卡爾費休水分測定儀的原理

在水存在時(shí)，即樣品中的水與卡爾費休試劑中的SO2與I2產(chǎn)生氧化還原反應。

I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4

但這個(gè)反應是個(gè)可逆反應，當硫酸濃度達到0.05%以上時(shí)，即能發(fā)生逆反應。如果我們讓反應按照一個(gè)正方向進(jìn)行，需要加入適當的堿性物質(zhì)以中和反應過(guò)程中生成的酸。經(jīng)實(shí)驗證明，在體系中加入吡啶，這樣就可使反應向右進(jìn)行。

3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2C5H5NHI（氫碘酸吡啶） +C5H5NSO3（硫酸酐吡啶）

生成硫酸酐吡啶不穩定，能與水發(fā)生反應，消耗一部分水而干擾測定，為了使它穩定，我們可加無(wú)水甲醇。

C5H5NSO3（硫酸酐吡啶） + CH3OH（無(wú)水） → C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）

我們把這上面三步反應寫(xiě)成總反應式為：

I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2C5H5NHI（氫碘酸吡啶）+C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）

從反應式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而產(chǎn)生2mol氫碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。這是理論上的數據，但實(shí)際上，SO2、吡啶、CH3OH的用量都是過(guò)量的，反應完畢后多余的游離碘呈現紅棕色，即可確定為到達終點(diǎn)。

2、卡爾費休試劑的配制與標定

若以甲醇作溶劑，則試劑中I2、SO2、C5H5N（含水量在0.05%以下）三者的摩爾比例為：I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10

這種試劑有效濃度取決于碘的濃度。新配制的試劑其有效濃度不斷降低，其原因是由于試劑中各組分本身也含有一些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應引起的，較高消耗了一部分碘。

這也說(shuō)明了配制這種試劑要單獨配，分甲乙兩種試劑并且分別貯存，臨用時(shí)再混合，而且要標定。但我國市場(chǎng)上使用的卡爾費休水份測定試劑，無(wú)論是單組份的，還是雙組份的一般都由廠(chǎng)家已經(jīng)調配好的可直接使用產(chǎn)品，但由于卡爾費休試劑是一種很不穩定的混合物質(zhì)，因此用戶(hù)在使用時(shí)都必須進(jìn)行標定，以測定其真實(shí)的水當量數據。