石油水分测试仪的测试原理分析

石油水分测试仪的测试原理:
卡尔费【fèi】休法测【cè】定水分是一种电化学方法【fǎ】。其【qí】原理是仪器的电【diàn】解池【chí】中的卡尔费休试剂达到平衡时注入含水的【de】样品，水【shuǐ】参与碘、二氧化硫的氧化【huà】还原反应【yīng】，在【zài】吡啶和甲【jiǎ】醇【chún】存在【zài】的情况下，生成 氢、 碘、 酸 吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的【de】碘在阳【yáng】极电【diàn】解产生，从而使氧化还【hái】原反应【yīng】不【bú】断进行，直至水分全部耗尽【jìn】为止，依据法拉第电【diàn】解【jiě】定律，电【diàn】解【jiě】产生碘是同电【diàn】解时耗【hào】用【yòng】的电量成正比例关系的，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【cóng】以上【shàng】反应【yīng】中可以看出【chū】，即1摩尔的 碘 氧化1摩尔的【de】二氧化硫，需要1摩尔的【de】水。所以是1摩尔 碘【diǎn】 与1摩尔水的当【dāng】量反【fǎn】应，即电解碘的电量相当于电【diàn】解水的电量，电【diàn】解【jiě】1摩尔【ěr】碘需要2×96493库仑电量，电解1毫摩【mó】尔水需要电量为【wéi】96493毫库仑电【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：

在反应【yīng】池的溶【róng】液中同时存在I2和I-时，该【gāi】反【fǎn】应在电极的正负【fù】两端同【tóng】时进行【háng】，即在一【yī】个【gè】电极上I2被【bèi】还原，而在另一个【gè】电极上I-被氧化【huà】，因此在两个电极之间有电流通过。如果【guǒ】溶液中【zhōng】只有【yǒu】I-而【ér】无I2同时存在，则【zé】两个电极间没有电流通过。

卡尔费休试剂中含有效成分【fèn】吡啶和 碘【diǎn】 等物质，把其计量【liàng】滴入反【fǎn】应池，能【néng】与待测【cè】溶液中的水发生如下【xià】化【huà】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【fǎn】应持续进行，不断消耗水，生成I-，一直【zhí】到反应滴定终点，水分消耗完毕【bì】。这时，溶液有微量未发【fā】生反应【yīng】的卡尔费休试剂存在，才能发【fā】生I2和I-同时存在【zài】的情况，两个铂电极【jí】之间【jiān】的【de】溶液【yè】开始导电【diàn】，由电流指示达【dá】到【dào】终点，停止滴定。从而通【tōng】过计【jì】量已消【xiāo】耗的卡【kǎ】尔【ěr】费休试剂体积(容量【liàng】)来标定溶液中的【de】水分含量。