DHS鹵素水分快速測(cè)定儀原理與特點(diǎn)

一、水分快速測(cè)定儀原理:

采用鹵素?zé)魺崮苤亓吭恚且环N快速的水分檢測(cè)儀器。水分測(cè)定儀在測(cè)量樣品重量的同時(shí)，鹵素?zé)艏訜釂卧退终舭l(fā)通道快速干燥樣品，在干燥過(guò)程中，水分儀持續(xù)測(cè)量并即時(shí)顯示樣品丟失的水分百分比含量，干燥程序完成后，Z終測(cè)定的水分含量值，被鎖定顯示。     

二、水分快速測(cè)定儀用途:廣泛應(yīng)用于快速測(cè)定化工原料，谷物，食品，礦產(chǎn)，制藥，煙草，造紙，紡織等各類樣品的游離水分。

三、DHS水分快速測(cè)定儀特點(diǎn)
1、全新大屏幕全屏觸摸，提供豐富的稱量及水分顯示信息，方便讀取。
2、人機(jī)對(duì)話的功能使用戶操作十分便捷，豐富的操作信息提示，幫助用戶更GX的完成工作流程。
3、功能強(qiáng)大：可對(duì)重量、溫度、時(shí)鐘校準(zhǔn)，具有定時(shí)（手動(dòng)），自動(dòng)關(guān)閉模式選擇，樣品單元進(jìn)行設(shè)置，加熱結(jié)束蜂鳴器提示。
4、采用進(jìn)口鹵素?zé)艏訜岣稍?，升溫迅速，加熱均勻，樣品測(cè)試快速，一般樣品只需幾分鐘即可完成測(cè)定。
5、采用高精度隔熱式傳感器，采集數(shù)據(jù)、溫度可靠，可有效保證樣品數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確。
6、內(nèi)置R232輸出接口，可連接計(jì)算機(jī)，打印機(jī)等外部設(shè)備。
DHS系列水分快速測(cè)定儀參數(shù):

型   號(hào)	DHS-110-1	DHS-110-5	DHS-50-1	DHS-50-5
Z大稱量值：	110g	110g	50g	50g
可讀性	0.001g	0.005g	0.001g	0.005g
秤盤尺寸：	Φ100mm
加熱源：	環(huán)形鹵素?zé)?/span>
水分測(cè)定準(zhǔn)確度：	±0.5%（樣品≥3g）
水分含量測(cè)定可讀性：	0.02%～0.1%（樣品≥3g）
溫控調(diào)節(jié)允差：	±1℃
加熱溫度范圍設(shè)定：	50～180℃
加熱時(shí)間范圍設(shè)定：	0 min～99min（以1min調(diào)整）
輸出接口	RS232
干燥方法：	定時(shí)、自動(dòng)
RMB

卡爾費(fèi)休法測(cè)定水分是一種電化學(xué)方法。其原理是儀器的電解池中的卡爾費(fèi)休試劑達(dá)到平衡時(shí)注入含水的樣品，水參與碘、二氧化硫的氧化還原反應(yīng)，在吡啶和甲醇存在的情況下，生成 氫、 碘、 酸 吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在陽(yáng)極電解產(chǎn)生，從而使氧化還原反應(yīng)不斷進(jìn)行，直至水分全部耗盡為止，依據(jù)法拉第電解定律，電解產(chǎn)生碘是同電解時(shí)耗用的電量成正比例關(guān)系的，其反應(yīng)如下：

　　H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N?HI+C5H5N?SO3

　　C5H5N?SO3+CH3OH→C5H5N?HSO4CH3

　　在電解過(guò)程中,電極反應(yīng)如下:

　　陽(yáng)極:2I--2e→I2

　　陰極:I2+2e→2I-

　　2H++2e→H2↑

　　從以上反應(yīng)中可以看出，即1摩爾的 碘 氧化1摩爾的二氧化硫，需要1摩爾的水。所以是1摩爾 碘 與1摩爾水的當(dāng)量反應(yīng)，即電解碘的電量相當(dāng)于電解水的電量，電解1摩爾碘需要2×96493庫(kù)侖電量，電解1毫摩爾水需要電量為96493毫庫(kù)侖電量。

　　卡爾費(fèi)休容量法測(cè)定水分含量時(shí)，主要依據(jù)電化學(xué)反應(yīng)：

　　在反應(yīng)池的溶液中同時(shí)存在I2和I-時(shí)，該反應(yīng)在電極的正負(fù)兩端同時(shí)進(jìn)行，即在一個(gè)電極上I2被還原，而在另一個(gè)電極上I-被氧化，因此在兩個(gè)電極之間有電流通過(guò)。如果溶液中只有I-而無(wú)I2同時(shí)存在，則兩個(gè)電極間沒(méi)有電流通過(guò)。

　卡爾費(fèi)休試劑中含有效成分吡啶和 碘 等物質(zhì)，把其計(jì)量滴入反應(yīng)池，能與待測(cè)溶液中的水發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：

　　I2+SO2+3Base+ROH+H2O → 2Base?HI + HSO4R

　　H2O+SO2+I2+CH3OH+ 3RN → 2RN?HI+RN?HSO4CH3

　　該反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，不斷消耗水，生成I-，一直到反應(yīng)滴定終點(diǎn)，水分消耗完畢。這時(shí)，溶液有微量未發(fā)生反應(yīng)的卡爾費(fèi)休試劑存在，才能發(fā)生I2和I-同時(shí)存在的情況，兩個(gè)鉑電極之間的溶液開始導(dǎo)電，由電流指示達(dá)到終點(diǎn)，停止滴定。從而通過(guò)計(jì)量已消耗的卡爾費(fèi)休試劑體積(容量)來(lái)標(biāo)定溶液中的水分含量。

一． 產(chǎn)品介紹

2.1水分測(cè)定儀的分類

水分測(cè)定儀主要是實(shí)驗(yàn)室用來(lái)對(duì)生產(chǎn)前原料、生產(chǎn)后成品質(zhì)量把控，也有部分是對(duì)生產(chǎn)中的質(zhì)量把控。所以水分測(cè)定儀主要是應(yīng)用在各行各業(yè)的樣品水分含量檢測(cè)及質(zhì)量把控。那么我們實(shí)驗(yàn)室常用的水分測(cè)定儀主要分為，加熱法和卡爾費(fèi)休方法兩大類別

2.1 加熱法水分測(cè)定儀

加熱法水分測(cè)定儀有紅外水分測(cè)定儀，鹵素水分測(cè)定儀

2.1.1、紅外線/鹵素水分測(cè)定儀

1、檢測(cè)原則：

（1）樣品中不含有除水以外的揮發(fā)性物質(zhì)

（2）樣品中有不溶或者難溶于有機(jī)溶劑中的樣品

2、物理法水分測(cè)定儀主要檢測(cè)：

粉末狀、顆粒狀、粘稠狀、流體類物質(zhì)，例如：種子、菜籽、面粉、紙張、藥末、土壤、廢水、顏料、脫水蔬菜等

3、紅外線水分測(cè)定儀與鹵素水分測(cè)定儀的區(qū)別：

紅外: 加熱均勻，傳統(tǒng)加熱方式，較適合測(cè)試對(duì)溫度敏感的樣品，如含糖量較高的樣品

鹵素: 升溫快，加熱均勻，效率高，節(jié)能環(huán)保

2.1.2、卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀

卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀分為容量法和庫(kù)侖法兩種儀器

1. 簡(jiǎn)介：

卡爾·費(fèi)休法簡(jiǎn)稱費(fèi)休法，是1935年卡爾·費(fèi)休(KarlFj scher)提出的測(cè)定水分的容量分析方法。費(fèi)休法是測(cè)定物質(zhì)水分的各類化學(xué)方法中，對(duì)水為專一、為準(zhǔn)確的方法。雖屬經(jīng)典方法但經(jīng)過(guò)近年改進(jìn)，提高了準(zhǔn)確度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍，已被列為許多物質(zhì)中水分測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法。

2. 化學(xué)反應(yīng)

卡爾?費(fèi)休水分測(cè)定法是一種非水溶液中的氧化還原滴定法， 其滴定的基本原理是碘氧化二氧化硫時(shí)需要一定量的水參與反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

I2+SO2+2H2O → 2HI+H2SO4（2-1）

I2+SO2+H2O+3RN+R1OH → 2RNHI+RNSO4R1 （2-2）

卡爾費(fèi)修試劑中含有分子碘而呈深褐色,當(dāng)含有水的試劑或樣品加入后,由于化學(xué)反應(yīng),生成甲基硫酸化合物(RNSO4R1)而使溶液變成黃色,由此可用目測(cè)法判斷終點(diǎn),即由淺黃色變成橙色.但是目測(cè)法誤差教大而且在測(cè)定有顏色的物質(zhì)時(shí)會(huì)遇到麻煩。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)大都規(guī)定用“永停法”來(lái)判定卡氏反應(yīng)的終點(diǎn)，其原理為：在反應(yīng)溶液中插入雙鉑電極，在兩電極之間加上一固定的電壓，若溶劑中有水存在時(shí)，則溶液中不會(huì)有電對(duì)存在，溶液不導(dǎo)電，當(dāng)反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，溶液中存在 I2 和 I-電對(duì)，即：

2I- = I2+2e （2-3）

因此， 溶液的導(dǎo)電性會(huì)突然增大， 在設(shè)有外加電壓的雙鉑電極之間的電流值突然增大，并且穩(wěn)定在我們事先設(shè)定一個(gè)信息值上面，即可判斷到了滴定終點(diǎn)，機(jī)器便會(huì)自動(dòng)停止滴定，從而通過(guò)消耗卡爾費(fèi)休試劑的體積計(jì)算出樣品的含水量。

3. 卡爾費(fèi)試劑的組成

碘 I2

二氧化硫 SO2

溶劑 甲醇

有機(jī)堿 吡啶（咪唑）

4. 影響卡爾費(fèi)休的幾個(gè)因素

無(wú)水甲醇作為樣品的溶解劑，適用范圍很廣。一般的有機(jī)化合物、飽和或不飽和的碳?xì)浠衔镆约耙话愕臒o(wú)機(jī)化合物、酸性氧化物、部分有機(jī)和無(wú)機(jī)的鹽都能適用。

但是部分酮和醛類樣品不能用甲醇反應(yīng)。如發(fā)現(xiàn)反應(yīng)不能中斷，無(wú)終點(diǎn)，反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)該考慮到是否有副反應(yīng)這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)產(chǎn)生副反應(yīng)時(shí)，其實(shí)只需要幾分鐘的反應(yīng)，卻一直進(jìn)行。此時(shí)可用乙二醇甲醚代替甲醇。
PH值過(guò)高、樣品堿性過(guò)高等，也會(huì)引起副反應(yīng)，即連續(xù)反應(yīng)，而無(wú)終點(diǎn)出現(xiàn)。此時(shí)，PH值過(guò)高可用緩沖溶液調(diào)節(jié)PH值，堿性過(guò)高加入甲苯酸、水楊酶，可緩和堿性溶液，但不能用醋酸。

與碘發(fā)生反應(yīng)的化合物不能用卡爾費(fèi)來(lái)測(cè)試。

5. 卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀的特點(diǎn)

(1)試劑對(duì)水的作用靈敏性和專一性高，是較理想的水分測(cè)定方法。

(2)適用于遇熱易分解的物質(zhì)或含有揮發(fā)性成分的供試品的水分測(cè)定。

(3)卡爾費(fèi)休氏試劑本身可以作為指示劑，也可用永停滴定法指示終點(diǎn)。

(4)屬于非水溶液的氧化還原滴定方法，所以具有與碘可以發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)不適用本法。

(5)受空氣濕度的影響較大，因此空氣濕度大和陰雨天氣不宜進(jìn)行。（注意控制溫濕度）

6. 試劑的選擇與標(biāo)定

只有準(zhǔn)確知道我們所使用的KF試劑的濃度后，我們才能由消耗滴定劑的體積和稱樣量求出樣品的含水量。

影響卡爾費(fèi)休試劑濃度變化的主要有以下幾個(gè)原因 ：

? 滴定劑的化學(xué)穩(wěn)定性很低，其中的碘和二氧化硫都是很活潑的物質(zhì)，容易和其它物質(zhì)發(fā)生 發(fā)應(yīng)。

? 滴定劑一有機(jī)會(huì)就會(huì)吸收空氣中的水分而使自己的濃度降低，因?yàn)槠渲械募状嘉詷O強(qiáng)。

? 因?yàn)槿軇┲?0%的物質(zhì)為甲醇或乙醇，所以KF試劑中醇的密度對(duì)溫度的變化很敏感，溫度的一點(diǎn)升高將引起試劑濃度的急劇下降，溫度生高1攝氏度，可以使?jié)舛认陆?.1%。

? 即使裝試劑的容器密封程度非常好，試劑中各組分間仍可能發(fā)生反應(yīng)。

卡爾費(fèi)休試劑的標(biāo)定

? 二水合酒石酸鈉標(biāo)定

其是KF試劑的滴定一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物，在正常條件下，該物質(zhì)含有15.66%的水，很穩(wěn)定而且不吸水也不失水。但是二水合酒石酸鈉在甲醇中只能緩慢溶解且溶解度很小，所以使用前應(yīng)把它研成很細(xì)的粉末，在滴定前應(yīng)混合2～3分鐘（保證完全溶解），每40ml甲醇可溶解140mg二水合酒石酸鈉（室溫）。注意經(jīng)常更換溶劑

? 標(biāo)準(zhǔn)水溶液標(biāo)定

精密稱定水標(biāo)準(zhǔn)品1.0到1.5克，用反稱量法確定其質(zhì)量，滴定至終點(diǎn)。所用水標(biāo)準(zhǔn)品的量一般以消耗2到5毫升卡氏液較合適。但是水標(biāo)準(zhǔn)品比較貴適合預(yù)算寬裕實(shí)驗(yàn)室選用。

? 去離子水標(biāo)定

用去離子水標(biāo)定滴定劑濃度需要大量的練習(xí)和精確的實(shí)驗(yàn)操作以獲得重復(fù)的精確的結(jié)果。由于使用去離子水量非常?。?0μl～20μl），偶然誤差較大。因此推薦酒石酸二鈉或水標(biāo)準(zhǔn)來(lái)標(biāo)定滴定液的濃度。

卡爾費(fèi)休試劑的選擇

1按滴定度選擇

一般市面上出售的卡爾費(fèi)休試劑的滴定度有1mg/ml、2mg/ml、3-5mg/ml，含水量越低的樣品應(yīng)該選擇滴定越小的試劑 。庫(kù)侖法試劑不區(qū)分滴定度。

滴定劑中含有碘、二氧化硫、咪唑，溶于醇溶液。溶劑可以是甲醇，也可以用易溶解樣品的溶劑與甲醇混合作溶劑。試劑可以存儲(chǔ)約兩年，若試劑存儲(chǔ)在密封瓶中，滴定度大約每年減小0.5 mg/mL。市售的單組分試劑有三種濃度規(guī)格：

5 mg/mL，適用于含水量1000 ppm ~ 100 %的樣品，

2 mg/mL，適用于含水量< 1000 ppm的樣品，

1 mg/mL，適用于含水量< 200 ppm的樣品。

2 按照配方選擇

有單組份，雙組分，專用試劑，單組份滴定度下降速度快，但是便宜，而且滴定度范圍大；雙組分試劑反應(yīng)速度快，價(jià)格貴，滴定度有限；專用試劑，測(cè)試一些特殊樣品，如醛酮專用試劑；

7. 卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀的測(cè)量過(guò)程

測(cè)量范圍：按取樣量的大小可以測(cè)量1毫克到100%范圍內(nèi)的含水量。

根據(jù)滴定容器大小的不同，可以在其中加入20到200毫升的甲醇。甲醇是含有水分的，所以我們要先用KF試劑進(jìn)行預(yù)滴定，讓其達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的值。然后再用這種“干燥”了的甲醇做工作介質(zhì)和溶劑。將樣品加入到“干燥”了的甲醇中，其滴定方法和預(yù)滴定的方法一樣。樣品的含水量可以通過(guò)KF試劑的消耗量計(jì)算得到。當(dāng)*個(gè)樣品滴定完之后，第二個(gè)樣品可以直接加進(jìn)去，反應(yīng)杯中的溶液可以反復(fù)應(yīng)用。當(dāng)然，被測(cè)的樣品相互之間不能發(fā)生反應(yīng)。