مبادئ تحديد أجهزة قياس الرطوبة الحجمية وأجهزة قياس الرطوبة الكولومترية
مبدأ معايرة كارل فيشر لتحديد الرطوبة
يقوم محلل الرطوبة الحجمي بحساب محتوى الماء عن طريق قياس حجم كاشف كارل فيشر المستهلك أثناء عملية التفاعل.
عند استخدام طريقة كارل فيشر لتحديد محتوى الرطوبة، فإنها تعتمد بشكل أساسي على التفاعل الكهروكيميائي: عندما يكون I2+2eó 2I - موجودًا في محلول خلية التفاعل في نفس الوقت مع I2 وI -، يحدث التفاعل في وقت واحد عند الأطراف الموجبة والسالبة للقطب، أي أنه يتم اختزال I2 على أحد القطبين ويتأكسد I - على القطب الآخر، لذلك يوجد تيار يمر بين القطبين. إذا كان فقط I - ولا يوجد I2 موجود في المحلول، فلا يوجد تيار يمر بين القطبين. يحتوي كاشف كارل فيشر على مكونات نشطة مثل البيريدين واليود. عند إسقاطه في خزان التفاعل، يمكن أن يخضع للتفاعل الكيميائي التالي مع الماء في محلول الاختبار:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH → C5H5N·HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - يستمر التفاعل، ويستهلك الماء بشكل مستمر لتوليد I -، حتى نقطة نهاية تفاعل المعايرة ويكتمل استهلاك الماء. عند هذه النقطة، يعد وجود كميات ضئيلة من كاشف كارل فيشر غير المتفاعل في المحلول ضروريًا لحدوث التواجد المتزامن لـ I2 وI -. يبدأ المحلول بين قطبي البلاتين في التوصيل ويصل إلى نقطة النهاية التي يشير إليها التيار، مما يؤدي إلى إيقاف المعايرة. وبالتالي، يمكن معايرة محتوى الماء في المحلول عن طريق قياس حجم (سعة) كاشف كارل فيشر المستهلك.
مبدأ التحديد لطريقة كارل فيشر كولومب (طريقة الكمية الكهربائية)
يقوم مقياس الرطوبة بطريقة كولومب بحساب محتوى الماء عن طريق قياس كمية التيار المار خلال عملية التفاعل.
تعتمد طريقة الكمية الكهربائية على إذابة العينة في محلول كهربائي يحتوي على مذيب خاص مع كمية معينة من اليود، ويستهلك الماء اليود. ومع ذلك، لم تعد تتم معايرة اليود المطلوب باستخدام كواشف تحتوي على اليود المعاير، ولكن من خلال عملية التحليل الكهربائي، تتم أكسدة أيونات اليود الموجودة في المحلول إلى اليود عند الأنود: 2I --2e -- → I2، ويتفاعل اليود الناتج مع الماء في العينة. تتم الإشارة إلى نقطة النهاية بواسطة أقطاب كهربائية مزدوجة من البلاتين. أوقف التحليل الكهربائي عندما يعود تركيز اليود في الإلكتروليت إلى تركيزه الأصلي. ثم، وفقًا لقانون فاراداي للتحليل الكهربائي، قم بحساب محتوى الرطوبة في العينة المراد اختبارها.
