Principe van de Karl Fischer coulometrische vochtanalysator
1. In 1935 stelde Karl Fischer voor het eerst de methode voor het meten van vocht door volumetrische analyse voor, wat de visuele methode is in GB6283 "Determination of Moisture Content in Chemical Products". De visuele methode kan alleen het watergehalte van kleurloze vloeibare stoffen bepalen. Later ontwikkelde het zich tot de elektriciteitsmethode. Met de ontwikkeling van wetenschap en technologie werden de coulombmeter en de volumetrische methode gecombineerd om de coulombmethode te lanceren. Deze methode is de testmethode in GB7600 "Bepaling van het vochtgehalte in transformatorolie tijdens gebruik (coulometrische methode)". De visuele classificatiemethode en de elektriciteitsmethode worden gezamenlijk de capaciteitsmethode genoemd. De Karl Fischer-methode is onderverdeeld in twee methoden: de Karl Fischer-volumetrische methode en de Karl Fischer Coulomb-methode. Beide methoden worden door veel landen aangewezen als standaard analysemethoden om andere analysemethoden en meetinstrumenten te kalibreren.
2. De Karl Fischer Coulomb-methode is een elektrochemische methode voor het bepalen van vocht. Het principe is dat wanneer het Karl Fischer-reagens in de elektrolytische cel van het instrument een evenwicht bereikt, het waterhoudende monster wordt geïnjecteerd, de redoxreactie van water, ginseng, jodium en zwaveldioxide, in aanwezigheid van pyridine en methanol, pyridiniumhydrojodaat genereert en pyridiniummethylsulfaat en het verbruikte jodium wordt aan de anode geëlektrolyseerd, zodat de redoxreactie doorgaat totdat het water volledig is uitgeput. Volgens de elektrolysewet van Faraday is het jodium dat door elektrolyse wordt geproduceerd evenredig aan de elektriciteit die tijdens elektrolyse wordt verbruikt. De reactie is als volgt:
H2O plus I2 plus SO2 plus 3C5H5N→2C5H5N?HI plus C5H5N?SO3
C5H5N?SO3 plus CH3OH → C5H5N?HSO4CH3
Tijdens elektrolyse is de elektrodereactie als volgt:
Anode: 2I--2e→I2
Kathode: I2 plus 2e → 2I-
2H plus plus 2e → H2 ↑
Uit de bovenstaande reactie blijkt dat 1 mol jodium 1 mol zwaveldioxide oxideert en 1 mol water vereist. Daarom is het de equivalente reactie van 1 mol jodium en 1 mol water, dat wil zeggen dat de elektriciteit voor het elektrolyseren van jodium gelijk is aan de elektriciteit voor het elektrolyseren van water. Voor de elektrolyse van 1 mol jodium is 2x96493 coulomb elektriciteit nodig, en voor de elektrolyse van 1 millimol water is 96493 millicoulomb elektriciteit nodig.
