Nguyên lý của Máy phân tích độ ẩm điện lượng Karl Fischer
1. Năm 1935, Karl Fischer lần đầu tiên đề xuất phương pháp đo độ ẩm bằng phân tích thể tích, đó là phương pháp trực quan trong GB6283 "Xác định hàm lượng ẩm trong sản phẩm hóa học". Phương pháp trực quan chỉ có thể xác định hàm lượng nước của chất lỏng không màu. Sau đó, nó phát triển thành phương pháp điện. Với sự phát triển của khoa học công nghệ, máy đo Coulomb và phương pháp đo thể tích đã được kết hợp để cho ra đời phương pháp Coulomb. Phương pháp này là phương pháp thử nghiệm trong GB7600 "Xác định độ ẩm trong dầu máy biến áp khi vận hành (Phương pháp đo điện lượng)". Phương pháp phân loại trực quan và phương pháp điện được gọi chung là phương pháp công suất. Phương pháp Karl Fischer được chia thành hai phương pháp: phương pháp thể tích Karl Fischer và phương pháp Karl Fischer Coulomb. Cả hai phương pháp này đều được nhiều quốc gia chỉ định là phương pháp phân tích tiêu chuẩn để hiệu chuẩn các phương pháp phân tích và dụng cụ đo lường khác.
2. Phương pháp Karl Fischer Coulomb là phương pháp điện hóa để xác định độ ẩm. Nguyên tắc là khi thuốc thử Karl Fischer trong tế bào điện phân của thiết bị đạt đến trạng thái cân bằng, bơm mẫu chứa nước vào, phản ứng oxi hóa khử của nhân sâm nước, iốt và lưu huỳnh đioxit, với sự có mặt của pyridin và metanol, sẽ tạo ra pyridinium hydriodate và pyridinium methylsulfate và iốt tiêu thụ được điện phân ở cực dương, do đó phản ứng oxi hóa khử tiếp tục cho đến khi cạn kiệt nước hoàn toàn. Theo định luật điện phân Faraday, iốt sinh ra trong quá trình điện phân tỷ lệ thuận với lượng điện tiêu thụ trong quá trình điện phân. Phản ứng như sau:
H2O cộng I2 cộng SO2 cộng 3C5H5N→2C5H5N?HI cộng C5H5N?SO3
C5H5N?SO3 cộng với CH3OH→C5H5N?HSO4CH3
Trong quá trình điện phân, phản ứng điện cực xảy ra như sau:
Cực dương: 2I--2e→I2
Cực âm: I2 cộng 2e→2I-
2H cộng cộng 2e→H2↑
Từ phản ứng trên có thể thấy rằng 1 mol iốt oxy hóa 1 mol lưu huỳnh đioxit và cần 1 mol nước. Do đó, đó là phản ứng tương đương của 1 mol iốt và 1 mol nước, tức là điện để điện phân iốt tương đương với điện để điện phân nước. Điện phân 1 mol iốt cần 2×96493 coulomb điện, và điện phân 1 milimol nước cần 96493 millioculông điện.
