کارل فیشر حجمی در مقابل کولومتریک: کدام را استفاده کنیم؟

تیتراسیون کارل فیشر (KF) روش مرجع برای اندازه گیری محتوای آب در مایعات، جامدات و گازها است. برخلاف تلفات-در-خشک کردن، KF مختص آب است-نه کل محتوای فرار.

دو تکنیک-حجمی و کولومتریک-از واکنش اساسی یکسانی استفاده می‌کنند اما در نحوه تحویل ید متفاوت هستند. انتخاب نامناسب حساسیت را از بین می‌برد یا نمونه‌های رطوبت بالا را برای اجرا غیرعملی می‌سازد.

واکنش کارل فیشر (هر دو روش)

هر دو تکنیک بر واکنش بونسن تکیه دارند:

ROH + SO2 + 3RN + I2 + H2O → (RNH)•SO4R + 2(RNH)I

یک مولکول آب یک مولکول ید مصرف می کند. نقطه پایانی زمانی تشخیص داده می شود که تمام آب موجود در نمونه واکنش نشان دهد. KF برای H2O انتخابی است-اما اجزای نمونه فعال ردوکس- (مثلاً DMSO) می‌توانند تداخل داشته باشند.

تفاوت اصلی: نحوه تامین ید

قانون سرانگشتی: آب زیاد → حجمی. ردیابی آب → کولومتریک.

تیتراژ حجمی کارل فیشر

ید از یک بورت موتوردار حاوی معرف KF در غلظت شناخته شده ید تحویل می شود.

یک-مولفه در مقابل دو-مولفه

مزایا

با محتوای آب بالا تا 100% مقابله می کند

برای نمونه هایی با رطوبت > 0.1% (1000 ppm) عملی است

سیستم های معرف انعطاف پذیر برای ماتریس های دشوار

مناسب برای اندازه های نمونه بزرگتر در سطوح رطوبت متوسط

محدودیت ها

حساسیت کمتر در رطوبت بسیار کم - غیرعملی زیر 0.05% ~ بدون جرم نمونه بزرگ

به استانداردسازی تیترانت و نگهداری معرف نیاز دارد

حجم مرده بزرگتر در سیستم بورت

برنامه های کاربردی معمولی

مواد شیمیایی-و حلال‌ها با رطوبت بالا

محصولات غذایی و دارویی با محتوای آب قابل توجه

محتوای آب نفت خام (ASTM D{0}} اغلب حجمی)

نمونه هایی که آب جزء اصلی آنهاست

تیتراژ کولومتریک کارل فیشر

ید در محل در آند با اکسیداسیون یدید در سلول کولومتری تولید می شود:

2 I⁻ → I₂ + 2e⁻

آب مصرفی از کل شارژ دریافت شده محاسبه می شود:

1 میلی گرم H2O=10.72 کولن

با راندمان جریان 100٪، کولومتری یک روش مطلق است-بدون نیاز به کالیبراسیون بورت. تأیید منظم با استانداردهای آب تأیید شده همچنان توصیه می شود.

مزایا

بالاترین حساسیت - 1-10 میکروگرم آب را تشخیص می‌دهد

ایده آل برای ppm{0}}سطح رطوبت (1ppm - 5%)

سلول تیتراسیون مهر و موم شده - حداقل تداخل رطوبت جوی

عالی برای گازها و مایعات با رطوبت کم-بدون باز کردن مکرر سلول

روش مرجع تعیین شده برای محتوای آب در بسیاری از استانداردها

محدودیت ها

Not suitable for high-moisture samples (>~1-5٪ - ظرفیت سلول را تخلیه می کند

ظرفیت مطلق آب کوچکتر در هر تعیین

حساس تر به تهویه سلولی و کیفیت معرف

اندازه نمونه باید برای تجزیه و تحلیل ردیابی کنترل شود

برنامه های کاربردی معمولی

روغن عایق ترانسفورماتور - رطوبت بر حسب ppm (ASTM D1533, IEC 60814)

روان کننده ها و سیالات هیدرولیک

اندازه گیری رطوبت گاز SF6

حلال‌ها و پلیمرهای درجه{0}الکترونیک

مواد اولیه دارویی (مشخصات رطوبت کم)

جدول مقایسه کنار هم--

روش فر کارل فیشر (هر دو روش)

برای نمونه‌های آب نامحلول، واکنش‌پذیر یا محدود، یک اجاق KF نمونه را گرم می‌کند و بخار آب آزاد شده را توسط گاز حامل خشک به داخل سلول تیتراسیون می‌برد.

هر دو سلول حجمی و کولومتریک را می توان به یک اجاق KF جفت کرد{0}}این انتخاب همچنان از محدوده محتوای آب مورد انتظار پیروی می کند.

رطوبت روغن ترانسفورماتور: کدام روش؟

رطوبت روغن ترانسفورماتور معمولاً بر حسب ppm (mg/kg) گزارش می شود. سطوح قابل قبول اغلب < 10-30 ppm برای روغن سرویس بسته به کلاس ولتاژ است.

استانداردها:

ASTM D{0}} آب در مایعات عایق با کولومتری KF

محتوای آب IEC 60814 - در مایعات عایق

Huazhheng HZWS-Z6 (رطوبت سنج خودکار کولومتریک KF) و HZ1220 (تجهیزات تیتراسیون ترکیبی حجمی و کولومتریک KF) را برای روغن ترانسفورماتور و تجزیه و تحلیل رطوبت آزمایشگاهی ارائه می دهد.

نحوه انتخاب: راهنمای تصمیم گیری

محتوای آب مورد انتظار؟

│

├─ > 0.1٪ (1000 ppm) → حجمی KF

├─ 0.001٪ - 1٪ (10 ppm - 1٪) → کولومتریک KF

└─ < 10 ppm (ردیابی) → کولومتریک KF (اجباری)

همچنین در نظر بگیرید:

دقت و تکرارپذیری

هر دو روش معمولاً هنگامی که به درستی کار می‌کنند دقت نسبی 1% را در آب موجود به دست می‌آورند-برای مثال، 3.00% به عنوان 2.97-3.03% خوانده می‌شود.

برای کار ردیابی کولومتریک، دقت به موارد زیر بستگی دارد:

دقت توزین (نیاز به جرم مطلق آب کافی)

تهویه سلولی و تازگی معرف

جلوگیری از ورود رطوبت اتمسفر

تأیید استاندارد آب به طور منظم

برای کارهای حجمی در رطوبت کم، اندازه نمونه باید به اندازه‌ای بزرگ باشد که جرم آب قابل اندازه‌گیری-اغلب کمتر از 0.05٪ بدون وزن صدها میلی‌گرم نمونه غیرعملی باشد.