GB/T 6283-2008 化工产品中水分含量的测定 卡尔·费休法(通用方法)

范围

本标准规定了用卡尔·费休目测法和电量法测定样品游离水或结晶水含量的通用方法。
本标准适用于大部分有机和无机固、液体化工产品中游离水或结晶水含量的测定。
本标准不适用于能与卡尔·费体试剂的主要成分反应并生产水的样品以及能还原碘或氧化碘化物的样品中水分的测定。
在某些情况下，样品需要预处理措施，它们均在相应的国家标准中作了规定。
当没有电量法的仪器时，可使用目测法，它是一种直接滴定法，但只能用于无色的溶液。电量法包括直接滴定和反滴定两种方法，无论采用哪一种，都是较为准确的，因此，推荐用电量法。

原理

存在于试样中的任何水分(游离水或结晶水)与已知滴定度的卡尔·费休试剂(碘、二氧化硫、吡啶和甲醇组成的溶液)进行定量反应。
注: 甲醇可用乙二醇甲醚代替。用此试剂，可得更为恒定的滴定体积，而且可在不使用任何专门技术下测定某些醛和酮类化工产品的水分。

反应式

H2O + I2 + SO2 + 3C5H5N → 2C5H5N·HI + C5H5N·SO3
C5H5N·SO3 + ROH → C5H5NH·OSO2·OR

直接电量滴定法

终点测定原理
使浸入溶液中的两铂电极有一电位差，当溶液中存在水时，阴极极化反抗电流通过，由阴极去极化伴随着突然增加的电流(由合适的电装置示出)指示滴定终点。

操作步骤

卡尔·费休试剂的标定
装配仪器，用硅酮润滑脂润滑接头，用注射器经橡皮塞注入25mL甲醇到滴定容器中，打开电磁搅拌器，并连接终点电量测定装置。
调节仪器，使电极间有1V~2V电位差，同时电流计指示出低电流，通常为几个微安。为了与存在于甲醇中的微量水反应，加入卡尔·费休试剂，直到电流计指示电流突然增加至约10μA~20μA，并至少保持稳定1min。
在小玻璃管中，称取约0.250g酒石酸钠，称准至0.0001g，移去橡皮塞，在几秒钟内迅速地将它加到滴定容器中，然后再称量小玻璃管，通过减差确定使用的酒石酸钠质量(m3)。
也可由滴瓶加入约0.040g水进行标定。称量加到滴定容器前、后滴瓶的质量，通过减差确定使用的水质量(m4)。
用水-甲醇标准溶液标定。
用待标定的卡尔·费休试剂滴定加入的已知量水，到电流计指针达到同样偏斜度，并至少保持稳定1min，记录消耗卡尔·费休试剂的体积(V3)。

测定

通过排泄嘴将滴定容器中残液放完，用注射器经橡皮塞注入25mL(或按待测试样规定的体积)甲醇或其他溶剂(吡啶或样品)，打开电磁搅拌器，为了与存在于甲醇中的微量水反应，加入卡尔·费休试剂，直到电流计指针产生突然偏斜，并至少保持稳定1min。
试样的加入，若是液体，以注射器注入；若是固体粉末，用小玻璃管称取适量试样加入，称准至0.0001g。使用同样终点电量测定的操作步骤，用卡尔·费休试剂滴定至终点，记录测定时消耗卡尔·费休试剂的体积(V4)。

结果表示

卡尔·费休试剂的滴定度T，以mg/mL表示，按式(5)或式(6)计算:

式中:
m3 一一若用酒石酸钠标定，表示所加入酒石酸钠的质量，单位为毫克(mg)；
m4 一一若用水标定，表示所加入水的质量，单位为毫克(mg)；
V3  一一标定时，消耗卡尔·费休试剂的体积，单位为毫升(mL)；
0.1566一一酒石酸钠质量换算为水的质量系数。

试样水含量

试样水含量X 以质量百分数表示，按式(7)或式(8)计算:

式中:
m0一一试样的质量(固体试样)，单位为克(g)；
V0 一一试样的体积(液体试样)，单位为毫升(mL)；
V4  一一测定时，消耗卡尔·费休试剂的体积，单位为毫升(mL)；
ρ   一一20°C时试样的密度(液体试样)，单位为克每毫升(g/mL)；
T   一一卡尔·费休试剂的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/mL)。

电量反滴定法

终点测定原理
加过量卡尔·费休试剂，用水-甲醇标准溶液反滴定，在反滴定开始时，电极有上很小的电位差，但足以引起电流计指针的大偏转，通过阴极极化伴随着电流的突然中断(由合适的电装置示出)指示滴定终点。

操作步骤

卡尔·费休试剂的标定
装配仪器，用硅酮润滑脂润滑接头，由一自动滴定管加过量卡尔·费休试剂到滴定容器中，使之能淹没电极，打开电磁搅拌器，并连接终点电量测定装置，由第二支自动滴定管滴入标准水-甲醇溶液，直到电流计的指针突然回到零。
在小玻璃管中，称取约0.250g酒石酸钠，称准至0.0001g，移去橡胶塞，在几秒钟内迅速地将它加到滴定容器中，然后再称量小玻璃管，通过减差确定使用的酒石酸钠质量。
也可由滴瓶加入约0.040g水进行标定，称量加到滴定容器前、后滴瓶的质量，通过减差确定使用的水质量(m6)。
然后加入已知过量体积(V5)卡尔·费休试剂，至溶液变棕色为止，等待30s，用标准水-甲醇溶液反滴定过量的试剂，直到电流计的指针突然回到零，记录消耗此标准溶液的体积。
卡尔·费休试剂与标准水-甲醇溶液之间的对应值
部分地放空滴定容器，使电极仍淹没在液体中。
由第一支滴定管加入待测定的20mL卡尔·费休试剂，用第二支漓定管中的水-甲醇标准溶液滴定，到电流计的指针突然回到零，记录消耗此标准溶液的体积(V7)。

测定

通过排泄嘴将滴定容器中残液放完，用注射器经橡皮塞注入25mL(或按待测试样规定的体积)甲醇，打开电磁搅拌器，为了与存在于甲醇中的微量水反应，加入稍过量(约2mL)的卡尔·费休试剂，然后滴加水-甲醇标准溶液，到电流计指针突然回到零。
试样的加入，若是液体，以注射器注入；若是固体粉末，用小玻璃管称取适量试样加入，称准至0.0001g。
加入已知过量体积(V8)卡尔·费休试剂，至溶液变为棕色为止，等待30s，用水-甲醇标准溶液反滴定过量的试剂，直到电流计的指针突然回到零。记录消耗此标准溶液的体积(V9)。

结果表示

卡尔·费休试剂的滴定度T，以mg/mL表示，按式(9)或式(10)计算:

式中:
m5 一一若用酒石酸钠标定，表示所加入酒石酸钠的质量，单位为毫克(mg)；
m6 一一若用水标定，表示所加入水的质量，单位为毫克(mg)；
V5  一一加入的已知过量卡尔·费休试剂的体积，单位为毫升(mL)；
V6   一一反滴定消耗水-甲醇标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V7   一一(同卡尔·费休试剂对应值)中消耗水-甲醇标准溶液的体积，单位为毫升(mL)；
0.1566一一酒石酸钠质量换算为水的质量系数。

试样水含量

试样水含量X 用质量百分数表示，按式(11)或式(12)计算:

式中:
m0一一试样的质量(固体试样)，单位为克(g)；
V0  一一试样的体积(液体试样)，单位为毫升(mL)；
ρ   一一20°C时试样的密度，g/mL(液体试样)g；
V7   一一同上；
V8   一一所加入的已知过量卡尔·费休试剂的体积，单位为毫升(mL) ;
V9   一一反滴定消耗水-甲醇标准溶液的体积，单位为毫升(mL) ;
T    一一卡尔·费休试剂的滴定度，单位为毫克每毫升(mg/mL)。