一.實(shí)驗(yàn)原理及方法
KLS-411型微量水分分析儀是一種測定液體中微量水分的分析儀。儀器采用Karl-Fisher試劑(K-F試劑)庫侖法電生碘滴定微量水,極化電位指示終點(diǎn)的方法。它由主機(jī)、電解杯和專用JB-1A型攪拌器組成。
電解過程中,電極反應(yīng)如下:
陽極:2I--2e ——>I2 陰極:2H++2e ——>H2 I2+2e ——>2 I-
從以上反應(yīng)方程式可以看出:1mol的碘氧化1mol的SO2,需要1mol的H2O,即電解碘的電量相當(dāng)于電解水的電量,電解1mol的碘需要2*96493C的電量,電解1mol水需要電量為96493mC電量。
二.分析使用儀器:
KLS-411型微量水分分析儀和CDJ-1型電解電極、CDY-1型指示電極
三.試劑
雙組分通用型KF試劑:庫侖法通用型陽極用KF試劑,庫侖法通用型陰極用KF試劑。
四.分析樣品:4種疏水性離子液體水。
五.實(shí)驗(yàn)步驟: (參照說明書)
指示電極及電解電極與主機(jī)連接并裝入電解池中,電解池的氣密性是最關(guān)鍵的,它在很大程度上決定了本儀器能否正常使用,儀器出廠時(shí)電解池未安裝好,用戶安裝電解池時(shí),務(wù)須保證電解池的密封性能。使之免受外界潮濕對電解池的干擾,影響儀器精度。
向電解電極中注入KF試劑(陰極液),約三分之二高度,必須超過電解電極內(nèi)的電極片1cm以上。電解池中注入KF試劑(陽極液)二分之一高度即可約150~200ml后,應(yīng)放置12小時(shí)。
a) 電解池內(nèi)新的KF試劑應(yīng)是深醬紅色,1小時(shí)后,在充分?jǐn)嚢韬,才可進(jìn)行以下試驗(yàn)。
b) 開啟攪拌器充分?jǐn)嚢?0min。攪拌器的速度宜選用能使溶液充分?jǐn)嚢瑁植划a(chǎn)生氣泡為好。(注意:攪拌器的速度一經(jīng)選定不宜更動,否則會大大影響測量精度)。
c) 在最初始的界面,儀器顯示電位值,一般開始電位值在零或幾毫伏左右。用1ml注射器抽取含水乙醇(無水乙醇50ml內(nèi)注入1ml蒸餾水混合),從進(jìn)樣口緩慢注入電解池(注意:不可使注入的乙醇注到電解池中的電極及池壁上),并注意電解池內(nèi)試劑顏色的變化(由深到淡及微黃),顏色變化越明顯則注入速度應(yīng)越慢,不可性急,當(dāng)儀器電位顯示小于50mV時(shí),即停止注入。
d) 按說明書設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)。
e) 按“測量”鍵,儀器自動進(jìn)入預(yù)電解狀態(tài),等待儀器預(yù)電解,此狀態(tài)下應(yīng)預(yù)電解時(shí)間盡可能的長,使儀器內(nèi)的水分充分達(dá)到平衡。
f) 待儀器顯示“按進(jìn)樣鍵后輸入樣品”后,按下“進(jìn)樣”鍵(注意:必須等待到此狀態(tài)后才能按“進(jìn)樣”鍵)。
g) 用0.1ml或1ml注射器(視被測物含水量多少決定)抽取定量的被測物,從電解池的進(jìn)樣口注入到電解池內(nèi),針頭應(yīng)插入液面,等待(10~30)s使之與KF試劑充分混合。
h) 按“測量”鍵,儀器開始自動測量,等待儀器分析結(jié)束。
i) 分析結(jié)束后,儀器顯示結(jié)果,并可選擇是否貯存、打印結(jié)果。
j) 按“測量”鍵,儀器自動進(jìn)入預(yù)電解狀態(tài),即可進(jìn)行下一次的分析。
由于電解液可以多次重復(fù)使用,在放置了很長時(shí)間或隔天使用后,如重新開機(jī)后,按照本節(jié)(d~h)即可進(jìn)行分析。由于電解池內(nèi)可能會泄漏進(jìn)水分,預(yù)電解時(shí)間可能會很長,攪拌器應(yīng)充分?jǐn)嚢栎^長時(shí)間,讓電解池內(nèi)空間的水分充分平衡,用戶應(yīng)耐心等候。電解池內(nèi)空氣中可能有較多的水分,在預(yù)電解前應(yīng)左右晃動電解池,使電解池內(nèi)的水分充分與電解池液混合。
校正因子:校正精度所用的系數(shù),由于每支電解電極有差異,如需測試結(jié)果更為準(zhǔn)確,測量前應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)水樣品進(jìn)行校正。
校正方法:先將校正因子設(shè)置為1.000,取含水1000μg標(biāo)準(zhǔn)水樣品,注射入電解池中測量出結(jié)果。將所得結(jié)果比上標(biāo)準(zhǔn)值1000μg,所得的k值即為校正因子。
K=儀器所測值(μg)/1000μg
回差電位:允許電位偏離終點(diǎn)電位的誤差范圍,建議設(shè)置值為5mV;
注:預(yù)控點(diǎn)電位的設(shè)置根據(jù)樣品所含水量來定,當(dāng)樣品含水量少于1000 μg時(shí),建議設(shè)置預(yù)控點(diǎn)電位1、預(yù)控點(diǎn)電位2和終點(diǎn)電位為270mV、100mV、40mV;當(dāng)樣品含水量大于1000μg時(shí),建議設(shè)置為250mV、90mV、40mV。
日常維護(hù)
a) 一般電解池中的KF試劑一個(gè)月應(yīng)進(jìn)行更換;如測試的頻繁量大,則應(yīng)縮短更換時(shí)間。
b) 電極使用完畢后,應(yīng)放置在干凈的無溶液的溶液杯中,以防損壞。
c) 檢查電極連線是否保持良好的連接。
d) 儀器的輸入端(測量電極的插座)必須保持干燥清潔。儀器不用時(shí),將Q9短路插頭插入插座,防止灰塵及水汽浸入。在環(huán)境濕度較高的場所使用時(shí),應(yīng)把電極插頭用干凈紗布擦干。
e) 開機(jī)前, 須檢查電源是否接妥, 應(yīng)保證儀器良好接地。
六.分析結(jié)果:
校正因子即k值為 1.000。
4種疏水性離子液體(疏水性離子液體密度設(shè)為1)
樣品名稱 | 樣品質(zhì)量(ul) | 水含量(ug) | 含水量(%) | 平均含水量(%) |
1號樣品 | 50 | 1307 | 2.614 | 2.615 |
50 | 1308 | 2.616 | ||
2號樣品 | 50 | 758.5 | 1.517 | 1.513 |
50 | 754.0 | 1.508 | ||
3號樣品 | 50 | 627.2 | 1.2544 | 1.235 |
50 | 608.4 | 1.2168 | ||
4號樣品 | 50 | 805.3 | 1.610 | 1.605 |
50 | 799.8 | 1.600 |
分析時(shí)間理論值為:電流100mA 電解180秒對應(yīng)水份1678.79ug
七.方法討論
1)儀器無法分析氣體和固體樣品,能分析液體或可溶解于特定溶劑的樣品。
2)相應(yīng)提高攪拌速度可控精度。
3)油類樣品與KF試劑充分混合時(shí)間要加長。