Bestemmelsesprincipperne for volumetriske fugtmålere og coulometriske fugtmålere
Princippet for Karl Fischer-titrering til fugtbestemmelse
Den volumetriske fugtanalysator beregner vandindholdet ved at måle mængden af Karl Fischer-reagens, der forbruges under reaktionsprocessen.
Når Karl Fischer-titreringsmetoden bruges til at bestemme fugtindholdet, er den hovedsageligt afhængig af den elektrokemiske reaktion: når I2+2e ó 2I - er til stede i opløsningen af reaktionscellen samtidig med I2 og I -, sker reaktionen samtidigt i den positive og negative ende af elektroden, dvs. I2 reduceres på den ene, og I2 er reduceret på den anden. elektrode, så der går en strøm mellem de to elektroder. Hvis kun I - og ingen I2 er til stede i opløsningen, så passerer der ingen strøm mellem de to elektroder. Karl Fischer reagens indeholder aktive ingredienser som pyridin og jod. Når den tabes i en reaktionsbeholder, kan den gennemgå følgende kemiske reaktion med vand i testopløsningen:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - Reaktionen fortsætter, idet den kontinuerligt forbruger vand for at generere I -, indtil slutpunktet for titreringsreaktionen og vandforbruget er afsluttet. På dette tidspunkt er tilstedeværelsen af spormængder af uomsat Karl Fischer-reagens i opløsningen nødvendig, for at den samtidige tilstedeværelse af I2 og I - kan forekomme. Opløsningen mellem de to platinelektroder begynder at lede og når det endepunkt, der er angivet af strømmen, og stopper titreringen. Vandindholdet i opløsningen kan således kalibreres ved at måle volumenet (kapaciteten) af det forbrugte Karl Fischer-reagens.
Bestemmelsesprincippet for Karl Fischer Coulomb-metoden (elektrisk kvantitetsmetode)
Coulomb-metodens fugtmåler beregner vandindholdet ved at måle mængden af strøm, der passerer gennem reaktionsprocessen.
Den elektriske mængde-metode er baseret på at opløse prøven i en elektrolyt indeholdende et specielt opløsningsmiddel med en vis mængde jod, og vandet forbruger jod. Det nødvendige jod titreres dog ikke længere ved hjælp af kalibrerede jodholdige reagenser, men gennem elektrolyseprocessen oxideres jodionerne i opløsningen til jod ved anoden: 2I --2e -- → I2, og det producerede jod reagerer med vandet i prøven. Slutpunktet er angivet med dobbelte platinelektroder. Stop elektrolysen, når jodkoncentrationen i elektrolytten vender tilbage til den oprindelige koncentration. Beregn derefter, ifølge Faradays lov om elektrolyse, fugtindholdet i prøven, der skal testes.
