微量水分的測定

王瑞歡(大慶煉化公司質量檢驗與環保監測中心 163411)

一、卡爾費休庫侖法

1.基本原理

卡爾·費休庫侖法適于測定絕對含水量低于100μg的樣品。如：JF-5型庫侖法微量水測定儀，靈敏度可達到0.1μgH 2O。適用范圍涉及化工、醫藥、環保、地質、食品等部門的原料、中間體及產品）。所受副反應干擾較少，但測定時間較長。

電解液同樣品中水反應如下：

I2與I-構成一個平衡體系，樣品中水與體系中的I2反應時，消耗了部分I2，破壞了體系的平衡，反應為體系導電能力的變化。指示電極檢測到這一變化，測量系統控制工作電極開始工作，將I-重新轉化為I2。檢測器測量出工作電極消耗的電量，換算為樣品中的水含量。工作電極上發生如下反應：

2I-－2e→I2

2.如何提高準確性

把電解液存放于通風良好，環境溫度小于35℃，低溫無下限，相對濕度不大于75%的地方；應定期進樣口硅膠墊；當干燥管里的硅膠由藍色變至粉色時，應更換新的干燥硅膠；每周要轉動一下滴定池的磨口連接處，在不能輕松轉動時，要小心取下，清洗干凈磨口和插口，并重新涂上薄薄的一層真空脂。

測量電極彎曲時，可以用用鑷子夾住鉑金電極的根部，同時輕輕整理鉑金電極頂端。當測量電極被污染時，用有機溶劑（丙酮）對測量電極進行擦試或用濃硫酸浸泡，仍不能去掉時，用酒精燈火焰燒鉑絲球端。用三氯甲烷清洗玻璃件外表及鉑網上的污垢,當還不能清洗干凈時，將陰極室浸入到裝有稀硫酸的燒杯中。用吹風機的熱風烘干陰極，砂芯部分為水分難于烘干處，當有可能存在剩余水分時，把陰極室放入真空干燥器中干燥12小時。

二、色譜法

1.基本原理

對于組分含量比較固定的樣品，當樣品中水能夠由特定色譜柱與其他組分分離開，且其他組分對檢測器物干擾時，可用本方法。試樣汽化后，被載氣攜帶進入色譜柱，經過分離依次進入熱導池檢測器，采用外標法對樣品中水分進行進行定量。本方法的優點是：需要樣品量少，操作清潔、簡便，分析樣品速度較快，不需消耗大量電解液、溶劑油等化學試劑，維護保養簡便。

2.如何提高準確性

須定期清理氣化室，以免氣化室內積存大量雜質，影響樣品氣化；定期更換進樣墊，進樣墊使用一段時間后，可能存在漏氣現象，當發現測量重復性下降時，首先考慮更換進樣墊；色譜儀需定期用標準樣品對儀器進行標定。

三、露點法（濕度計法）

1.基本原理

露點儀按工作原理不同可分為：1.鏡面式露點儀 2.電傳感器式露點儀 3.電介法露點儀 4.晶體振蕩式露點儀 5.紅外露點儀 6.半導體傳感器露點儀

其中，鏡面結露法是一種精度較高的方法。原理為水份含量不同的氣體會在不同溫度下的鏡面上結露。采用光電檢測技術檢測出露層，同時測量結露時的溫度，即為露點。鏡面式露點儀一般精度可達到±0.5℃以內。

2.儀器應用

（1）鏡面污染對露點測量的影響

在露點測量中，一些易冷凝物質的蒸氣（例如有機物），也會干擾露點的測量。此外，如果被測氣體中攜帶可溶性鹽類，則鏡面提前結露，使測量結果產生正偏差；若污染物是不溶于水的微粒，會使光電露點儀發生零點漂移。消除污染的影響，可對被測氣體進行過濾；定期清洗鏡面；此外，可在每次測量前對鏡面進行加熱，并通氣吹除污染物。

（2）露點儀測量條件的選擇

對于特定樣品，當其他測量條件一定時，加大被測氣體的質量流速有利于氣流和鏡面之間的傳質。但是流速不能太大，否則會造成過熱問題。一般的流速范圍在0.5L/min～0.8L/min之間。但在測量過程中，應注意避免“過冷”情況出現。降溫速度不宜太快，否則會加大測量的誤差。最佳降溫速度一般通過實驗來確定。大氣中的水分含量都在幾萬ppm，要使測量數據準確可靠，在確保儀器的性能的前提下，還必須注意：氣路系統一定要密封性好良好。取樣管道盡量短。取樣管道和測量腔內壁力求干凈，選用不銹鋼或聚四氟乙烯。

四、共沸分餾法

1.基本原理

在分餾過程中，有時會得到一個具有固定氣液相組成與恒定沸點的混合物，稱為共沸（或恒沸）混合物，其沸點稱為共沸點（或恒沸點）。混合物的共沸點比其中任一純組分的沸點都低，適用于分餾在自身沸點下性質不穩定的組分，以及在較低溫度下蒸餾出特定組分。

2.在化驗分析中應用

利用共沸混合物的形成將混合物中的某一組分帶出。破壞共沸混合物的另一方法是加入第三組分，如向乙醇和水的共沸混合物中加入苯，使苯—乙醇—水形成三元共沸混合物蒸出，蒸出后分成上下兩層。例如GB 260-77石油產品水分測定法。

共沸原理的另一應用為“共沸干燥”，就是將一種既能與水形成共沸混合物，而又盡可能（在冷卻時）與水互不相溶的物質。

[1]程靜寶.冷鏡式露點儀基本原理露點測量中應該注意的若干問題.

[2]林振強，趙瑋，任昌峰.卡爾-費休庫侖法水測定儀原理及應用范圍[J].企業計量測試與質量管理，中國科協2005年論文集.

[3]胡松，陳清林.共沸蒸餾在化工生產中的應用[J].化工進展，2010年29期12卷.