I principi di determinazione dei misuratori di umidità volumetrici e dei misuratori di umidità coulometrici
Principio della titolazione Karl Fischer per la determinazione dell'umidità
L'analizzatore di umidità volumetrico calcola il contenuto di acqua misurando il volume del reagente Karl Fischer consumato durante il processo di reazione.
Quando si utilizza il metodo di titolazione Karl Fischer per determinare il contenuto di umidità, ci si basa principalmente sulla reazione elettrochimica: quando I2+2e ó 2I - è presente nella soluzione della cella di reazione contemporaneamente a I2 e I -, la reazione avviene contemporaneamente all'estremità positiva e negativa dell'elettrodo, cioè I2 viene ridotto su un elettrodo e I - viene ossidato sull'altro elettrodo, quindi c'è una corrente che passa tra il due elettrodi. Se nella soluzione è presente solo I - e nessun I2, allora tra i due elettrodi non passa corrente. Il reagente Karl Fischer contiene principi attivi come piridina e iodio. Quando viene lasciato cadere in un serbatoio di reazione, può subire la seguente reazione chimica con l'acqua nella soluzione di prova:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - La reazione continua, consumando continuamente acqua per generare I -, fino al punto finale della reazione di titolazione e al completamento del consumo di acqua. A questo punto, la presenza di tracce di reagente Karl Fischer non reagito nella soluzione è necessaria affinché avvenga la presenza simultanea di I2 e I -. La soluzione tra i due elettrodi di platino inizia a condurre e raggiunge il punto finale indicato dalla corrente, interrompendo la titolazione. Pertanto, il contenuto di acqua nella soluzione può essere calibrato misurando il volume (capacità) del reagente Karl Fischer consumato.
Il principio di determinazione del metodo Karl Fischer Coulomb (metodo della quantità elettrica)
Il misuratore di umidità con metodo Coulomb calcola il contenuto di acqua misurando la quantità di corrente che passa attraverso il processo di reazione.
Il metodo della quantità elettrica si basa sulla dissoluzione del campione in un elettrolita contenente un solvente speciale con una certa quantità di iodio e l'acqua consuma iodio. Tuttavia, lo iodio richiesto non viene più titolato utilizzando reagenti contenenti iodio calibrati, ma attraverso il processo di elettrolisi, gli ioni di iodio nella soluzione vengono ossidati in iodio all'anodo: 2I --2e -- → I2, e lo iodio prodotto reagisce con l'acqua nel campione. Il punto finale è indicato da doppi elettrodi di platino. Interrompere l'elettrolisi quando la concentrazione di iodio nell'elettrolita ritorna alla concentrazione originale. Quindi, secondo la legge dell'elettrolisi di Faraday, calcolare il contenuto di umidità del campione da testare.
