石油水分测试仪的测试原理分析

石油水分测试仪的测试原理:
卡尔费休法测定水分【fèn】是一种电化【huà】学方法。其原【yuán】理是仪器的【de】电解池中【zhōng】的卡尔费休试剂达到平衡时注入含水的样【yàng】品，水【shuǐ】参与碘、二氧化硫的氧化还原反应【yīng】，在【zài】吡啶【dìng】和甲醇存在的情况下，生成【chéng】 氢【qīng】、 碘【diǎn】、 酸 吡啶和甲基【jī】硫酸吡啶，消耗了的碘在【zài】阳极电解产生，从【cóng】而【ér】使氧化还原反应不断进行，直至【zhì】水【shuǐ】分全部【bù】耗【hào】尽为止【zhǐ】，依据法拉第电解定律，电解【jiě】产生碘是【shì】同电【diàn】解时【shí】耗用的电量成正【zhèng】比例关系【xì】的【de】，其【qí】反应如下：

H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N•HI+C5H5N•SO3

C5H5N•SO3+CH3OH→C5H5N•HSO4CH3

在电解过程中,电极反应如下:

阳极:2I--2e→I2

阴极:I2+2e→2I-

2H++2e→H2↑

从以上反应中可以看出，即1摩尔的 碘 氧【yǎng】化1摩尔的二氧化硫，需要1摩尔的水。所【suǒ】以是1摩尔 碘 与【yǔ】1摩尔【ěr】水的当量反应，即电解【jiě】碘【diǎn】的电量相当于【yú】电解水的电量，电【diàn】解【jiě】1摩尔碘需要2×96493库仑电量，电解【jiě】1毫摩【mó】尔【ěr】水需要电量为96493毫库仑电量。

卡尔费休容量法测定水分含量时，主要依据电化学反应：

在反【fǎn】应池的溶液中同【tóng】时【shí】存在I2和I-时，该反应【yīng】在【zài】电【diàn】极【jí】的正负两端同【tóng】时进行【háng】，即在一【yī】个电极上I2被还原，而在另一个电极上I-被氧化，因此在两个【gè】电【diàn】极之间有电【diàn】流通过【guò】。如果溶液中【zhōng】只有I-而无I2同时存【cún】在，则两个电极间【jiān】没有电流通【tōng】过。

卡尔费休试剂中含有效【xiào】成【chéng】分吡【bǐ】啶和 碘 等物质，把其计量【liàng】滴入反应池，能与【yǔ】待测溶液中的【de】水【shuǐ】发生如下【xià】化【huà】学反应：

I2+SO2+3Base+ROH+H2O → 2Base•HI + HSO4R

Base:amine,pyridine,etc

ROH(solvent):2-methoxyethanol,methanol,etc

H2O+SO2+I2+CH3OH+ 3RN → 2RN•HI+RN•HSO4CH3

该反应【yīng】持续进【jìn】行，不断消【xiāo】耗水，生成I-，一【yī】直【zhí】到【dào】反应滴【dī】定终【zhōng】点，水【shuǐ】分消耗完毕。这时，溶液有【yǒu】微量未发生【shēng】反应【yīng】的卡尔费休试剂存【cún】在，才【cái】能发生I2和I-同时【shí】存在的情况，两【liǎng】个铂电极之间的溶液开始导电，由电流指示达【dá】到终点，停止滴【dī】定。从而通过计量已消耗的【de】卡尔费休试剂体【tǐ】积(容量)来标【biāo】定溶液【yè】中的水分【fèn】含量。