卡尔费休试剂

中文名称：      卡尔费休试剂

英文名称：      Karl-fischer reagent

分子式： C4H4Na2O6·2H2O

分子量： 230.08

CAS编号： 52365-46-5

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质检信息    

质检项目 指标值

滴定度/(mg/mL) 3～5

灵敏度         合格 

沸点(℃)：        63  

闪点(℃)：        14   

密度（g/cm3）：  0.93  

pH（20℃）：     5.0-6.0   

环境温度：      0～40℃ 

相对湿度：     ＜60%RH

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基本信息    

卡尔费休试剂别名水试剂、卡尔费休电解液。红褐色液体,混合溶液，其颜色与碘溶液的红棕色颜色相近似。有毒,有强烈刺激性气味，主要成分为吡啶、碘、二氧化硫、无水甲醇等，是目前各种化学方法中对水专一，判定结果准确的一种混合试剂。避免与眼睛及皮肤接触、适宜低温保存。

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产品用途

卡尔费休试剂用作分析试剂,用于醇类、饱和烃、苯、氯仿、吡啶、四氯化碳等中微量水分的测定。有机溶剂。

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生产方法

新型电解液的配方原则是：①用两种溶剂混合.以达到互补。②用两种弱酸，以提供所需的两种阴离子团。③加碱，如有机胺，以调整电解液的pH值和闪火电压.改变其电阻率。④改进电解液特性的添加物，如防止铝氧化膜发生水合作用的磷酸或其盐，吸收氢的二硝基苯等，提高电解液闪火电压的乙烯氧化物。

卡尔费休试剂是什么？

  卡尔费休试剂是测定有机物中微量水分的试剂，所以又叫水试剂，也叫卡尔费休试剂。初始水试剂主要由碘、二氧化硫、甲醇和bǐ dìng按一定比例配制而成。

　　碘溶解在bǐ dìng中作为储备溶液。该溶液是稳定的。使用前，用甲醇稀释该溶液并加入二氧化硫，使碘:二氧化硫:bǐ dìng的摩尔比为1:3:10.并使每毫升试剂相当于2 ~ 5毫克水。通常的公式是将84.7克(0.33摩尔)碘溶解在269毫升(3.3摩尔)无水bǐ dìng中，加入667毫升无水甲醇。

　　将此溶液置于冰浴中，缓慢通入二氧化硫气体或加入液体二氧化硫，直至重量增加64g。甲醇是制备该试剂较为常用的溶剂，因为它对一般样品和反应产物具有良好的溶解性。也可以使用其他醇，如乙二醇。配制好的溶液不稳定，放置时会分解，开始分解很快，几十个小时后逐渐减缓，可以涂抹。

　　1.卡尔费休水分测量法适用于测定许多无机化合物和有机化合物中的水分含量。

　　2.由于化合物性质的不同，可分为两类:可直接测定的和不可直接测定的。因此，在确定某一化合物中的水分时，要求分析人员首先考虑它属于哪一种。如果是后者，采用直接测定，会造成很大的测量误差或者根本无法测定。

　　3.如果要测量不能直接测量的化合物中的水分，须采用适当的方法排除各种干扰因素，达到正确测量的目的。

试剂配制与标定

一般的配制方法为将碘溶于吡啶中，做为储备液，此溶液稳定，于应用前，将此溶液用甲醇稀释，并加入二氧化硫，使三者的摩尔比为： 碘:二氧化硫:吡啶=1:3:10 ，并使每毫升试剂相当于2～5毫克水。常用的配方是84.7克（0.33摩尔）碘溶于269毫升（3.3摩尔）无水吡啶中，加667毫升无水甲醇,将此溶液置于冰浴中，缓缓通入二氧化硫气体或加入液态二氧化硫,至重量增加64克（1摩尔）为止。甲醇是配制此试剂的最常用溶剂，因它对一般样品和反应产物的溶解度均较好；其他醇类如乙二醇等也可应用。配好的溶液不稳定，放置时会分解，开始分解较快，过几十小时后逐渐变慢，即可应用。

用时应同时以水标定，常用的标准是水的甲醇溶液，也可用含已知结晶水量的有机酸盐类（如二水合酒石酸钠）做为标准。因系用于水的测定，所以所用的试剂、溶剂等均须预先经脱水处理，容器也必须干燥，储存与使用过程均应采取防潮措施，不使空气中水分进入试剂，并应对所用溶剂进行空白滴定，以求得其含水量。含水酒石酸钠是一种常用的含水标准物质,理论含水量为15.66%,在105℃加热失重为15.65±15.65±0.02%,长期暴露于湿度为20～70%的空气中,增重为0.01～0.09%。用含饱和水的甲苯和纯水的标定结果也是满意的。当然,最简单还是用甲醇-水标准溶液。

此试剂中每摩尔碘所能滴定的水的量总是小于按上述反应式的计算值，因为配制的溶液不稳定，放置时不断分解，一般在一个月即损失一半左右，其分解反应为： SO2+I2+2CH3OH─→2HI+CH3SO4CH3，因此试剂配制后放置时间较长即会失去效用。为克服此缺点，可将此试剂分开配制成两种溶液，分别存放，均较稳定。第一种溶液中含吡啶、二氧化硫和甲醇，第二种溶液为碘的甲醇溶液。使用时,或事先将二液混合,放置过夜后用作滴定剂；或将样品溶于第一种溶液中，以第二种溶液进行滴定。存放与使用时，仍须注意防止甲醇吸收空气中的水分及溶液中碘的挥发。

原理剖析

利用卡尔费休法测定物质中水分是一种重要而灵敏的化学分析方法,但除了有一个非常好的测定仪器外,必须对测定的物质中有无干扰物质存在,根据物质中水分的含量确定适当的进样量,克服各种影响测定精度的因素,细心操作,才能得到好的测定结果。1935年卡尔－费休（KarlFischer）首先提出了利用容量分析测定水分的方法，这种方法即是GB6283《化工产品中水分含量的测定》中的目测法。目测法只能测定无色液体物质的水分。后来，又发展为电量法。随着科技的发展，继而又将库仑计与容量法结合起来推出库仑法。这种方法即是GB7600《运行中变压器油水分含量测定法（库仑法）》中的测试方法。分类目测法和电量法统称为容量法。卡氏方法分为卡氏容量法和卡氏库仑法两大方法。两种方法都被许多国家定为标准分析方法，用来校正其他分析方法和测量仪器。

卡氏库仑法测定水分是一种电化学方法。其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的。其反应如下：

H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3

C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3

在电解过程中,电极反应如下:

阳极:2I--2e→I2

阴极:I2+2e→2I-

2H++2e→H2↑

从以上反应中可以看出，即1摩尔的碘氧化1摩尔的二氧化硫，需要1摩尔的水。所以是1摩尔碘与1摩尔水的当量反应，即电解碘的电量相当于电解水的电量，电解1毫摩尔碘需要2×96493毫库仑电量，电解1毫摩尔水需要电量为2×96493毫库仑电量。

样品中水分含量按下列公式计算：

                W=0.0933Q

式中：W---样品中的水分含量，μg；

Q---电解电量，mC；

按水的分子量为18.015 g/mol 计算；

操作法

费休法属碘量法，其基本原理是利用碘氧化二氧化硫时，需要—定量的水参加反应：

I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4

上述反应是可逆的。当硫酸浓度达到0.05%以上时，即能发生逆反应。如果我们让方程按照一个正方向进行，需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸。在体系中加入吡啶，这样就可使反应向右进行。实验证明，吡啶是最适宜的试剂，同时吡啶还具有可与碘和二氧化硫结合以降低二者蒸气压的作用。因此，试剂必须加进甲醇或另一种含活泼OH基的溶剂，使硫酸酐吡啶转变成稳定的甲基硫酸氢吡啶。

卡尔·费休水分测定法是以甲醇为介质以卡氏液为滴定液进行样品水分测量的一种方法。此方法操作简单，准确度高，广泛应用于医药、石油、化工、农药、染料、粮食等领域。尤其适用于遇热易被破坏的样品，不仅测出自由水, 也可测出结合水，常被作为水分特别是痕量水分的标准分析方法。但不适于含VC等强还原物的样品。

卡尔费休试剂是一种测定某些物质中微量水份用的试剂，其成份有：甲醇、吡啶、碘、二氧化硫。终点判定方法有目测法和电位法两种。

主要成分有I2，SO2，C5H5N，CH3OH

卡尔费休法的基本原理是I2氧化SO2时，需要定量的H2O

I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4

此反应是可逆反应，要使反应正向进行，需要加入适当的碱性物质中和反应产生的酸，吡啶（C5H5N）可满足此要求，加入甲醇可避免副反应发生

卡尔费休试剂因含有I2而显棕色，当I2，SO2，H2O反应后，I2棕色褪去。

此法以棕色出现为滴定终点

卡尔费休法是非水滴定法，所有容器都需干燥，1L卡尔费休试剂在配制和保存过程中若混入6g水，试剂就会失效。

卡尔费休试剂是测定有机物中微量水分的试剂，故又称水试剂，也称卡氏试剂。初始的水试剂主要由碘，二氧化硫，甲醇，吡啶按一定比例配制而成。这种试剂有恶臭而且有很大的毒性，稳定性差，保存期在三个月内，而且不适用醛，酮类有机物的测定，用户带来储存，使用上的不便。随着全自动卡氏分析仪的问世，对卡氏试剂要求也相应提高。所以人们纷纷研制各种类型的水试剂，由于水试剂的型号，表示方法各异，使用时，一定要看各厂家的详细说明。

卡尔费休试剂：

单 组： 无吡啶F≥3 500ml

甲乙液： 无吡啶 F≥3 500ml*2

A+B液：无吡啶 F≥3 500ml*2

结果

卡尔费休法测定各种物质中微量水分的原理：在水存在时，即样品中的水与卡尔费休试剂中的SO2与I2产生氧化还原反应。

I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4

但这个反应是个可逆反应，当硫酸浓度达到0.05%以上时，即能发生逆反应。如果我们让反应按照一个正方向进行，需要加入适当的碱性物质以中和反应过程中生成的酸。经实验证明，在体系中加入吡啶，这样就可使反应向右进行。

3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2氢碘酸吡啶+硫酸酐吡啶

生成硫酸酐吡啶不稳定，能与水发生反应，消耗一部分水而干扰测定，为了使它稳定，我们可加无水甲醇。

硫酸酐吡啶 + CH3OH（无水）→ 甲基硫酸吡啶

总反应式：

I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH→2氢碘酸吡啶+甲基硫酸吡啶

从反应式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而产生2mol氢碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。这是理论上的数据，但实际上，SO2、吡啶、CH3OH的用量都是过量的，反应完毕后多余的游离碘呈现红棕色，即可确定为到达终点。

I2:SO2:C5H5N = 1:3:10

产品信息
[重量]	500ml
[颜色]	暗红色
危险性类别
[危险性类别]	非危险品