Karl Fischer Coulometric Moisture Analyzer -periaate
1. Vuonna 1935 Karl Fischer ehdotti ensimmäisen kerran menetelmää kosteuden mittaamiseksi tilavuusanalyysillä, joka on visuaalinen menetelmä julkaisussa GB6283 "Determination of Moisture Content in Chemical Products". Visuaalisella menetelmällä voidaan määrittää vain värittömien nestemäisten aineiden vesipitoisuus. Myöhemmin siitä kehittyi sähkömenetelmä. Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä coulomb-mittari ja tilavuusmenetelmä yhdistettiin coulomb-menetelmän käynnistämiseksi. Tämä menetelmä on testimenetelmä julkaisussa GB7600 "Kosteuspitoisuuden määrittäminen muuntajaöljyssä toiminnassa (kulometrinen menetelmä)". Luokittelun visuaalista menetelmää ja sähkömenetelmää kutsutaan yhteisesti kapasiteettimenetelmäksi. Karl Fischer -menetelmä on jaettu kahteen menetelmään: Karl Fischerin tilavuusmenetelmään ja Karl Fischer Coulombin menetelmään. Monet maat ovat määrittäneet molemmat menetelmät vakioanalyyttisiksi menetelmiksi muiden analyysimenetelmien ja mittauslaitteiden kalibroimiseksi.
2. Karl Fischer Coulombin menetelmä on sähkökemiallinen menetelmä kosteuden määrittämiseksi. Periaatteena on, että kun Karl Fischer -reagenssi instrumentin elektrolyyttikennossa saavuttaa tasapainon, ruiskutetaan vettä sisältävä näyte, veden ginsengin, jodin ja rikkidioksidin redox-reaktio pyridiinin ja metanolin läsnä ollessa tuottaa pyridiniumhydriodaattia ja pyridiniumia. metyylisulfaatti , kulutettu jodi elektrolysoituu anodilla, jolloin hapetus-pelkistysreaktio jatkuu, kunnes vesi on kokonaan loppunut. Faradayn elektrolyysilain mukaan elektrolyysin tuottama jodi on verrannollinen elektrolyysin aikana kulutettuun sähköön. Reaktio on seuraava:
H2O plus I2 plus SO2 plus 3C5H5N→2C5H5N?HI plus C5H5N?SO3
C5H5N2SO3 plus CH3OH->C5H5N2HS04CH3
Elektrolyysin aikana elektrodireaktio on seuraava:
Anodi: 2I--2e→I2
Katodi: I2 plus 2e → 2I-
2H plus plus 2e→H2↑
Yllä olevasta reaktiosta voidaan nähdä, että 1 mooli jodia hapettaa 1 moolin rikkidioksidia ja vaatii 1 moolin vettä. Siksi se on yhtä suuri reaktio 1 moolilla jodia ja 1 moolia vettä, eli jodin elektrolysointiin tarvittava sähkö vastaa veden elektrolysoinnin sähköä. 1 jodimoolin elektrolyysi vaatii 2 × 96493 coulombia sähköä ja 1 millimoolin vettä elektrolyysi vaatii 96493 milliokulonia sähköä.
