卡爾費(fèi)休水分分析方法

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1、卡爾費(fèi)休水分分析方法介紹質(zhì)量保證部廖紅偉2011年7月24日主要內(nèi)容卡爾費(fèi)休法的發(fā)展卡爾費(fèi)休法原理卡爾費(fèi)休應(yīng)用儀器的標(biāo)定物質(zhì)取樣與進(jìn)樣測(cè)定精度溶劑及電極表面被污染產(chǎn)生的影響卡爾?費(fèi)休法簡(jiǎn)稱(chēng)費(fèi)休法，是1935年卡爾?費(fèi)休(KarlFjscher)提出的測(cè)定水分的定量分析方法。費(fèi)休法是測(cè)定物質(zhì)水分的各類(lèi)化學(xué)方法中，對(duì)水最為專(zhuān)一、最為準(zhǔn)確的方法。雖屬經(jīng)典方法但經(jīng)過(guò)近年改進(jìn)，提高了準(zhǔn)確度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。卡爾費(fèi)休法的發(fā)展卡爾費(fèi)休法的原理費(fèi)休法屬碘量法，其基本原理是利用碘氧化二氧化硫時(shí)，需要—定量的水參加反應(yīng)：I2十S02十2H2Ｏ=2HI十H2SO4

2、(1)上述反應(yīng)是可逆的。為了使反應(yīng)向正方向移動(dòng)并定量進(jìn)行，須加入堿性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，吡啶是最適宜的試劑，同時(shí)吡啶還具有可與碘和二氧化硫結(jié)合以降低二者蒸氣壓的作用。因此，試劑必須加進(jìn)甲醇或另一種含活潑OH基的溶劑，使硫酸酐吡啶轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的甲基硫酸氫吡啶。試劑的理論摩爾比為碘：二氧化硫：吡啶，甲醇＝1：1：3：1?？栙M(fèi)休法的應(yīng)用卡爾－費(fèi)休滴定法可適用于多種有機(jī)和無(wú)機(jī)物中含水的測(cè)定。由于各種化合物性質(zhì)的差異,可分為能直接進(jìn)行測(cè)定和不能直接進(jìn)行測(cè)定兩類(lèi)?？梢灾苯訙y(cè)定的主要有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物如下面所示。無(wú)干擾的有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物化合物種類(lèi)——舉例1.無(wú)機(jī)化合物(1).有機(jī)酸鹽Na(CH3)

3、SO4,Ba(OOCCH3)2,K2C2O4,VO2(OOCCH3)2,Na2C2H4O6(2).無(wú)機(jī)酸鹽NH4PO4,CaCl2,NaHSO4,Na2SO4,KF,NH4NO3,MgSO4,Na2SO4,KSCN,FeSO4,Al2(SO4)3·KSO4,CaHPO4,NaI,CaCO3,FeF3,VO2(NO3)2(3).酸式氧化物SiO2,Al2O3(4).無(wú)機(jī)酸和酸酐SO2,HI,HF,HNO3,HCN,H2SO4,HSO3,NH22.有機(jī)化合物(1).酸羧酸,羧基酸,氨基酸,磺酸(2).醇一元醇,多元醇,酚(3).酯羧酸酯,正酸酯,氨基甲酸酯內(nèi)酯,無(wú)機(jī)酸酯(4).穩(wěn)定

4、的羥基化合物糖,甲醛,二苯基乙二酮,二苯乙醇酮,二氯乙醛(5).縮醛,醚縮甲醛,二乙醚(6).烴飽和與不飽合脂肪族和芳香族化合物(7).酸酐和酰鹵乙酸酐,苯甲酰氯(8).鹵化物鹵代烷(9).過(guò)氧化合物過(guò)氧化氫,二烷基過(guò)氧化物(10).含氮化合物胺,胺,腈(11).含硫化合物硫化物,硫氰酸鹽,硫醚,磺原酸鹽,二硫化氨基甲酸脂不能直接測(cè)定的主要有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物如下面所示。表2有干擾的有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物化合物種類(lèi)——干擾性質(zhì)1.無(wú)機(jī)化合物(1).金屬氫氧化物及氧化物——與費(fèi)休試劑定量反應(yīng)(2).碳酸鹽及酸式碳酸鹽——同上(3).醋酸鉛,堿式氨——反應(yīng)不完全(4).硼酸及氧化物——與碘反

5、應(yīng)(5).鉻酸及重鉻酸——非定量反應(yīng)(6).鈷氨絡(luò)合物——同上(7).銅的氯化物及硫酸鹽——被HI定量還原(8).氯化鐵——與費(fèi)休試劑定量反應(yīng)(9).硫化氫及硫化鈉——反應(yīng)不確定(10).羥胺——與費(fèi)休試劑部分反應(yīng)(11).磷鉬酸——反應(yīng)不完全(12).甲基硅烷醇(R3SiOH)——與費(fèi)休試劑定量反應(yīng)(13).硫代硫酸鹽——同上(14).二氯化錫——同上(15).二氯化氧鋯——反應(yīng)不完全2.有機(jī)化合物(1).活潑羰基化合物——形成縮醛(2).過(guò)氧化合物——與試劑中的SO2反應(yīng)(3).抗壞血酸——被碘定量氧化(4).硫醇——同上(5).醌——被HI定量還原(6).二酰基過(guò)氧化物——

6、被HI還原(7).DimethylLnred——凝聚從上述表格中可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:1.卡爾費(fèi)休測(cè)水法適用于許多無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物中含水量的測(cè)定。2.由于化合物性質(zhì)的差異,可分為能直接進(jìn)行測(cè)定和不能直接進(jìn)行測(cè)定兩類(lèi)。因此要求分析工作者在測(cè)定某種化合物中的水時(shí),首先考慮它屬于那一類(lèi),如果是后者,而又采用直接測(cè)定,則將產(chǎn)生很大的測(cè)定誤差或根本無(wú)法進(jìn)行測(cè)定。3.如果要對(duì)不能進(jìn)行直接測(cè)定的化合物中的水進(jìn)行測(cè)定時(shí),必須采用合適的方法消除各種干擾因素,達(dá)到正確測(cè)定的目的。儀器的標(biāo)定卡爾費(fèi)休滴定儀通常用甲醇-水標(biāo)準(zhǔn)溶液、含水酒石酸鈉,蒸餾水、含水飽和甲苯等類(lèi)物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)方法的可靠性進(jìn)

7、行校驗(yàn)。含水酒石酸鈉是一種常用的含水標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),理論含水量為15.66%,在105℃加熱失重為15.65±0.02%,長(zhǎng)期暴露于濕度為20～70%的空氣中,增重為0.01～0.09%。用含飽和水的甲苯和純水的標(biāo)定結(jié)果也是滿意的。當(dāng)然,最簡(jiǎn)單還是用甲醇-水標(biāo)準(zhǔn)溶液。取樣與進(jìn)樣在做分析取樣時(shí)應(yīng)盡量取混合均勻后的代表性樣品,并應(yīng)觀察容器底部游離水分存在的情況。在用注射器抽取試樣時(shí),抽取速度不能太快,否則有可能空氣進(jìn)入注射器形成氣泡,造成分析誤差。在取微量水分的樣品時(shí)首先用待分析試液清洗注