石油水分测试仪的测试原理

石油水分测试仪的测试原理:
卡尔费休法测定水【shuǐ】分【fèn】是一种电化学【xué】方法。其原理是仪【yí】器的【de】电解池中的【de】卡尔费【fèi】休试剂达到平【píng】衡时注入【rù】含水的样品，水参与【yǔ】碘【diǎn】、二氧化硫的氧【yǎng】化还原【yuán】反应，在吡啶【dìng】和甲醇存在的情【qíng】况下，生成 氢、 碘、 酸 吡啶和甲基硫酸【suān】吡啶，消【xiāo】耗了的碘在阳极电解产生，从【cóng】而使氧【yǎng】化还原反【fǎn】应不【bú】断进行，直【zhí】至水分全部耗尽为止，依据法拉第电【diàn】解定律，电解产生碘是同电解时【shí】耗【hào】用的【de】电量成正比例【lì】关系【xì】的，其反应如下：

H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N•HI+C5H5N•SO3

C5H5N•SO3+CH3OH→C5H5N•HSO4CH3

在电解过程中,电极反应如下:

阳极:2I--2e→I2

阴极:I2+2e→2I-

2H++2e→H2↑

从以上反应中【zhōng】可【kě】以【yǐ】看出，即1摩【mó】尔的 碘 氧化1摩【mó】尔的二氧化硫，需要1摩尔的水。所以【yǐ】是1摩尔 碘 与1摩尔水的当量反【fǎn】应【yīng】，即【jí】电【diàn】解碘的电量相当于电解水【shuǐ】的电量【liàng】，电解1摩尔碘【diǎn】需要2×96493库仑电【diàn】量，电解1毫摩尔水需要电量为96493毫【háo】库仑【lún】电【diàn】量。

卡尔费休容量法测定水分含量时，主要依据电化学反应：

在【zài】反应【yīng】池的溶【róng】液中同时存在I2和【hé】I-时，该反应在电极【jí】的正【zhèng】负两端同时进【jìn】行，即在一个电极上I2被还原，而在另一个【gè】电极上I-被氧化，因此在两【liǎng】个电极之间有电流通过。如果溶【róng】液中只有【yǒu】I-而【ér】无【wú】I2同时存在，则两个电【diàn】极间【jiān】没有电流通过【guò】。

卡尔费休试剂【jì】中含有效成分吡啶【dìng】和 碘 等物【wù】质，把其计量【liàng】滴入【rù】反应池，能与待测【cè】溶液中的【de】水【shuǐ】发生如下化学反应：

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

Base:amine,pyridine,etc

ROH(solvent):2-methoxyethanol,methanol,etc

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

该反应持【chí】续进行，不断【duàn】消耗【hào】水，生成I-，一直到反应滴【dī】定【dìng】终点，水分消【xiāo】耗完毕。这【zhè】时，溶液有【yǒu】微量【liàng】未【wèi】发生反应的卡尔费【fèi】休试剂【jì】存在，才能发生I2和I-同时存在的情况，两【liǎng】个铂电极之【zhī】间的溶【róng】液开【kāi】始【shǐ】导电，由电流指示达到终点【diǎn】，停止滴定【dìng】。从而通过【guò】计量已消耗的卡尔费休试剂体积(容量【liàng】)来标定溶液中的【de】水【shuǐ】分含量。