微量水分的测定

2022-09-12

一、卡尔费休库仑法

1. 基本原理

卡尔·费休库仑法适于测定绝对含水量低于100μg的样品。如:JF-5型库仑法微量水测定仪, 灵敏度可达到0.1μg H2O。适用范围涉及化工、医药、环保、地质、食品等部门的原料、中间体及产品) 。所受副反应干扰较少, 但测定时间较长。

电解液同样品中水反应如下:

I2与I-构成一个平衡体系, 样品中水与体系中的I2反应时, 消耗了部分I2, 破坏了体系的平衡, 反应为体系导电能力的变化。指示电极检测到这一变化, 测量系统控制工作电极开始工作, 将I-重新转化为I2。检测器测量出工作电极消耗的电量, 换算为样品中的水含量。工作电极上发生如下反应:

2. 如何提高准确性

把电解液存放于通风良好, 环境温度小于35℃, 低温无下限, 相对湿度不大于75%的地方;应定期进样口硅胶垫;当干燥管里的硅胶由蓝色变至粉色时, 应更换新的干燥硅胶;每周要转动一下滴定池的磨口连接处, 在不能轻松转动时, 要小心取下, 清洗干净磨口和插口, 并重新涂上薄薄的一层真空脂。

测量电极弯曲时, 可以用用镊子夹住铂金电极的根部, 同时轻轻整理铂金电极顶端。当测量电极被污染时, 用有机溶剂 (丙酮) 对测量电极进行擦试或用浓硫酸浸泡, 仍不能去掉时, 用酒精灯火焰烧铂丝球端。用三氯甲烷清洗玻璃件外表及铂网上的污垢, 当还不能清洗干净时, 将阴极室浸入到装有稀硫酸的烧杯中。用吹风机的热风烘干阴极, 砂芯部分为水分难于烘干处, 当有可能存在剩余水分时, 把阴极室放入真空干燥器中干燥12小时。

二、色谱法

1. 基本原理

对于组分含量比较固定的样品, 当样品中水能够由特定色谱柱与其他组分分离开, 且其他组分对检测器物干扰时, 可用本方法。试样汽化后, 被载气携带进入色谱柱, 经过分离依次进入热导池检测器, 采用外标法对样品中水分进行进行定量。本方法的优点是:需要样品量少, 操作清洁、简便, 分析样品速度较快, 不需消耗大量电解液、溶剂油等化学试剂, 维护保养简便。

2. 如何提高准确性

须定期清理气化室, 以免气化室内积存大量杂质, 影响样品气化;定期更换进样垫, 进样垫使用一段时间后, 可能存在漏气现象, 当发现测量重复性下降时, 首先考虑更换进样垫;色谱仪需定期用标准样品对仪器进行标定。

三、露点法 (湿度计法)

1. 基本原理

露点仪按工作原理不同可分为:1.镜面式露点仪2.电传感器式露点仪3.电介法露点仪4.晶体振荡式露点仪5.红外露点仪6.半导体传感器露点仪

其中, 镜面结露法是一种精度较高的方法。原理为水份含量不同的气体会在不同温度下的镜面上结露。采用光电检测技术检测出露层, 同时测量结露时的温度, 即为露点。镜面式露点仪一般精度可达到±0.5℃以内。

2. 仪器应用

(1) 镜面污染对露点测量的影响

在露点测量中, 一些易冷凝物质的蒸气 (例如有机物) , 也会干扰露点的测量。此外, 如果被测气体中携带可溶性盐类, 则镜面提前结露, 使测量结果产生正偏差;若污染物是不溶于水的微粒, 会使光电露点仪发生零点漂移。消除污染的影响, 可对被测气体进行过滤;定期清洗镜面;此外, 可在每次测量前对镜面进行加热, 并通气吹除污染物。

(2) 露点仪测量条件的选择

对于特定样品, 当其他测量条件一定时, 加大被测气体的质量流速有利于气流和镜面之间的传质。但是流速不能太大, 否则会造成过热问题。一般的流速范围在0.5L/min~0.8L/min之间。但在测量过程中, 应注意避免“过冷”情况出现。降温速度不宜太快, 否则会加大测量的误差。最佳降温速度一般通过实验来确定。大气中的水分含量都在几万ppm, 要使测量数据准确可靠, 在确保仪器的性能的前提下, 还必须注意:

气路系统一定要密封性好良好。

取样管道尽量短。

取样管道和测量腔内壁力求干净, 选用不锈钢或聚四氟乙烯。