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【kǎ】尔费休【xiū】法测定水【shuǐ】分是一种电化学【xué】方法。其原理是仪器的【de】电解池【chí】中的【de】卡尔【ěr】费休试剂达到平衡【héng】时注入含水【shuǐ】的样【yàng】品【pǐn】，水参与碘、二氧化硫的氧【yǎng】化还原反应，在吡啶和【hé】甲醇存在的【de】情况下，生成【chéng】 氢、 碘、 酸 吡啶和甲【jiǎ】基硫酸【suān】吡啶，消耗了的碘在阳【yáng】极电解产【chǎn】生，从而使氧化还【hái】原【yuán】反应不断进行，直至【zhì】水【shuǐ】分全部耗尽为止，依据法拉第【dì】电解定律【lǜ】，电解产生碘是同【tóng】电解时耗用的电量成【chéng】正比【bǐ】例关系的【de】，其反应如下【xià】：

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【kàn】出，即1摩尔的【de】 碘 氧化1摩尔的二氧化【huà】硫【liú】，需要1摩尔的水。所【suǒ】以是1摩【mó】尔 碘 与【yǔ】1摩尔水的当量反应，即电【diàn】解碘的电量相当于【yú】电【diàn】解水的电量，电解1摩【mó】尔碘需【xū】要2×96493库仑【lún】电量，电解1毫摩尔水需要电量为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：

在反应池【chí】的溶【róng】液中同【tóng】时存在I2和I-时【shí】，该反应在电极【jí】的正负两端同时进行，即在一个电极上I2被还原，而在另一个【gè】电极上I-被【bèi】氧化，因【yīn】此在两个电极之间【jiān】有【yǒu】电流通过。如果溶液中只【zhī】有【yǒu】I-而无I2同时存【cún】在，则两个电极【jí】间没有电流【liú】通过。

卡尔费休试剂中含【hán】有效成分吡啶和 碘 等物质【zhì】，把其【qí】计量滴入反应【yīng】池，能与【yǔ】待测溶液中的水【shuǐ】发生如下化【huà】学【xué】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【chéng】I-，一【yī】直到反应滴定终点，水分消【xiāo】耗完毕。这时，溶【róng】液【yè】有微量未发生反应的卡尔费休试剂存在，才能发生I2和I-同时【shí】存在的【de】情况，两个铂电极【jí】之间的溶【róng】液开始导【dǎo】电【diàn】，由电流指示达到终【zhōng】点，停【tíng】止滴定【dìng】。从而通【tōng】过计量已【yǐ】消【xiāo】耗【hào】的【de】卡尔费【fèi】休试剂体积(容量)来标定溶液中【zhōng】的水分含量。