Volumetristen ja kulometristen kosteusmittareiden määritysperiaatteet
Volumetrinen kosteusanalysaattori laskee vesipitoisuuden mittaamalla reaktioprosessin aikana kulutetun Karl Fischer -reagenssin tilavuuden.
Kun kosteuspitoisuuden määrittämiseen käytetään Karl Fischer -titrausmenetelmää, se perustuu pääasiassa sähkökemialliseen reaktioon: kun I2+2e ó 2I - on läsnä reaktiokennon liuoksessa samaan aikaan kuin I2 ja I -, reaktio tapahtuu samanaikaisesti elektrodin positiivisessa ja negatiivisessa päässä ja toisella elektrodilla pelkistyy {{6}2. elektrodi, joten kahden elektrodin välillä kulkee virta. Jos liuoksessa on vain I - eikä I2:ta, kahden elektrodin välillä ei kulje virtaa. Karl Fischer -reagenssi sisältää aktiivisia aineita, kuten pyridiiniä ja jodia. Kun se pudotetaan reaktiosäiliöön, se voi käydä läpi seuraavan kemiallisen reaktion testiliuoksessa olevan veden kanssa:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH → C5H5N·HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - Reaktio jatkuu kuluttaen jatkuvasti vettä I:n muodostamiseksi -, kunnes titrausreaktion loppupiste ja vedenkulutus on päättynyt. Tässä vaiheessa liuoksessa on oltava pieniä määriä reagoimatonta Karl Fischer -reagenssia, jotta I2:n ja I:n - samanaikainen läsnäolo tapahtuisi. Kahden platinaelektrodin välinen liuos alkaa johtaa ja saavuttaa virran osoittaman päätepisteen, jolloin titraus pysähtyy. Siten liuoksen vesipitoisuus voidaan kalibroida mittaamalla kulutetun Karl Fischer -reagenssin tilavuus (kapasiteetti).
Karl Fischer Coulombin menetelmän määritysperiaate (sähköinen määrämenetelmä)
Coulombin menetelmällä toimiva kosteusmittari laskee vesipitoisuuden mittaamalla reaktioprosessin läpi kulkevan virran määrän.
Sähköinen määrämenetelmä perustuu siihen, että näyte liuotetaan erityistä liuotinta sisältävään elektrolyyttiin, jossa on tietty määrä jodia, jolloin vesi kuluttaa jodia. Tarvittavaa jodia ei kuitenkaan enää titrata kalibroiduilla jodia sisältävillä reagensseilla, vaan elektrolyysiprosessin kautta liuoksessa olevat jodi-ionit hapetetaan jodiksi anodilla: 2I --2e -- → I2, ja muodostunut jodi reagoi näytteessä olevan veden kanssa. Päätepiste on osoitettu kahdella platinaelektrodilla. Lopeta elektrolyysi, kun jodipitoisuus elektrolyytissä palaa alkuperäiseen pitoisuuteen. Laske sitten Faradayn elektrolyysilain mukaan testattavan näytteen kosteuspitoisuus.
