Nguyên lý đo của máy đo độ ẩm thể tích và máy đo độ ẩm Coulomb
Máy đo độ ẩm thể tích tính toán hàm lượng nước bằng cách đo thể tích thuốc thử Karl-Fischer tiêu thụ trong quá trình phản ứng.
Khi đo hàm lượng nước bằng phương pháp đo thể tích Karl Fischer chủ yếu dựa vào phản ứng điện hóa: I2+2eó2I- Khi I2 và I- tồn tại đồng thời trong dung dịch của tế bào phản ứng, phản ứng diễn ra đồng thời ở đầu dương và cực âm của điện cực, tức là trên một điện cực I2 bị khử và trên điện cực I- còn lại bị oxy hóa nên có dòng điện chạy giữa hai điện cực. Nếu chỉ có I- và không có I2 trong dung dịch thì sẽ không có dòng điện chạy giữa hai điện cực. Thuốc thử Karl-Fischer chứa các thành phần hoạt tính như pyridin và iốt. Khi thả vào bể phản ứng sẽ xảy ra phản ứng hóa học sau với nước có trong dung dịch cần thử:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3
C5H5N·HI → C5H5N·H++I- Phản ứng này tiếp tục, tiêu thụ nước liên tục và tạo ra I-, cho đến điểm cuối của quá trình chuẩn độ phản ứng, khi nước được tiêu thụ. Lúc này, chỉ khi trong dung dịch có một lượng nhỏ thuốc thử Karl Fischer chưa phản ứng thì I2 và I- mới có thể tồn tại đồng thời. Dung dịch giữa hai điện cực bạch kim bắt đầu dẫn điện, điểm cuối được biểu thị bằng dòng điện và quá trình chuẩn độ dừng lại. Do đó, hàm lượng nước trong dung dịch được hiệu chỉnh bằng cách đo thể tích (công suất) thuốc thử Karl Fischer đã tiêu thụ.
Nguyên lý đo của phương pháp coulomb Karl Fischer (phương pháp đo điện lượng)
Máy đo độ ẩm điện lượng tính toán hàm lượng nước bằng cách đo dòng điện đi qua quá trình phản ứng.
Phương pháp đo điện lượng dựa trên thực tế là sau khi mẫu được hòa tan trong chất điện phân chứa dung môi đặc biệt chứa một lượng iốt nhất định, nước sẽ tiêu thụ iốt. Tuy nhiên, lượng iốt cần thiết không còn được chuẩn độ bằng thuốc thử chứa iốt đã được hiệu chuẩn mà thông qua điện phân. quá trình này, các ion iodide trong dung dịch bị oxy hóa thành iốt ở cực dương: 2I---2e─→I2 Iốt tạo ra phản ứng với nước trong mẫu. Điểm cuối của nó được biểu thị bằng điện cực bạch kim kép. Khi nồng độ iốt trong chất điện phân trở về nồng độ ban đầu thì quá trình điện phân dừng lại. Sau đó theo định luật điện phân Faraday: tính độ ẩm của mẫu cần kiểm tra.
