卡爾費(fei)休水分測定法,已被很多國际標準,如ISO,ASTM,DIN,BS,和JIS等*為準確性的方法,该方法適用於各種物質水分(fen)含量的測定。因此,應用其原理的(de)卡爾費休水分測定儀具有廣泛的(de)應用範围,適用於固體(ti)、液體和(he)氣體樣品。
在水(shui)存在時,即樣(yang)品中的水(shui)與卡爾費休試剂中的SO2與I2產生氧化還原反應。
I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4
但(dan)这個反應是個可逆反應,当硫酸浓度達(da)到0.05%以上時,即能发生逆反應。如果我們讓反應按照一個正(zheng)方(fang)向進行,需要加入適当的(de)碱性物質以中和反應過程中生成(cheng)的酸。經實驗(yan)證明,在體系中加入吡啶,这樣就可使反應向(xiang)右進行(xing)。
3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2氢,碘,酸吡啶(ding) + 硫酸酐吡啶
生成硫酸酐吡啶不稳定,能與水发生反應,消耗一(yi)部分水而干扰測定,為了使它稳定,我(wo)們可加无水甲醇。
硫酸酐吡啶 + CH3OH(无水) → 甲基硫酸吡啶(ding)
我們把这上面三步反應寫成总反應式為:
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2氢,碘,酸吡啶+甲基硫酸吡啶
从反(fan)應式可以看出1mol水需要(yao)1mol碘,1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲(jia)醇而(er)產生2mol氢,碘,酸吡(bi)啶(ding)、1mol甲基硫酸吡啶(ding)。这(zhe)是理论上的数據,但實际上,SO2、吡(bi)啶(ding)、CH3OH的用量(liang)都是(shi)過量的,反應完毕(bi)后多余的游离(li)碘呈現紅棕色,即可確(que)定為到達終點。
I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10
2、卡爾費(fei)休(xiu)試剂的配製與標定
若以甲醇作溶剂(ji),則試剂中I2、SO2、C5H5N(含水量在0.05%以(yi)下)三者的克分子数(shu)比(bi)例為:I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10
这種試(shi)剂有效浓(nong)度取決於碘的浓度。新配製的試剂其(qi)有效浓度不(bu)断降低,其原因是由於(yu)試剂中各組分本身也含有一(yi)些水分,但試剂浓度(du)降低的主要原因是由一些副反應引起的,较高消耗了一部(bu)分碘(dian)。
这也說明(ming)了配製这種試(shi)剂要單独配,分甲乙兩種試剂並且分(fen)別贮存(cun),臨用(yong)時再混合(he),而且(qie)要(yao)標定。但我國市(shi)場上使用的卡爾(er)費休水份測定試剂,无论是(shi)單組(zu)份的,還是雙組份的一般都由廠家已經調(diao)配好的可直接使用產品(pin),但由(you)於卡爾(er)費休試剂是一種很不稳定的混合物質,因此用戶在使用時都必须進行標定,以測(ce)定其真(zhen)實的水当量数據。
卡爾(er)費休法測定水份,需要注(zhu)意如下(xia)几點:
① 此法適用於多(duo)数有機(ji)樣品,包括食品中(zhong)糖果、巧(qiao)克力、油脂、乳糖和脱水果蔬類等(deng)樣(yang)品;
② 樣品中有強還原性物料,包括維(wei),生素,C的樣品不能測定;樣品中含有酮、醛類(lei)物質的,會與試(shi)剂发生縮(suo)酮、縮醛反應,必须采用專用的醛酮類試剂測試。對於部分在甲醇中不溶解(jie)的樣品,需要另尋合適的溶剂溶解(jie)后(hou)檢測,或者(zhe)采(cai)用卡氏加熱炉將水份汽化后測定。
③ 卡(ka)爾費休法不仅可(ke)測得樣品中的自由水,而(er)且可測出結(jie)合水,即此法(fa)測得結果更客觀地反映出樣品中总水(shui)分含量。
④ 固體樣品細度以(yi)40目為宜(yi),好用粉碎機而不用研磨(mo),防止(zhi)水分损失。