Принцип работы кулонометрического анализатора влажности Карла Фишера
1. В 1935 году Карл Фишер впервые предложил метод измерения влажности посредством объемного анализа, который представляет собой визуальный метод в GB6283 «Определение содержания влаги в химических продуктах». Визуальным методом можно определить только содержание воды в бесцветных жидких веществах. Позже он превратился в электрический метод. С развитием науки и техники кулонометр и объемный метод были объединены в кулоновский метод. Этот метод является методом испытаний в GB7600 «Определение содержания влаги в трансформаторном масле при эксплуатации (кулонометрический метод)». Визуальный метод классификации и метод электричества вместе называются емкостным методом. Метод Карла Фишера делится на два метода: объемный метод Карла Фишера и кулоновский метод Карла Фишера. Оба метода обозначены во многих странах как стандартные аналитические методы для калибровки других аналитических методов и измерительных приборов.
2. Кулоновский метод Карла Фишера – электрохимический метод определения влажности. Принцип заключается в том, что, когда реагент Карла Фишера в электролитической ячейке прибора достигает равновесия, вводят содержащий воду образец, в результате окислительно-восстановительной реакции воды женьшеня, йода и диоксида серы в присутствии пиридина и метанола генерируется гидриодат пиридиния и метилсульфат пиридиния, а израсходованный йод подвергается электролизу на аноде, так что окислительно-восстановительная реакция продолжается до полного исчерпания воды. Согласно закону электролиза Фарадея, йод, образующийся при электролизе, пропорционален количеству электроэнергии, потребляемой при электролизе. Реакция следующая:
H2O плюс I2 плюс SO2 плюс 3C5H5N→2C5H5N?HI плюс C5H5N?SO3
C5H5N?SO3 плюс CH3OH→C5H5N?HSO4CH3
При электролизе электродная реакция происходит следующим образом:
Анод: 2I--2e→I2
Катод: I2 плюс 2e→2I-
2H плюс плюс 2e→H2↑
Из приведенной выше реакции видно, что 1 моль йода окисляет 1 моль диоксида серы и требует 1 моль воды. Следовательно, это эквивалентная реакция 1 моля йода и 1 моля воды, то есть электричество для электролиза йода эквивалентно электричеству для электролиза воды. Для электролиза 1 моля йода требуется 2×96493 кул электроэнергии, а для электролиза 1 миллимоля воды требуется 96493 миллиокулон электроэнергии.
