一.实验原理及方法
KLS-411型微量水分分析仪是一种测定液体中微量水分的分析仪。仪器采用Karl-Fisher试剂(K-F试剂)库仑法电生碘滴定微量水,极化电位指示终点的方法。它由主机、电解杯和专用JB-1A型搅拌器组成。
电解过程中,电极反应如下:
阳极:2I--2e ——>I2 阴极:2H++2e ——>H2 I2+2e ——>2 I-
从以上反应方程式可以看出:1mol的碘氧化1mol的SO2,需要1mol的H2O,即电解碘的电量相当于电解水的电量,电解1mol的碘需要2*96493C的电量,电解1mol水需要电量为96493mC电量。
二.分析使用仪器:
KLS-411型微量水分分析仪和CDJ-1型电解电极、CDY-1型指示电极
三.试剂
双组分通用型KF试剂:库仑法通用型阳极用KF试剂,库仑法通用型阴极用KF试剂。
四.分析样品:4种疏水性离子液体水。
五.实验步骤: (参照说明书)
指示电极及电解电极与主机连接并装入电解池中,电解池的气密性是最关键的,它在很大程度上决定了本仪器能否正常使用,仪器出厂时电解池未安装好,用户安装电解池时,务须保证电解池的密封性能。使之免受外界潮湿对电解池的干扰,影响仪器精度。
向电解电极中注入KF试剂(阴极液),约三分之二高度,必须超过电解电极内的电极片1cm以上。电解池中注入KF试剂(阳极液)二分之一高度即可约150~200ml后,应放置12小时。
a) 电解池内新的KF试剂应是深酱红色,1小时后,在充分搅拌后,才可进行以下试验。
b) 开启搅拌器充分搅拌60min。搅拌器的速度宜选用能使溶液充分搅拌,又不产生气泡为好。(注意:搅拌器的速度一经选定不宜更动,否则会大大影响测量精度)。
c) 在最初始的界面,仪器显示电位值,一般开始电位值在零或几毫伏左右。用1ml注射器抽取含水乙醇(无水乙醇50ml内注入1ml蒸馏水混合),从进样口缓慢注入电解池(注意:不可使注入的乙醇注到电解池中的电极及池壁上),并注意电解池内试剂颜色的变化(由深到淡及微黄),颜色变化越明显则注入速度应越慢,不可性急,当仪器电位显示小于50mV时,即停止注入。
d) 按说明书设置好各项参数。
e) 按“测量”键,仪器自动进入预电解状态,等待仪器预电解,此状态下应预电解时间尽可能的长,使仪器内的水分充分达到平衡。
f) 待仪器显示“按进样键后输入样品”后,按下“进样”键(注意:必须等待到此状态后才能按“进样”键)。
g) 用0.1ml或1ml注射器(视被测物含水量多少决定)抽取定量的被测物,从电解池的进样口注入到电解池内,针头应插入液面,等待(10~30)s使之与KF试剂充分混合。
h) 按“测量”键,仪器开始自动测量,等待仪器分析结束。
i) 分析结束后,仪器显示结果,并可选择是否贮存、打印结果。
j) 按“测量”键,仪器自动进入预电解状态,即可进行下一次的分析。
由于电解液可以多次重复使用,在放置了很长时间或隔天使用后,如重新开机后,按照本节(d~h)即可进行分析。由于电解池内可能会泄漏进水分,预电解时间可能会很长,搅拌器应充分搅拌较长时间,让电解池内空间的水分充分平衡,用户应耐心等候。电解池内空气中可能有较多的水分,在预电解前应左右晃动电解池,使电解池内的水分充分与电解池液混合。
校正因子:校正精度所用的系数,由于每支电解电极有差异,如需测试结果更为准确,测量前应用标准水样品进行校正。
校正方法:先将校正因子设置为1.000,取含水1000μg标准水样品,注射入电解池中测量出结果。将所得结果比上标准值1000μg,所得的k值即为校正因子。
K=仪器所测值(μg)/1000μg
回差电位:允许电位偏离终点电位的误差范围,建议设置值为5mV;
注:预控点电位的设置根据样品所含水量来定,当样品含水量少于1000 μg时,建议设置预控点电位1、预控点电位2和终点电位为270mV、100mV、40mV;当样品含水量大于1000μg时,建议设置为250mV、90mV、40mV。
日常维护
a) 一般电解池中的KF试剂一个月应进行更换;如测试的频繁量大,则应缩短更换时间。
b) 电极使用完毕后,应放置在干净的无溶液的溶液杯中,以防损坏。
c) 检查电极连线是否保持良好的连接。
d) 仪器的输入端(测量电极的插座)必须保持干燥清洁。仪器不用时,将Q9短路插头插入插座,防止灰尘及水汽浸入。在环境湿度较高的场所使用时,应把电极插头用干净纱布擦干。
e) 开机前, 须检查电源是否接妥, 应保证仪器良好接地。
六.分析结果:
校正因子即k值为 1.000。
4种疏水性离子液体(疏水性离子液体密度设为1)
样品名称 | 样品质量(ul) | 水含量(ug) | 含水量(%) | 平均含水量(%) |
1号样品 | 50 | 1307 | 2.614 | 2.615 |
50 | 1308 | 2.616 | ||
2号样品 | 50 | 758.5 | 1.517 | 1.513 |
50 | 754.0 | 1.508 | ||
3号样品 | 50 | 627.2 | 1.2544 | 1.235 |
50 | 608.4 | 1.2168 | ||
4号样品 | 50 | 805.3 | 1.610 | 1.605 |
50 | 799.8 | 1.600 |
分析时间理论值为:电流100mA 电解180秒对应水份1678.79ug
七.方法讨论
1)仪器无法分析气体和固体样品,能分析液体或可溶解于特定溶剂的样品。
2)相应提高搅拌速度可控精度。
3)油类样品与KF试剂充分混合时间要加长。