什么是卡爾·費休滴定法?
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什么是卡爾·費休滴定法?
卡爾·費休滴定法是一種滴定方法,用于測量基本上所有類型物質中的水含量。它是1935年由德國化學家卡爾·費舍爾發明的。
卡爾·費休滴定法基于碘/碘反應:水與碘反應。當所有的水都消耗完時,達到滴定終點
SO2+CH3OH+B? CH3SO3-+HB+CH3SO3-+H2O+I2+2B→ CH3SO4-+2HB++2I-
該工藝使用有機堿(B)、二氧化硫、碘和醇。最初的卡爾·費休方法使用吡啶作為有機堿,甲醇作為醇。此后,試劑得到了改進。如今,卡爾·費休試劑毒性較小(不再使用吡啶,而是使用咪唑作為有機堿,使用乙醇代替甲醇),反應速度更快。
在滴定過程中,向樣品中加入碘,并測量用于消耗樣品中所有水的碘量。將碘化物添加到樣品中有兩種可能性:
在所謂的卡爾·費休容量滴定法中,通過電滴管將具有精確已知碘濃度的溶液添加到樣品中。添加到樣品中的碘量根據所用碘溶液的體積計算。
在庫侖卡爾費休滴定法中,碘是電解生成的。通過測量電化學生成碘所需的電流來確定添加到樣品中的碘量。當與水反應時,棕色碘被還原為無色碘化物。
混合卡爾·費歇爾滴定法是卡爾·費希爾水分滴定法中最先進、同時也是最通用的技術。它基本上是庫侖法和容量法的結合:碘是電解產生的,如果樣品的水分含量超過一定水平,則同時加入一種碘濃度準確的溶液。
端點檢測
當與水反應時,棕色碘被還原為無色碘化物。在滴定結束時,當所有的水被消耗完時,溶液的顏色逐漸從黃色變為棕色。由于沒有明顯的顏色變化,并且非極性溶劑(如DMF)和極性溶劑中的著色不同(如甲醇),因此不容易目視確定滴定終點。
出于這個原因,滴定終點通常用雙鉑絲電極電法測定。
有兩種方法可以通過電測法檢測端點:
雙安培指示
雙電壓指示
雙安培指示:
將大約500mV的恒定電壓施加到電極的導線上,并測量所得電流。只要樣品中有水,溶液中就不存在游離碘。當達到滴定終點時,電極絲上會發生以下反應:
陰極:I2+2e-→ 2I號機組-
陽極:2I–2e-→ I2號機組
當達到終點時,電流從幾乎為零增加到幾μa。
雙伏安指示:
在電極之間施加小電流(通常在1…50μA的范圍內),并測量維持該電流所需的電壓。通常使用交流電(AC),因為它產生比直流電(DC)更高的電極靈敏度。只要樣品中存在過量的水,維持電流所需的電壓在幾百mV的范圍內。當達到滴定終點時,溶液中有游離碘,電壓降至100mV或更低。通常,必須根據所用溶劑的類型和/或所消耗樣品的類型選擇終點電位水平(關斷電壓)。理想的關斷電壓取決于所用樣品和溶劑的類型。使用普通卡爾費歇爾滴定儀,必須通過實驗確定:
如果關閉電壓太低,在檢測到終點之前添加了太多的碘,則產生的水含量太高。
如果關斷電壓過高,滴定不會自動開始,因為不需要游離碘即可達到該電壓。