卡尔费休法测定可溶性固体水分方法的改进
当前位置: 主页 > 水分测定仪应用 > 卡尔费休法测定可溶性固体水分方法的改进

卡尔费休法测定可溶性固体水分方法的改进

  摘要:阐述了卡尔费休法测定固体水分测试方法中实验室温湿度,固体在溶液中的溶解速度等影响因素。通 过样品的事先溶解,对加入溶剂溶液质量的准确称量,使用不同型号的水分仪等几个方面对酒石酸钠固体水分 进行测定,提出了固体样品测定的一些改进办法,部分解决了固体水分测定中重现性差,环境湿度要求较高的问题。
  关键词:卡尔费休法固体水分含量影响因素
  卡尔-费休法,它是一种利用碘氧化二氧化硫时需要定量 的水的原理测定液体、固体和气体样法中的含水量的方法,属 于容量分析。它是由卡尔-费休(Karl-Fisher)在1935年首先提 出的,具有分析速度快、精度高等优点,通常的被许多国家定 为标准分析方法,用来校正其它分析方法和测量仪器。 1 测定原理
  在水存在时样品中的水与卡尔费休试剂中的SQ与I:产 生氧化还原反应。
  。
  〇+I2+S02 - 2氢碘酸吡啶+硫酸酐吡啶 硫酸酐吡啶+CH3OH(无水)一甲基硫酸吡啶 2卡氏试剂的标定
  含水酒石酸钠是一种常用的含水可溶性固体,作为标准 物质它的理论含水量为15石6%,在加热15份±0.02%,长 期暴露于湿度为20-70%的空气中增重为0.01-0.09%。实 验中常用含水酒石酸钠,甲醇-水标准溶液等类物质进行卡氏 试剂的标定,根据国标中规定可作为基准物质对卡尔费休法 进行准确性验证。 3测定过程中的影响因素
  实验室温度
  随着室内温度的升高。如会加速S02、过氧化物等易于 被I2氧化样品反应的时间。可根据室温的变化来调节测试条 件。
  实验室湿度
  水分仪背部装有气体过滤装置,滴定管末端的干燥管装 有硅胶,反应瓶溶剂瓶密封口处加有蜡封,以保证滴定剂发送 系统的良好密封,减少卡尔费休滴定试剂吸收室内空气中的 水分,消耗过多的卡氏试剂。通常在测定水分较少的样品时要 开启除湿机进行除湿,操作者呼出的气体和擦注射器头时的 污染等也会由于吸湿现象使滴定终点长时间延长而造成严重 的误差。
  文章编号:
  空气中的氧气和太阳光会明显地促进氧与碘离子的氧化 反应,将碘离子氧化为碘,减少了试剂的滴定量,应选用在棕 色避光试剂瓶快速滴定,对试剂要采取避光措施,以防止提前 到达终点,造成测定结果偏低。
  卡尔费休试剂滴定速度
  吡啶能与中和卡尔费休法测水反应中会生成的硫酸,保证 可逆化学反应向一个方向进行。当硫酸的浓度高于0力5%时 可能产生逆反应,影响测定结果。无水甲醇的存在,使这个反 应对水有特殊的选择性。因此在快速滴定过程中要注意到试 剂和滴定底液中有相应比例和足够的吡啶和甲醇量来保持化 学反应的准确的化学计量。
  在醛与SO2存大时,双亚硫酸加成,水被消耗掉,大双亚硫 酸加成前,水即被滴定完。有机酸与甲醇易起酯化反应,建议 快速滴定并使用等当量无水甲醇与吡啶为溶剂。
  搅拌速度
  整个测定过程中,滴定池中的溶液量大体相同,磁力搅拌 器的速度要保持一致,,这样才能得到较好的测定精度。
  固体在无水甲醇中的溶解时间和溶解量
  研成很细的粉末酒石酸二钠在甲醇中缓慢溶解,3~4分 钟才能溶解完全。长时间的溶解会吸收过多空气中的水。资 料显示40ml甲醇溶解140mg酒石酸二钠。溶剂中吡啶和甲 醇过量或不足都会引起副反应。建议使用20-40ml甲醇和相 应比例的试剂组成作为滴定的溶剂。 4怎样减少这些因素对测定结果的影响
  以国产KF-1型水分测试仪为例。
  固体在密闭容器溶解制成溶液后加入反应瓶
  按照《化工产品中水分含量的测定一卡尔?费休法(通用 方法)》GB/T 6283-86要求可溶性固体的测定:在干燥密闭小 玻璃管中,准确称取样品质量。移去青霉素瓶塞,迅速将其加 入到滴定容器中,然后再称量小玻璃管,通过减差确定加入的 固体质量。
  ‘
  但实际操作中会遇到这样的情况:1)样品在甲醇中的溶解 度和溶解时间不确定;2)加入过程瓶塞的打开引入更多水汽, 消耗更多试剂;3)长时间溶解过程使滴定终点延长,无法准确 计量。
  以酒石酸钠标定卡尔费休试剂的实验为例,称取准确质 量的样品按上述方法测定结果偏差较大准确度不能保证。但 通过将样品在密闭容器溶解制成溶液后加入则可以较大程度 的改变这种现象,具体操作如下:
  准确称取酒石酸钠在干燥密封良好的小瓶中,注射器 快速加入20ml无水甲醇,搅拌子搅拌直至溶解完全。
  加干燥过的无水甲醇于滴定容器中淹没电极,用注射 器准确由进样口快速注入,指示数字回0,溶液颜色由棕红变 为浅黄色。搅拌均匀后用微量滴定管快速滴加试剂直至指针 达到最大偏转刻并保持1 mm即为终点,记录用去卡尔?费休 试剂的体积,同时做空白试验。
  经过实验证明:
  可溶性固体在密闭状态下制成溶液后注入反应瓶,可缩 短固体的溶解时间,提高滴定准确度,减少实验室空气中湿度 对滴定结果的影响,降低对实验室环境湿度的过高要求。
  对固体样品、试剂、溶液质量进行准确称量计算
  用注射器抽取试样时有可能空气进入注射器形成气泡,难 以获得重复的精确的结果。如果对固体样品、试剂、溶液质量 都准确称量,计算出空白试剂含水量、样品溶液的含水量则能 得到较为准确的结果。以酒石酸钠为例:
  样品溶解后用注射器抽取后准确称量,注入反应瓶后取 出注射器再次称量m2,则注入溶液质量m=m1-m2,样品中的 的水份含量%=(试样溶液中的水含量%x溶液质量-溶剂中的 水含量%x溶剂质量)+试样质量
  大量实验结果表明:这种方法能有效地减少操作过程中 产生的人为误差。空白的作用在于扣除了仪器状态、外部环 境、卡氏试剂本身对结果的影响。
  分别使用国产KF- 1型和进口水分仪对可溶性 固体酒石酸钠进行测定,结果为15.65%,多次试验结果相对标 准偏差<0.5%,符合GB/T 6283-86对水分精密度的要求。 5实验结论
  经过大量实验对原有测试方法中部分章节进行改进,有 效地减少测试过程中的人为误差,解决了固体水分测试中重 现性差,精密度低的问题,同时降低了实验中对环境条件的要 求,得到较为满意的结果。