1樓：匿名使用者
卡爾.費休試劑是一種測定某些物質中微量水份用的試劑主要成分有i2，so2，c5h5n，ch3oh卡爾費休法的基本原理是i2氧化so2時，需要定量的h2oi2+so2+2h2o=2hi+h2so4此反應是可逆反應，要使反應正向進行，需要加入適當的鹼性物質中和反應產生的酸，吡啶（c5h5n）可滿足此要求，加入甲醇可避免副反應發生
卡爾費休試劑因含有i2而顯棕色，當i2，so2，h2o反應後，i2棕色褪去。
此法以棕色出現為滴定終點
是一種分析試劑
2樓：匿名使用者
2023年卡爾-費休(karl-fisher)首先提出了一種利用容量分析測定水的方法,即通常的卡爾-費休法, 它是利用碘氧化二氧化硫時需要定量的水的原理測定液體、固體和氣體樣法中的含水量。被許多國家定為標準分析方法, 用來校正其它分析方法和測量儀器。 因此用karl-fisher法測定水份含量對控制生產過程和產品質量有很好的效果。
我們研製和生產的《fja-1型常規分析儀器工作站》中的微機控制的卡爾-費休自動滴定儀的軟體是根據國家標準gb/t13753-92編制而成的,它具有測定精度好,軟體功能多,顯示、列印和儲存測定結果與曲線, 分析者可修改各種引數等特點。但測定的結果正確與否是由多種因素決定的, 除了有一個好的測定儀器外,同時考慮其它各方面的因素,才能得到可靠、正確的資料。現綜合有關文獻和作者的經驗,把有關問題敘述如下,供有關分析者參考。
（一）.應用範圍
karl-fisher滴定法可適用於多種有機和無機物中含水的測定。由於各種化合物性質的差異, 可分為能直接進行測定和不能直接進行測定兩類。可以直接測定的主要有機和無機化合物如表1所示。
表1 無干擾的有機和無機化合物
化合物種類 舉 例
1.無機化合物
(1).有機酸 na(ch3 )so4 ,ba(oocch3 )2 ,k2 c2 o4 ,vo2 (oocch3 )2 ,
na2 c2 h4 o6
(2).無機酸
nh4 po4 ,cacl2 ,nahso4 ,na2 so4 ,kf,nh4 no3 ,mgso4 , na2 so4 ,kscn,feso4 ,al2 (so4 )3 ·kso4 ,cahpo4 , nai,caco3 ,fef3 ,vo2 (no3 )2
(3).酸式氧化物 sio2 ,al2 o3
(4).無機酸和酸酐 so2 ,hi,hf,hno3 ,hcn,h2 so4 ,hso3 ,nh2
2.有機化合物
(1).酸 羧酸,羧基酸,氨基酸,磺酸
(2).醇 一元醇,多元醇,酚
(3).酯 酸酯,正酸酯,氨基甲酸酯內酯,無機酸酯
(4).穩定的羥基化合物 糖,甲醛,二苯基乙二酮,二苯乙醇酮,二氯乙醛
(5).縮醛,醚 縮甲醛,二乙醚
(6).烴 飽和與不飽合脂族和芳香族化合物
(7).酸酐和醯滷 乙酸酐,苯甲醯氯
(8).鹵化物 滷代烷
(9).過氧化合物 過氧化氫,二烷基過氧化物
(10).含氮化合物 胺, 胺,腈
(11) .含硫化合物 硫化物,硫氰酸鹽,硫醚,磺原酸鹽,二硫化氨基甲酸脂
不能直接測定的主要有機和無機化合物
1.無機化合物
(1).金屬氫氧化物及氧化物 與費休試劑定量反應
(2).碳酸鹽及酸式碳酸鹽 同上
(3).醋酸鉛,鹼式氨 反應不完全
(4).硼酸及氧化物 與碘反應
(5).鉻酸及重鉻酸 非定量反應
(6).鈷氨絡合物 同上
(7).銅的氯化物及硫酸鹽 被hi定量還原
(8).氯化鐵 與費休試劑定量反應
(9).硫化氫及硫化鈉 反應不確定
(10).羥胺 與費休試劑部分反應
(11).磷鉬酸 反應不完全
(12).甲基矽烷醇(r3 sioh) 與費休試劑定量反應
(13).硫代硫酸鹽 同上
(14).二氯化錫 同上
(15).二氯化氧鋯 反應不完全
2.有機化合物
(1).活潑羰基化合物 形成縮醛
(2).過氧化合物 與試劑中的so2 反應
(3).抗壞血酸 被碘定量氧化
(4).硫醇 同上
(5).醌 被hi定量還原
(6).二醯基過氧化物 被hi還原
(7).dimethylo lnred 凝聚
1. 卡爾費休測水法適用於許多無機化合物和有機化合物中含水量的測定
2.由於化合物性質的差異, 可分為能直接進行測定和不能直接進行測定兩類。因此要求分析工作者在測定
某種化合物中的水時, 首先考慮它屬於那一類,如果是後者,而又採用直接測定,則將產生很大的測定誤差或
根本無法進行測定。
3.如果要對不能進行直接測定的化合物中的水進行測定時, 必須採用合適的方法消除各種干擾因素,達到正
確測定的目的。
（二）.儀器的標定物質
卡爾費休滴定儀通常用甲醇-水標準溶液,含水酒石鈉, 蒸餾水,含飽和水甲苯等類物質作為標準對方法的可
靠性進行校驗。含水酒石酸鈉是一種常用的含水標準物質,理論含水量為15.66%,在105℃加熱失重為15.
65±0.02%,長期暴露於溼度為20～70%的空氣中,增重為0.01～0.
09%。 用含飽和水的甲苯和純水的
標定結果也是滿意的。當然,最簡單還是用甲醇-水標準溶液。
（三）.取樣與取樣量
在做分析取樣時應儘量取混合均勻後的代表性樣品,並應觀察容器底部遊離水分存在的情況。在用注射器
抽取試樣時,抽取速度不能太快,否則有可能空氣進入注射器形成氣泡, 造成進樣誤差。在分析前如果發現
試樣與容器有乳濁現象,或瓶壁有微小水珠析出時,則必須用乙二醇抽提法進行分析。具體方法如下:
將預先乾燥的細口瓶中加入三分之一試樣加蓋密閉, 在工業分析天平上稱準至0.1克,然後稱入2至3倍於重
量的乙二醇用力搖動15分種,靜止分層後,用注射器通過試樣層吸取0,25～1.0ml乙二醇, 測定其含水量,同時
也測定乙二醇的原始水含量。分析完畢後將瓶中試樣倒掉,洗淨烘乾,在天平上稱準至0.1克,根據上述三次
稱量之差,求出試樣和乙二醇的重量,就可求出試樣的含水量。
在進樣前首先用侍分析試液清洗注射器5～7次,然後根據試樣含水量的多少決定取樣量大小,通常按規定的
注射器取樣量抽取＜0.1～5ml試樣。
取樣量參考資料
試樣含水量（ppm） 取樣量（ml）
0-10 2-5
10-100 1-2
100-1000 0.1-1
＞1000 ＜0.1
可以看到含水量大的物質取樣量小,反之取樣量要大,否則將產生較大的測量誤差。同時特別要注意進樣時
注射器中是否存在小氣泡, 以防產生嚴重的測量誤差。
1. 由於卡爾費休滴定試劑很容易吸收水分,因此要求滴定劑傳送系統的滴定管和滴定池
(測量池)等採取較好的密封系統。否則由於吸溼現象造成終點長時間的不穩定和嚴重的誤差
2. 卡爾費休試劑的滴定度的大小, 根據試液含水量的多少來決定。在測定含水量較大的試液時,卡爾費休
試劑的滴定度應該選得大一些,這樣在保證測定精度(＜5%)的前提下,可以加快測定速度。但在測定試液含
水量較小時,卡爾費休試劑的滴定度就應該選得小一些和滴定管的最小讀數, 否則將產生較大的測定誤
差。如果滴定管的最小讀數為0.01ml,卡爾費休試劑的滴定度為2.5mg/ml,則試劑一滴誤差將產生0.025mg
(25ppm)的測量誤差。如果試劑的滴定度1.00mg/ml,則試劑一點誤差將產生0.015mg(15ppm)的測量誤差。
3.卡爾費休滴定法測定水的終點判別方有: (1).依靠人的視覺觀察溶液顏色突變的目視法; (2).依靠觀察電流
表偏轉突變至一定值並穩定一段時間如60秒作為滴定終點的永停終點法(硬體滴定); (3).以永停終點法又稱
為死停終點法(dead stop end-point method)為基礎,微機自動控制的軟體滴定三種方法。
目視終點法是指示終點最簡單一種方法,可以省去滴定儀中的指示系統裝置,在常量滴定中可以獲得比較滿
意的測定結果,但在毫克當量以下物質的測定中,這種方法的靈敏度和準確度比較差, 一般都採用比較靈敏
的電化學方法。第二種與第三種方法都是電化學方法,它有快速、靈敏而且準確度又比較高,易實現自動化
等優點,通常可測定各類樣品中幾個ppm到百分之幾十的水分。
4.滴定試劑的傳送頭的結構與位置也是滴定誤差的一個非常重要的因素。通常要求傳送滴定頭內徑和滴
定頭要做得很細,目的防止滴定劑的掛滴現象,保證測量精度。在滴定頭插入樣品溶液中時, 滴定頭的液界
處有可能發生化學反應而影響測定精度。
5.在滴定時攪拌要均充分且均勻。在滴定粘度較大的樣品溶液時更要注意攪拌的充分和一致, 包括磁力攪
拌器的速度要一致和滴定池中的液麵高度大體相同,這樣才能得到較好的測定精度。
6.在進樣時,要防止注射器頭受外界的汙染而影響測定結果,如操作者呼氣和擦注射器頭時的汙染等。同時
要防止進樣時樣品的損失, 如注射器頭上的掛滴和濺到測量池壁或電極杆上。
7.卡爾費休試劑瓶進氣口要安裝乾燥器, 以防止試劑吸收空氣中的水分而使試劑的滴定度下降造成嚴重的
測定誤差。
8.在進行卡爾費休滴定過程中,有時會出現借終點現象,也就是提前到達終點,造成測定結果偏低。特別在測
定低濃度含水量的樣品時影響更大,甚至無法進行測定。這主要是空氣中的氧將滴定池中的碘離子氧化為
碘, 從而減少了試劑的耗用量。太陽光也會明顯地促進氧與碘離子的氧化反應,對試劑要採取避光措施。
另外試劑的組成和操作環境對這個反應的速度有一定的影響。如卡爾費休試劑中二氧化硫過量,試劑不純,
配置試劑的含水量過高等都容易發生終點提前現象。
9. 卡爾費休法測水反應中會生成硫酸,當它的濃度高於0.05%時可能發生逆反應,影響測定結果。而吡啶能
與這個反應所產生的酸化合,保證化學反應向一個方進行。在滴定測水中,如果沒有甲醇共存時,則水或其
它任何含活潑氫的化合物都能代替甲醇中間化合物發生反應,這樣就會擾亂化學反應的化學計量,使這個反
應對水沒有特殊的選擇性。因此在測定過程中要注意到試劑和滴定底液中是否有足夠的吡啶和甲醇量。
10. 在用卡爾費休法測定試樣含水量時, 要注意被測定的試樣中是否有能與卡爾費休試劑
生成水的物質, 如有這類物質應分別採取相應的措施才能得到滿意的結果。如活潑的醛和酮與卡爾費休試
劑中的甲醇反應生成縮醛和縮酮與水消耗碘,使滴定反應無終點。有時在分析含酮樣品中水分時,減少試劑
中的甲醇量,增加吡啶含量,可以得到滿意的結果。但這種方法不適用於含醛類化合物,曾有人用吡啶作為
溶劑減少縮醛形成的比例, 得到了較為可靠的分析結果。金屬氧化物和氫氧化物,也能與hi發生反應生成
水,可用二甲苯共沸蒸餾或汽化攜帶法來分離提取樣品中的水,然後進行測定。
11.能被碘還原者, 如硫醇和硫化氫等能被碘還原使水分析結果偏高。可以用烯烴進行加成反應除去。
12.能將碘化物氧化為碘者,本身被還原為氫醌。如無機化合物的過氧化物,鉻酸鹽,二價銅和三價鐵鹽等能
產生這樣的反應,使測定產生誤差。
13.一些弱的含氧酸鹽,如碳酸鹽,硼酸鹽主要與hi反應生成水乾擾測定。而無機酸和酸性氧化物不干擾測
定。氨利用卡爾費休試劑直接滴定時會形成碘化氮,可以在滴定前加過量的醋酸以消除這種干擾。
14.氯化鐵和試劑中包含的活性氯,如二氯異氰酸鹽可以被卡爾費休試劑中 的hi所還原,這種干擾可用吡啶
和二氧化硫及甲醇溶液預處理試樣加於消除。在四氯化碳中包含大約1%的遊離氯異氰酸鉀鹽,當含量在
0.001%到0.1%範圍內,可通過已用過的甲醇及吡啶,二氧化硫溶液處理後進行測定。
15.矽烷醇和卡爾費休試劑也有定量反應, 這種干擾可通過使用高分子醇和吡啶稀釋來防止。
從上所述, 利用卡爾費休滴定法測定物質中水分是一種重要而靈敏的化學分析方法,但除了有一個非常好
的測定儀器外,必須對測定的物質中有無干擾物質存在,根據物質中水分的含量確定適當的進樣量,克服各
種影響測定精度的因素,細心操作,才能得到好的測定結果。
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