Het meetprincipe van volumetrische vochtmeter en coulomb-vochtmeter
De volumetrische vochtmeter berekent het watergehalte door het tijdens de reactie verbruikte volume Karl-Fischer-reagens te meten.
Bij het meten van het watergehalte met de volumetrische methode van Karl Fischer is deze hoofdzakelijk gebaseerd op de elektrochemische reactie: I2+2eó2I- Wanneer I2 en I- tegelijkertijd in de oplossing van de reactiecel aanwezig zijn, verloopt de reactie gelijktijdig op de positieve en negatieve uiteinden van de elektrode, dat wil zeggen, op de ene elektrode wordt I2 gereduceerd en op de andere elektrode wordt I- geoxideerd, zodat er een stroom vloeit tussen de twee elektroden. Als er alleen I- en geen I2 in de oplossing aanwezig zijn, zal er geen stroom tussen de twee elektroden vloeien. Het Karl-Fischer-reagens bevat actieve ingrediënten zoals pyridine en jodium. Wanneer het in de reactietank valt, zal de volgende chemische reactie optreden met het water in de te testen oplossing:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH →C5H5N·HSO4CH3
C5H5N·HI → C5H5N·H++I- Deze reactie gaat door, waarbij continu water wordt verbruikt en I- wordt gegenereerd, tot het eindpunt van de reactietitratie, wanneer het water wordt verbruikt. Op dit moment kunnen I2 en I- alleen tegelijkertijd bestaan als er een spoorhoeveelheid niet-gereageerd Karl Fischer-reagens in de oplossing zit. De oplossing tussen de twee platina-elektroden begint elektriciteit te geleiden, en het eindpunt wordt aangegeven door de stroom, en de titratie stopt. Het watergehalte in de oplossing wordt dus gekalibreerd door het volume (capaciteit) van het verbruikte Karl Fischer-reagens te meten.
Het meetprincipe van de Karl Fischer Coulomb-methode (coulometrische methode)
De coulometrische vochtmeter berekent het watergehalte door de stroom te meten die door het reactieproces gaat.
De coulometrische methode is gebaseerd op het feit dat nadat het monster is opgelost in een elektrolyt die een speciaal oplosmiddel bevat dat een bepaalde hoeveelheid jodium bevat, het water jodium verbruikt. Het benodigde jodium wordt echter niet meer getitreerd met een gekalibreerd jodiumhoudend reagens, maar via elektrolyse. Bij dit proces worden de jodide-ionen in de oplossing aan de anode geoxideerd tot jodium: 2I---2e─→I2 Het geproduceerde jodium reageert met het water in het monster. Het eindpunt wordt aangegeven door dubbele platina-elektroden. Wanneer de jodiumconcentratie in de elektrolyt terugkeert naar de oorspronkelijke concentratie, wordt de elektrolyse gestopt. Vervolgens volgens de elektrolysewet van Faraday: bereken het vochtgehalte van het te testen monster.
