石油水分测试仪的测试原理

石油水分测试仪的测试原理:
卡尔【ěr】费休法【fǎ】测定水分是一种电化学方【fāng】法。其原【yuán】理是仪器的电解池中的卡尔费【fèi】休【xiū】试【shì】剂达到平衡时【shí】注【zhù】入含水【shuǐ】的样品【pǐn】，水参与【yǔ】碘、二氧【yǎng】化【huà】硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生【shēng】成 氢、 碘、 酸 吡啶和甲基硫酸吡啶，消【xiāo】耗了的碘在阳极电解【jiě】产生，从而使氧化还【hái】原反应不断进行，直【zhí】至【zhì】水分全部耗尽为【wéi】止【zhǐ】，依【yī】据法拉第电解定【dìng】律，电解产生碘是同电解时耗【hào】用的电量【liàng】成【chéng】正比例关【guān】系的，其反应【yīng】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【zhōng】可【kě】以看出，即1摩尔的 碘【diǎn】 氧化1摩尔【ěr】的二氧【yǎng】化硫，需要1摩尔的水。所以是1摩【mó】尔 碘 与1摩【mó】尔水的当量反应，即电解【jiě】碘的电量相当于电解【jiě】水的【de】电量【liàng】，电解1摩尔碘需要【yào】2×96493库仑【lún】电量，电解【jiě】1毫【háo】摩尔水需要电量为96493毫库仑电【diàn】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【zài】反【fǎn】应池的【de】溶液中同时【shí】存在I2和I-时，该反应【yīng】在电极的正负【fù】两【liǎng】端同时进【jìn】行【háng】，即在一个电【diàn】极上I2被还原【yuán】，而在另一个电极【jí】上I-被【bèi】氧化，因此在两【liǎng】个电极之间有电流通过。如果溶液中只有I-而无I2同【tóng】时【shí】存在，则两个电极【jí】间没有【yǒu】电流通过。

卡尔费休试剂中含有效成分【fèn】吡啶【dìng】和 碘 等物【wù】质，把其计【jì】量滴入反应池，能与待测【cè】溶液中的水发生如【rú】下化学反应：

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【fǎn】应持【chí】续进【jìn】行，不断消耗【hào】水，生成I-，一【yī】直【zhí】到反应滴定终点，水分消耗完毕。这时，溶液有微【wēi】量未【wèi】发生反应【yīng】的卡【kǎ】尔费休试剂【jì】存在【zài】，才能发生I2和【hé】I-同时存在的情况，两【liǎng】个铂电【diàn】极【jí】之间的溶【róng】液开始导电，由电流指示达【dá】到终点，停止滴定。从而通过计量已消耗【hào】的卡尔费休试剂【jì】体积(容量)来标定溶【róng】液【yè】中的水分含量。