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【fèi】休法【fǎ】测定水【shuǐ】分是一【yī】种电化学方法。其【qí】原理【lǐ】是仪器的【de】电【diàn】解池中【zhōng】的卡尔费休试【shì】剂【jì】达到平【píng】衡时注【zhù】入含水的样品，水参与碘【diǎn】、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情【qíng】况下，生成 氢、 碘、 酸 吡啶【dìng】和甲基硫酸吡啶【dìng】，消耗了的碘在阳极电解产【chǎn】生，从【cóng】而使氧化还【hái】原反应【yīng】不断进行，直至水分全部耗尽【jìn】为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同【tóng】电【diàn】解时【shí】耗用的【de】电量【liàng】成正比例【lì】关系的，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【fǎn】应中可以看出，即【jí】1摩尔的 碘 氧化【huà】1摩尔的二氧化硫，需【xū】要【yào】1摩尔的水【shuǐ】。所以是1摩尔 碘 与1摩尔水的当量【liàng】反应，即电解碘的电量【liàng】相当于电解【jiě】水的电量，电解【jiě】1摩尔碘需要2×96493库【kù】仑电量【liàng】，电解1毫摩尔【ěr】水【shuǐ】需要电量为96493毫库仑电量。

卡尔费休容量法测定水分含量时，主要依据电化学反应：

在反应池的溶【róng】液中同时存在I2和I-时【shí】，该反应在电极的正负两端同【tóng】时进行，即在一个电极【jí】上I2被【bèi】还原，而在【zài】另一个电极上I-被氧化【huà】，因此在两个电极之间【jiān】有【yǒu】电流通过【guò】。如果溶液【yè】中只有I-而无I2同【tóng】时【shí】存在，则两【liǎng】个【gè】电极间没有电流【liú】通过。

卡尔费休【xiū】试剂中【zhōng】含【hán】有效【xiào】成【chéng】分吡啶和【hé】 碘 等物质【zhì】，把其计量滴入反应池，能与【yǔ】待测溶液中的水发生如【rú】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

该反应持续进行，不断消耗水，生成I-，一【yī】直【zhí】到反应滴定终点【diǎn】，水分消耗完毕。这时【shí】，溶液有【yǒu】微量未发生反应的卡尔费休试剂【jì】存在，才能发生I2和I-同时【shí】存在的情况，两【liǎng】个铂电极【jí】之【zhī】间的溶液【yè】开始【shǐ】导电，由【yóu】电流【liú】指示达到终【zhōng】点【diǎn】，停止滴【dī】定。从而通过【guò】计【jì】量已消耗的卡尔费休试剂【jì】体积(容量)来标定溶液中的【de】水分含量。