Αρχή ογκομετρικών και κουλομβικών μετρητών υγρασίας
Ο ογκομετρικός μετρητής υγρασίας υπολογίζει την περιεκτικότητα σε νερό μετρώντας τον όγκο του αντιδραστηρίου Karl Fischer που καταναλώθηκε κατά τη διαδικασία αντίδρασης.
Όταν χρησιμοποιείται η ογκομετρική μέθοδος Karl Fischer για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε νερό, η κύρια βάση είναι η ηλεκτροχημική αντίδραση: όταν το I2+2e ó 2I - υπάρχει στο διάλυμα της δεξαμενής αντίδρασης, η αντίδραση λαμβάνει χώρα ταυτόχρονα στο θετικό και το αρνητικό άκρα του ηλεκτροδίου, δηλαδή, το I2 μειώνεται στο ένα ηλεκτρόδιο και το I - οξειδώνεται στο άλλο ηλεκτρόδιο, επομένως υπάρχει ρεύμα που διέρχεται μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων. Εάν υπάρχει μόνο I - και καθόλου I2 ταυτόχρονα στο διάλυμα, δεν υπάρχει ρεύμα που ρέει μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων. Το αντιδραστήριο Karl Fischer περιέχει ενεργά συστατικά όπως πυριδίνη και ιώδιο, τα οποία μπορούν να υποστούν τις ακόλουθες χημικές αντιδράσεις με το νερό στο διάλυμα δοκιμής όταν πέφτουν στη δεξαμενή αντίδρασης:
H2O+SO2+I2+3C5H5N → 2C5H5N · HI+C5H5N · SO3
C5H5N · SO3+CH3OH → C5H5N · HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - Αυτή η αντίδραση συνεχίζεται, καταναλώνοντας συνεχώς νερό για να δημιουργήσει I - μέχρι το τέλος της αντίδρασης τιτλοδότησης, όταν το νερό καταναλωθεί. Σε αυτό το σημείο, υπάρχει ένα ίχνος αντιδραστηρίου Karl Fischer που δεν αντέδρασε στο διάλυμα για να επιτρέψει την ταυτόχρονη παρουσία των I2 και I -. Το διάλυμα μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων πλατίνας αρχίζει να άγει ηλεκτρισμό, φθάνοντας στο τελικό σημείο που υποδεικνύεται από το ρεύμα και η τιτλοδότηση σταματά. Έτσι, η περιεκτικότητα σε νερό στο διάλυμα βαθμονομείται μετρώντας τον όγκο (όγκο) του αντιδραστηρίου Karl Fischer που καταναλώθηκε.
Η αρχή μέτρησης της μεθόδου Karl Fischer Coulomb (μέθοδος ηλεκτρικής ποσότητας)
Ο μετρητής υγρασίας Coulomb υπολογίζει την περιεκτικότητα σε νερό μετρώντας την ποσότητα ρεύματος που διέρχεται από τη διαδικασία αντίδρασης.
Η ηλεκτροχημική μέθοδος βασίζεται στη διάλυση του δείγματος σε έναν ηλεκτρολύτη που περιέχει έναν ειδικό διαλύτη που περιέχει μια ορισμένη ποσότητα ιωδίου και στη συνέχεια το νερό καταναλώνει ιώδιο. Ωστόσο, το απαιτούμενο ιώδιο δεν τιτλοποιείται πλέον με τη χρήση βαθμονομημένων αντιδραστηρίων που περιέχουν ιώδιο. Αντίθετα, μέσω της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, τα ιόντα ιωδίου στο διάλυμα ανοδιώνονται σε ιώδιο: 2I --2e -- → I2, και το παραγόμενο ιώδιο αντιδρά με το νερό στο δείγμα. Το τελικό σημείο υποδεικνύεται από ένα διπλό ηλεκτρόδιο πλατίνας. Όταν η συγκέντρωση ιωδίου στον ηλεκτρολύτη επανέλθει στην αρχική συγκέντρωση, σταματήστε την ηλεκτρόλυση. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τον νόμο ηλεκτρόλυσης του Faraday, υπολογίστε την περιεκτικότητα σε υγρασία του δείγματος που θα ελεγχθεί.
