Princip měření objemového vlhkoměru a coulombovského vlhkoměru
Objemový vlhkoměr vypočítává obsah vody měřením objemu Karl-Fischerova činidla spotřebovaného během reakce.
Při měření obsahu vody Karl Fischer volumetrickou metodou se vychází především z elektrochemické reakce: I2+2eó2I- Když v roztoku reakční cely existují současně I2 a I-, probíhá reakce současně při kladný a záporný konec elektrody, tj. na jedné elektrodě I2 je redukován a na druhé elektrodě I- je oxidován, takže mezi dvěma elektrodami protéká proud. Pokud je v roztoku přítomen pouze I- a žádný I2, nebude mezi oběma elektrodami protékat žádný proud. Karl-Fischerovo činidlo obsahuje aktivní složky, jako je pyridin a jód. Po pádu do reakční nádoby dojde s vodou v testovaném roztoku k následující chemické reakci:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH -> C5H5N·HS04CH3
C5H5N·HI → C5H5N·H++I- Tato reakce pokračuje, nepřetržitě spotřebovává vodu a vytváří I-, až do konce titrace reakce, kdy je voda spotřebována. V tomto okamžiku, pouze když je v roztoku stopové množství nezreagovaného Karl Fischerova činidla, mohou I2 a I- existovat současně. Roztok mezi dvěma platinovými elektrodami začne vést elektřinu a koncový bod je indikován proudem a titrace se zastaví. Obsah vody v roztoku je tedy kalibrován měřením objemu (kapacity) spotřebovaného Karl Fischerova činidla.
Princip měření coulombovy metody Karl Fischer (coulometrická metoda)
Coulometrický vlhkoměr vypočítává obsah vody měřením proudu procházejícího reakčním procesem.
Coulometrická metoda je založena na tom, že po rozpuštění vzorku v elektrolytu obsahujícím speciální rozpouštědlo obsahující určité množství jódu voda spotřebovává jód. Potřebný jód se však již netitruje kalibrovaným činidlem obsahujícím jód, ale elektrolýzou. jodidové ionty v roztoku oxidují na anodě na jod: 2I---2e─→I2 Vzniklý jód reaguje s vodou ve vzorku. Jeho koncový bod je označen dvojitými platinovými elektrodami. Když se koncentrace jódu v elektrolytu vrátí na původní koncentraci, elektrolýza se zastaví. Poté podle Faradayova zákona elektrolýzy: vypočítejte obsah vlhkosti ve vzorku, který má být testován.
