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】休法测定水分是一种电【diàn】化【huà】学方【fāng】法。其原【yuán】理是仪器的电【diàn】解【jiě】池中的卡尔费【fèi】休试剂达到平衡时注入含【hán】水的【de】样品，水【shuǐ】参与【yǔ】碘、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【chéng】 氢【qīng】、 碘【diǎn】、 酸【suān】 吡啶【dìng】和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而【ér】使氧化还【hái】原反应不断进【jìn】行，直【zhí】至水分全部【bù】耗尽【jìn】为【wéi】止，依据【jù】法拉第【dì】电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例【lì】关系【xì】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【kě】以看出，即1摩尔的 碘 氧化1摩尔的二氧化硫，需要1摩尔的水【shuǐ】。所以【yǐ】是1摩尔 碘 与1摩尔水【shuǐ】的当量反应，即电解碘的电量相当【dāng】于电【diàn】解水的电量【liàng】，电解1摩尔碘【diǎn】需要2×96493库【kù】仑电量【liàng】，电解1毫【háo】摩尔水【shuǐ】需要电【diàn】量为96493毫库仑电量【liàng】。

卡尔费休容量法测定水分含量时，主要依据电化学反应：

在【zài】反应池的溶液【yè】中同时存在I2和【hé】I-时，该反应在【zài】电极的【de】正负【fù】两端同时进行【háng】，即在一个电极上I2被还原，而在另一【yī】个【gè】电极上I-被氧化，因此在两个电极之间有电【diàn】流【liú】通过。如果溶液【yè】中只有I-而【ér】无I2同时存在，则【zé】两个电极间【jiān】没【méi】有电流【liú】通过。

卡【kǎ】尔【ěr】费休【xiū】试剂中含有效【xiào】成分吡啶和 碘 等物【wù】质，把其计量滴入【rù】反应池，能与待测溶【róng】液【yè】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【yīng】持续进行，不断消耗【hào】水，生成I-，一直到反应滴定终点，水分消耗完毕。这时【shí】，溶液有微量【liàng】未发生反应的卡尔费休试【shì】剂存在，才能发生I2和I-同时存在的【de】情况【kuàng】，两个铂电极之间【jiān】的【de】溶【róng】液开始导电，由电【diàn】流指示【shì】达到终点，停止滴定。从而通过【guò】计量【liàng】已消耗的卡尔费【fèi】休【xiū】试剂体【tǐ】积(容量)来【lái】标定溶液【yè】中的水分【fèn】含【hán】量。