微量水分的測定

王瑞歡(大慶煉化公司質(zhì)量檢驗(yàn)與環(huán)保監(jiān)測中心 163411)

一、卡爾費(fèi)休庫侖法

1.基本原理

卡爾·費(fèi)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(dá)到0.1μgH 2O。適用范圍涉及化工、醫(yī)藥、環(huán)保、地質(zhì)、食品等部門的原料、中間體及產(chǎn)品）。所受副反應(yīng)干擾較少，但測定時間較長。

電解液同樣品中水反應(yīng)如下：

I2與I-構(gòu)成一個平衡體系，樣品中水與體系中的I2反應(yīng)時，消耗了部分I2，破壞了體系的平衡，反應(yīng)為體系導(dǎo)電能力的變化。指示電極檢測到這一變化，測量系統(tǒng)控制工作電極開始工作，將I-重新轉(zhuǎn)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(fā)生如下反應(yīng)：

2I-－2e→I2

2.如何提高準(zhǔn)確性

把電解液存放于通風(fēng)良好，環(huán)境溫度小于35℃，低溫?zé)o下限，相對濕度不大于75%的地方；應(yīng)定期進(jìn)樣口硅膠墊；當(dāng)干燥管里的硅膠由藍(lán)色變至粉色時，應(yīng)更換新的干燥硅膠；每周要轉(zhuǎn)動一下滴定池的磨口連接處，在不能輕松轉(zhuǎn)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(dāng)測量電極被污染時，用有機(jī)溶劑（丙酮）對測量電極進(jìn)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(wǎng)上的污垢,當(dāng)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(fēng)機(jī)的熱風(fēng)烘干陰極，砂芯部分為水分難于烘干處，當(dāng)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(dāng)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(jìn)入色譜柱，經(jīng)過分離依次進(jìn)入熱導(dǎo)池檢測器，采用外標(biāo)法對樣品中水分進(jìn)行進(jìn)行定量。本方法的優(yōu)點(diǎn)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(xué)試劑，維護(hù)保養(yǎng)簡便。

2.如何提高準(zhǔn)確性

須定期清理氣化室，以免氣化室內(nèi)積存大量雜質(zhì)，影響樣品氣化；定期更換進(jìn)樣墊，進(jìn)樣墊使用一段時間后，可能存在漏氣現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)現(xiàn)測量重復(fù)性下降時，首先考慮更換進(jìn)樣墊；色譜儀需定期用標(biāo)準(zhǔn)樣品對儀器進(jìn)行標(biāo)定。

三、露點(diǎn)法（濕度計(jì)法）

1.基本原理

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

其中，鏡面結(jié)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(jié)露。采用光電檢測技術(shù)檢測出露層，同時測量結(jié)露時的溫度，即為露點(diǎn)。鏡面式露點(diǎn)儀一般精度可達(dá)到±0.5℃以內(nèi)。

2.儀器應(yīng)用

（1）鏡面污染對露點(diǎn)測量的影響

在露點(diǎn)測量中，一些易冷凝物質(zhì)的蒸氣（例如有機(jī)物），也會干擾露點(diǎn)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(jié)露，使測量結(jié)果產(chǎn)生正偏差；若污染物是不溶于水的微粒，會使光電露點(diǎn)儀發(fā)生零點(diǎn)漂移。消除污染的影響，可對被測氣體進(jìn)行過濾；定期清洗鏡面；此外，可在每次測量前對鏡面進(jìn)行加熱，并通氣吹除污染物。

（2）露點(diǎn)儀測量條件的選擇

對于特定樣品，當(dāng)其他測量條件一定時，加大被測氣體的質(zhì)量流速有利于氣流和鏡面之間的傳質(zhì)。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(yīng)注意避免“過冷”情況出現(xiàn)。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(shí)驗(yàn)來確定。大氣中的水分含量都在幾萬ppm，要使測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，在確保儀器的性能的前提下，還必須注意：氣路系統(tǒng)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(nèi)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(diǎn)的混合物，稱為共沸（或恒沸）混合物，其沸點(diǎn)稱為共沸點(diǎn)（或恒沸點(diǎn)）?；旌衔锏墓卜悬c(diǎn)比其中任一純組分的沸點(diǎn)都低，適用于分餾在自身沸點(diǎn)下性質(zhì)不穩(wěn)定的組分，以及在較低溫度下蒸餾出特定組分。

2.在化驗(yàn)分析中應(yīng)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(chǎn)品水分測定法。

共沸原理的另一應(yīng)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(zhì)。

[1]程靜寶.冷鏡式露點(diǎn)儀基本原理露點(diǎn)測量中應(yīng)該注意的若干問題.

[2]林振強(qiáng)，趙瑋，任昌峰.卡爾-費(fèi)休庫侖法水測定儀原理及應(yīng)用范圍[J].企業(yè)計(jì)量測試與質(zhì)量管理，中國科協(xié)2005年論文集.

[3]胡松，陳清林.共沸蒸餾在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].化工進(jìn)展，2010年29期12卷.