI十H2SO4 (1) 上述反应是可逆的。为了使反应向正方向移动并定量进行，须加入碱性物质。实验证明，吡啶是最适宜的试剂，同时吡啶还具有可与碘和二氧化硫结合以降低二者蒸气压

3、的作用。因此，试剂必须加进甲醇或另一种含活泼OH基的溶剂，使硫酸酐吡啶转变成稳定的甲基硫酸氢吡啶。 试剂的理论摩尔比为碘：二氧化硫：吡啶，甲醇1：1：3：1。 三、卡尔费休法的应用三、卡尔费休法的应用 卡尔费休滴定法卡尔费休滴定法 可适用于多种有机和无机物中含水可适用于多种有机和无机物中含水的测定。由于各种化合物性质的差异的测定。由于各种化合物性质的差异,可分为能直接进可分为能直接进行测定和不能直接进行测定两类。行测定和不能直接进行测定两类。 1. 卡尔费休测水法适用于许多无机化合物和有机卡尔费休测水法适用于许多无机化合物和有机化合物中含水量的测定。化合物中含水量的测定。 2.由于化合物性质的

4、差异由于化合物性质的差异, 可分为能直接进行测定可分为能直接进行测定和不能直接进行测定两类。因此要求分析工作者在测和不能直接进行测定两类。因此要求分析工作者在测定某种化合物中的水时定某种化合物中的水时, 首先考虑它属于那一类首先考虑它属于那一类,如果如果是后者是后者,而又采用直接测定而又采用直接测定,则将产生很大的测定误差或则将产生很大的测定误差或根本无法进行测定。根本无法进行测定。 3.如果要对不能进行直接测定的化合物中的水进如果要对不能进行直接测定的化合物中的水进行测定时行测定时, 必须采用合适的方法消除各种干扰因素必须采用合适的方法消除各种干扰因素,达达到正确测定的目的到正确测定的目的。

5、四、仪器的标定物质四、仪器的标定物质 卡尔费休滴定仪通常用甲醇卡尔费休滴定仪通常用甲醇-水标准溶液水标准溶液,含水含水酒石酸钠酒石酸钠, 蒸馏水蒸馏水,含水饱和甲苯等类物质作为含水饱和甲苯等类物质作为标准对方法的可靠性进行校验。含水酒石酸钠标准对方法的可靠性进行校验。含水酒石酸钠是一种常用的含水标准物质是一种常用的含水标准物质,理论含水量为理论含水量为15.66%,在在105加热失重为加热失重为15.650.02%,长长期暴露于湿度为期暴露于湿度为2070%的空气中的空气中,增重为增重为0.010.09%。用含饱和水的甲苯和纯水的标。用含饱和水的甲苯和纯水的标定结果也是满意的。当然定结果也是满

6、意的。当然,最简单还是用甲醇最简单还是用甲醇-水标准溶液。水标准溶液。 五、取样与取样量五、取样与取样量 在做分析取样时应尽量取混合均匀后的代表性样品在做分析取样时应尽量取混合均匀后的代表性样品,并应观察并应观察容器底部游离水分存在的情况。在用注射器抽取试样时容器底部游离水分存在的情况。在用注射器抽取试样时,抽取速度抽取速度不能太快不能太快,否则有可能空气进入注射器形成气泡否则有可能空气进入注射器形成气泡, 造成进样误差。造成进样误差。在分析前如果发现试样与容器有乳浊现象在分析前如果发现试样与容器有乳浊现象,或瓶壁有微小水珠析出或瓶壁有微小水珠析出时时,则必须用乙二醇抽提法进行分析。则必须用乙

7、二醇抽提法进行分析。具体方法如下具体方法如下: 将预先干燥的细口瓶中加入三分之一试样加盖密闭将预先干燥的细口瓶中加入三分之一试样加盖密闭, 在工业在工业分析天平上称准至分析天平上称准至0.1克克,然后称入然后称入2至至3倍于样品重量的乙二醇用倍于样品重量的乙二醇用力摇动力摇动15分种分种,静止分层后静止分层后,用注射器通过试样层吸取用注射器通过试样层吸取0,251.0mL乙二醇乙二醇, 测定其含水量测定其含水量,同时也测定乙二醇的原始水含量。同时也测定乙二醇的原始水含量。分析完毕后将瓶中试样倒掉分析完毕后将瓶中试样倒掉,洗净烘干洗净烘干,在天平上称准至在天平上称准至0.1克克,根据根据上述三次

8、称量之差上述三次称量之差,求出试样和乙二醇的重量求出试样和乙二醇的重量,就可求出试样的含就可求出试样的含水量。水量。 在进样前首先用侍分析试液清洗注射器在进样前首先用侍分析试液清洗注射器57次次,然后根据试样然后根据试样含水量的多少决定取样量大小含水量的多少决定取样量大小,通常按表通常按表3规定的注射器取样量抽规定的注射器取样量抽取取0.15mL试样。试样。六、测定精度六、测定精度 卡尔费休滴定法测定物质含水量范围很宽从几个卡尔费休滴定法测定物质含水量范围很宽从几个ppm到到100%, 对精度的要求是根据含水量大小决定的。通对精度的要求是根据含水量大小决定的。通常要求平行测定两个结果与算术平均

9、的差数不应大于常要求平行测定两个结果与算术平均的差数不应大于下列数值下列数值: 含水量（含水量（ppm） 允许差值允许差值 1-10 1ppm 10-50 算术平均值算术平均值10% 50 算术平均值算术平均值5% 在进行分析时在进行分析时,取两次测定结果的算术平均值作为取两次测定结果的算术平均值作为分析结果。分析结果。典型仪器介绍典型仪器介绍KF-1型水分测定仪型水分测定仪本仪器为卡尔费休滴定法测定水分仪器，采用本仪器为卡尔费休滴定法测定水分仪器，采用“永停法永停法”来确来确定终点。根据半电池反应：定终点。根据半电池反应：I2+2E2I-一一、适用范围、适用范围 本仪器主要用于测定化肥、医药

10、、食品、轻工、化工本仪器主要用于测定化肥、医药、食品、轻工、化工原料以及其他工业产品中的水分含量。测定水分含量在原料以及其他工业产品中的水分含量。测定水分含量在0.1%10%时用时用10毫升滴定管（最小分度为毫升滴定管（最小分度为0.05毫升）。毫升）。典型仪器介绍典型仪器介绍三、仪器特点三、仪器特点本仪器包括滴定及终点指示二个主要部分。主要特点有本仪器包括滴定及终点指示二个主要部分。主要特点有：1.电源电压为电源电压为220v，经变压整流，稳压，保证二次仪表，经变压整流，稳压，保证二次仪表的稳定可靠。的稳定可靠。2.电磁搅拌器采用直流电机无级调速，搅拌速度可任意电磁搅拌器采用直流电机无级调速

11、，搅拌速度可任意调节。调节。3.滴定系统采用标准磨口，便于不同容量规格的滴定管滴定系统采用标准磨口，便于不同容量规格的滴定管互换使用。互换使用。4.用通过干燥的空气加压排除反应瓶中的废液，操作方用通过干燥的空气加压排除反应瓶中的废液，操作方便，整个操作在密闭系统中进行，安全可靠。便，整个操作在密闭系统中进行，安全可靠。5装置简易调换干燥剂方便。装置简易调换干燥剂方便。操作方法操作方法 打开包装箱，安装好仪器，接通电源，打开电源，指打开包装箱，安装好仪器，接通电源，打开电源，指示灯亮。示灯亮。1.滴定甲醇的水分（确定终点）滴定甲醇的水分（确定终点） 加无水甲醇（分析纯）于反应瓶中，至淹没电极加无

12、水甲醇（分析纯）于反应瓶中，至淹没电极裸露端即可。开动电磁搅拌器，用卡尔费休试剂滴定裸露端即可。开动电磁搅拌器，用卡尔费休试剂滴定至电流表指针偏转到至电流表指针偏转到3940uA，并保持，并保持30秒不变为终秒不变为终点。（不记录卡尔费休试剂消耗的体积）并将此点作点。（不记录卡尔费休试剂消耗的体积）并将此点作为样品滴定的终点。为样品滴定的终点。操作方法操作方法2.卡尔费休试剂的标定（测水当量）卡尔费休试剂的标定（测水当量） 因卡尔费休试剂对水极其敏感，所以每天在测量因卡尔费休试剂对水极其敏感，所以每天在测量样品的水分前，需对其作一次标定。样品的水分前，需对其作一次标定。 方法：用双链球加压，是

13、试剂达到满刻度。再用微型方法：用双链球加压，是试剂达到满刻度。再用微型注射器取注射器取10uL蒸馏水从加料口注入反应池中。这时瓶蒸馏水从加料口注入反应池中。这时瓶中原有棕色液体即可变为淡黄色，同时表头指针应从中原有棕色液体即可变为淡黄色，同时表头指针应从40uA向左偏转到零点。接着便可进行滴定卡尔费休试向左偏转到零点。接着便可进行滴定卡尔费休试剂，指针逐步向右偏转，到达剂，指针逐步向右偏转，到达40uA后，保持后，保持30秒不变秒不变，记录试剂消耗体积，并计算水当量。，记录试剂消耗体积，并计算水当量。 公式：公式：T=G*1000/V G标定时注入标准水的质量标定时注入标准水的质量 V滴定消耗

14、卡尔费休试剂的体积滴定消耗卡尔费休试剂的体积操作方法操作方法3.样品测定样品测定 将卡尔费休试剂加满至刻度线。将卡尔费休试剂加满至刻度线。 a.液体样品的测定：液体样品的测定： 用注射器（其大小根据样品用量多少而选择，消耗用注射器（其大小根据样品用量多少而选择，消耗的试剂应不超过的试剂应不超过20毫升，下同）抽取所需的试样从加毫升，下同）抽取所需的试样从加料口注入反应池中进行滴定，方法同前。料口注入反应池中进行滴定，方法同前。 b.固体样品的测定：固体样品的测定： 用称量管称取用称量管称取25克试样（准确至克试样（准确至0.0001克）打克）打开加料口，迅速将称量管中试样倾倒入反应池里，立开加

15、料口，迅速将称量管中试样倾倒入反应池里，立即盖紧，搅拌溶液至试样完全溶解后，进行滴定，方即盖紧，搅拌溶液至试样完全溶解后，进行滴定，方法同上。法同上。操作方法操作方法4.计算计算 水分含量百分数按下列公式计算水分含量百分数按下列公式计算 T*V/（10*G）式中：式中：v为滴定消耗的卡尔费休试剂体积。为滴定消耗的卡尔费休试剂体积。 T为卡尔费休试剂的水当量。为卡尔费休试剂的水当量。 G为样品的质量。为样品的质量。注意要点：在进行滴定甲醇水分时，如反应池中甲醇溶注意要点：在进行滴定甲醇水分时，如反应池中甲醇溶液颜色逐步由无色至深棕色时，指针液颜色逐步由无色至深棕色时，指针 仍偏转到仍偏转到40u

16、A视为卡尔费休试剂已经无效，应立即更换。视为卡尔费休试剂已经无效，应立即更换。数据处理数据处理水：水：4.51mL样液（乙醇）：样液（乙醇）：1.20mL五、水分测定影响因素及注意事项五、水分测定影响因素及注意事项(1)环境湿度环境湿度 环境湿度是导致卡尔环境湿度是导致卡尔 费休法滴定出现误费休法滴定出现误差的最常见的因素之一差的最常见的因素之一.实验室内可通过使用实验室内可通过使用空调降低室内温度来降低湿度空调降低室内温度来降低湿度.在湿度很大的在湿度很大的情况下实验室内要配置除湿机情况下实验室内要配置除湿机. 1.水分测定结果的影响因素水分测定结果的影响因素五、水分测定影响因素及注意事项五

17、、水分测定影响因素及注意事项（2）温度）温度 温度对卡尔温度对卡尔 费休滴定速度有明显的影响费休滴定速度有明显的影响.在低温下可以降低反应速度在低温下可以降低反应速度,减少影响滴定结减少影响滴定结果的副反应发生果的副反应发生;在高温下可加快样品的溶解在高温下可加快样品的溶解及水分的萃取及水分的萃取,使滴定时间缩短使滴定时间缩短.五、水分测定影响因素及注意事项五、水分测定影响因素及注意事项（3）仪器的密封性能）仪器的密封性能 新购的仪器密封性较好，随着使用时间的新购的仪器密封性较好，随着使用时间的延长，密封程度会有所变化：密封圈的老化，延长，密封程度会有所变化：密封圈的老化，干燥剂失效，长时间不使用导