Prinsippet for volumetriske og Coulomb fuktighetsmålere
Den volumetriske fuktighetsmåleren beregner vanninnholdet ved å måle volumet av Karl Fischer-reagens som forbrukes under reaksjonsprosessen.
Når man bruker den volumetriske Karl Fischer-metoden for å bestemme vanninnhold, er hovedgrunnlaget den elektrokjemiske reaksjonen: når I2+2e ó 2I - er tilstede i løsningen av reaksjonstanken, skjer reaksjonen samtidig ved den positive og negative endene av elektroden, det vil si at I2 reduseres på en elektrode og I - oksideres på den andre elektroden, så det går en strøm mellom de to elektrodene. Hvis det bare er I - og ingen I2 tilstede samtidig i løsningen, er det ingen strøm som flyter mellom de to elektrodene. Karl Fischer-reagenset inneholder aktive ingredienser som pyridin og jod, som kan gjennomgå følgende kjemiske reaksjoner med vann i testløsningen når de slippes ned i reaksjonsbassenget:
H2O+SO2+I2+3C5H5N → 2C5H5N · HI+C5H5N · SO3
C5H5N · SO3+CH3OH → C5H5N · HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - Denne reaksjonen fortsetter, og forbruker kontinuerlig vann for å generere I - til slutten av titreringsreaksjonen, når vannet er forbrukt. På dette tidspunktet er det en spormengde av uomsatt Karl Fischer-reagens tilstede i løsningen for å tillate samtidig tilstedeværelse av I2 og I-. Løsningen mellom de to platinaelektrodene begynner å lede elektrisitet, når endepunktet angitt av strømmen, og titreringen stopper. Dermed blir vanninnholdet i løsningen kalibrert ved å måle volumet (volumet) av konsumert Karl Fischer-reagens.
Måleprinsippet til Karl Fischer Coulomb-metoden (elektrisk mengdemetode)
Coulomb fuktighetsmåler beregner vanninnholdet ved å måle mengden strøm som går gjennom reaksjonsprosessen.
Den elektrokjemiske metoden er basert på å løse prøven i en elektrolytt som inneholder et spesielt løsemiddel som inneholder en viss mengde jod, og deretter forbruker vann jod. Imidlertid titreres ikke lenger nødvendig jod ved å bruke kalibrerte jodholdige reagenser. I stedet, gjennom elektrolyseprosessen, blir jodionene i løsningen anodisert til jod: 2I --2e -- → I2, og jodet som produseres reagerer med vannet i prøven. Endepunktet er indikert med en dobbel platinaelektrode. Når jodkonsentrasjonen i elektrolytten går tilbake til den opprinnelige konsentrasjonen, stopp elektrolysen. Deretter, i henhold til Faradays elektrolyselov, beregner du fuktighetsinnholdet i prøven som skal testes.
