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卡爾費休(Karl Fischer，簡寫KF)滴定法是世界公認的測定各類物質(zhì)中水含量的經(jīng)典方法，其廣泛應(yīng)用于化學(xué)品、油品、藥品和食品等領(lǐng)域。1979年，Eugen Scholz博士研究出了KF滴定法的兩步反應(yīng)原理，如下所示：

(1) CH₃OH + SO₂ + RN → [RNH]SO₃CH₃ (RN = 有機堿)

(2) H₂O + I₂ + [RNH]SO₃CH₃ + 2RN → [RNH]SO₄CH₃ + 2[RNH]I (RN = 有機堿)

反應(yīng)過程中，消耗碘和水的摩爾比為1：1，通過測定反應(yīng)中消耗碘的量，可計算出樣品中的水含量。

卡爾費休法測定水分是一種電化學(xué)方法，可分為容量法和庫倫法兩種。

容量法測定水分含量時，主要依據(jù)電化學(xué)反應(yīng)：

陽極：2I^- - 2e → I₂

陰極：I₂ + 2e → 2I^-

2H⁺ + 2e → H₂↑

當(dāng)反應(yīng)池中同時存在I₂和I^-時，上述反應(yīng)在正負極兩端同時進行，即正極上I₂被還原，負極上I^-被氧化，因此，兩電極間有電流通過。若溶液中只有I^-，無I₂，則兩電極間沒有電流通過。

卡爾費休試劑中含有有效成分碘和有機堿(如吡啶)等，將其計量滴入反應(yīng)池中，能與待測樣品中的水發(fā)生上述(1)、(2)步反應(yīng)。

隨著反應(yīng)持續(xù)進行，不斷消耗水，生成I-，直到滴定終點，水分消耗完畢。此時，溶液中有微量未反應(yīng)的卡爾費休試劑，I₂與I^-同時存在，兩電極間開始導(dǎo)電，由電流指示到達終點，停止滴定。通過計量消耗的卡爾費休試劑體積(容量)來標定樣品中的水分含量。

庫倫法(也叫電量法)是將試樣溶于含有碘的特殊溶劑的電解液中，樣品中的水反應(yīng)消耗碘，然而，所需的碘已不再是標定過的含碘試劑，而是通過溶液中的I^-在陽極氧化生成。產(chǎn)生的碘與樣品中水反應(yīng)被消耗，然后再電解生成。當(dāng)水反應(yīng)完畢，電解液中碘濃度恢復(fù)到原定濃度時(過量生成的碘會導(dǎo)致電位變化)，停止電解。然后根據(jù)法拉第電解定律，計算出試樣中水分含量。

注意事項：

1、容量法和庫倫法最大的區(qū)別在于I₂的來源不同，容量法中的I₂來源于滴定試劑，而庫倫法中的I₂則是通過電解含I^-的電解液產(chǎn)生。

2、庫倫法中通過電解池電量與生成的碘之間定量關(guān)系嚴格，因此，庫倫法具有更高的測量精度。同時，由于其電解速度有限，所以當(dāng)測定樣品含水量較低時，用卡爾費休庫倫法，不僅檢測速度快，且數(shù)據(jù)平行性好。

3、一般來講，當(dāng)要測定的樣品含水量＜1000ppm時，用庫倫法比較理想；當(dāng)測定樣品含水量≥1000ppm時，用容量法比較合適。

4、有機堿在滴定過程中所起作用是中和反應(yīng)產(chǎn)生的酸性物質(zhì)(烷基亞硫酸)，保證體系在合適的pH范圍內(nèi)進行。研究發(fā)現(xiàn)，吡啶并不是最合適的堿性物質(zhì)。吡啶呈弱堿性，不能完全中和酸性中間產(chǎn)物，導(dǎo)致整體反應(yīng)速率較慢，且不完全，測定結(jié)果重復(fù)性差。此外，吡啶還會散發(fā)出臭味。隨著方法不斷發(fā)展，吡啶也逐漸被更適合的堿性物質(zhì)(如咪唑類等)所取代。

5、由于庫侖法是通過計算電解碘消耗的電量來測定水分的，因此必須保證待測樣品不能有如下副反應(yīng)：

a、與卡爾費休試劑反應(yīng)生成水；

b、樣品在檢測池中不能消耗碘也不能反應(yīng)釋放碘；受此影響：一些樣品如鐵鹽，亞硝酸鹽，酮類鹽，氧化物，氫氧化物，醛、酮、金屬過氧化物，強氧化劑，還有強酸，含硼化合物等不能使用庫侖法檢測。

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