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庫侖法水分測定儀是一種基于電化學原理的高精度水分分析儀器，廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、石油等行業(yè)的水分測定。其工作原理主要基于卡爾-費休反應(yīng)，這是一種碘與二氧化硫在吡啶和甲醇存在下與水定量反應(yīng)的化學過程。
在測定過程中，樣品中的水與卡爾-費休試劑發(fā)生反應(yīng)，消耗碘。這一反應(yīng)的具體化學方程式為：H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3，隨后C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3。消耗掉的碘通過電解過程在陽極上不斷生成，從而維持反應(yīng)的持續(xù)進行，直至樣品中的水分全部耗盡。
根據(jù)法拉第電解定律，電解產(chǎn)生的碘與電解時耗用的電量成正比例關(guān)系。這意味著，通過測量電解過程中消耗的電量，可以精確計算出樣品中的水分含量。具體來說，電解1摩爾碘需要2×96493庫侖電量，而電解1摩爾水則需要96493庫侖電量。因此，通過測量電解電量Q（單位：毫庫侖mC），并結(jié)合水的分子量18，可以計算出樣品中的水分含量W（單位：微克μg），計算公式為W×10-6/18=Q×10-3/2×96493。
庫侖法水分測定儀具有高精度和高靈敏度的特點，能夠測量樣品中的微量水分。其操作簡便，測定速度快，通常一分鐘內(nèi)即可得出結(jié)果。此外，該儀器外形結(jié)構(gòu)新穎輕便，工作可靠，使用更加方便，電解液可長期反復使用，降低了運行成本。
在應(yīng)用范圍上，該儀器適用于多種有機和無機物中的水分測定。然而，由于各種化合物性質(zhì)的差異，只有在卡氏試劑中無副反應(yīng)、無干擾的情況下，庫侖法測定才是一種專屬性的方法。因此，在實際應(yīng)用中，需要注意避免一些會與卡氏試劑發(fā)生副反應(yīng)的物質(zhì)，如某些酮類、醛類、強酸、硅烷醇/硅氧烷、含硼化合物、金屬過氧化物、消耗碘的物質(zhì)以及強氧化劑等。
總的來說，庫侖法水分測定儀以其高精度、高靈敏度、操作簡便和測定速度快等優(yōu)點，在多個行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷進步，儀器的性能將更加優(yōu)秀，為各行業(yè)的生產(chǎn)和研究提供更加可靠的水分分析手段。
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