常見水分測(cè)定儀原理簡析及應(yīng)用

        水分測(cè)量可以是工業(yè)生產(chǎn)的控制分析，也可以是工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)證；它可以從成噸的產(chǎn)品中進(jìn)行測(cè)量，也可以在實(shí)驗(yàn)室中僅用幾微升的測(cè)試溶液進(jìn)行分析；可以是水分含量百分之幾到幾十的恒定水分分析，也可以是水分含量低于百萬分之一的微量水分分析等。
        水分分析方法——一般可分為兩大類，即物理分析和化學(xué)分析。經(jīng)典的水分分析方法已逐漸被各種水分分析方法所取代。目前市場(chǎng)上主要有五種水分測(cè)定儀：
         1. 卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀：
        卡爾費(fèi)休法簡稱費(fèi)雪法，是卡爾費(fèi)休于1935年提出的測(cè)定水分的體積分離法。費(fèi)舍爾法是測(cè)定物質(zhì)水分的各種化學(xué)方法中，對(duì)水分的一種特殊而準(zhǔn)確的方法。雖然是經(jīng)典的方法，但近年來經(jīng)過改進(jìn)，提高了精度，擴(kuò)大了測(cè)量范圍。它已被列為測(cè)定許多物質(zhì)中水分的標(biāo)準(zhǔn)方法。
         Fisher 方法是一種碘量法。其基本原理是用碘氧化二氧化硫時(shí)，需要一定量的水參與反應(yīng)：
         I2 + SO2 + 2H2O=2HI + H2SO4
        上述反應(yīng)是可逆的。為了使反應(yīng)向正方向移動(dòng)并定量進(jìn)行，必須加入堿性物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，吡啶是最合適的試劑，吡啶還可以與碘和二氧化硫結(jié)合，降低兩者的蒸氣壓。因此，必須將該試劑加入甲醇或其他含有活性O(shè)H基團(tuán)的溶劑中，才能將硫酸酐吡啶轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫酸氫甲酯吡啶。
         2、紅外水分儀：
        紅外線加熱機(jī)制：當(dāng)遠(yuǎn)紅外線輻射到物體上時(shí)，會(huì)發(fā)生吸收、反射和透射。然而，并不是所有的分子都能吸收遠(yuǎn)紅外線，只有那些表現(xiàn)出電的極性分子才能起作用。水、有機(jī)物和高分子物質(zhì)對(duì)遠(yuǎn)紅外線的吸收能力很強(qiáng)。當(dāng)這些物質(zhì)吸收遠(yuǎn)紅外輻射的能量，使分子和原子的固有振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)頻率與遠(yuǎn)紅外輻射的頻率一致時(shí)，就很容易發(fā)生分子和原子的共振或旋轉(zhuǎn)，引起運(yùn)動(dòng)。被大大強(qiáng)化并轉(zhuǎn)化為熱能，使內(nèi)部溫度升高，使物質(zhì)迅速軟化或干燥。
        一般的加熱方式是采用熱傳導(dǎo)和對(duì)流方式，需要通過介質(zhì)傳遞，速度慢，消耗大量能量，而遠(yuǎn)紅外加熱使用熱輻射，不需要介質(zhì)傳遞。同時(shí)，由于輻射可與發(fā)熱體溫度的四次方成正比，不僅節(jié)能，而且速度快，效率高。此外，遠(yuǎn)紅外線具有一定的穿透能力。由于被加熱干燥的物質(zhì)與表面分子同時(shí)吸收一定深度的遠(yuǎn)紅外輻射能量，產(chǎn)生自熱效應(yīng)，使溶劑或水分子均勻蒸發(fā)加熱，從而避免變形和定性。不同程度的熱膨脹引起的變化使材料的外觀、物理和機(jī)械性能、牢度和顏色保持完整。
        紅外水分測(cè)定儀主要通過紅外輻射加熱器和電子天平來測(cè)定其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。
         （紅外輻射加熱器：鎢絲真空管可以輻射近紅外，碳化硅是長波長遠(yuǎn)紅外輻射加熱器，石英玻璃和陶瓷紅外加熱器可以輻射中紅外）
        紅外水分測(cè)定儀水分測(cè)量基準(zhǔn) “干燥損失法"是*的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，與用于加熱干燥和質(zhì)量測(cè)量的紅外水分儀非常相似。 “干燥損失法"是*的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，也稱為（105°C-5小時(shí)法）、（135°C-3小時(shí)法）等。干了很長時(shí)間。測(cè)量干燥前后的質(zhì)量變化，計(jì)算水分含量。為此，要求測(cè)量人員非常精通設(shè)備和技術(shù)。由于測(cè)量時(shí)間長，難以快速測(cè)量大量樣品。因此，要對(duì)各種樣品進(jìn)行高精度測(cè)量，只需要紅外水分儀即可。盡管還有一些其他的電學(xué)和光學(xué)測(cè)量方法，但它們都是限制測(cè)量對(duì)象的專用儀器。從通用性來看，遠(yuǎn)不如紅外水分儀。
         3、露點(diǎn)水分儀：
        露點(diǎn)水分儀操作方便，儀器不復(fù)雜，測(cè)量結(jié)果一般令人滿意。它常用于測(cè)定氣體中的微量水分。但是這種方法干擾很大，一些易冷交換的氣體，特別是濃度高的時(shí)候，會(huì)先于水蒸氣凝結(jié)而造成干擾。
         4、微波水分儀：
        微波水分儀使用微波場(chǎng)干燥樣品并加速干燥過程。具有測(cè)量時(shí)間短、操作方便、精度高、適用范圍廣等特點(diǎn)。適用于食品、紙張、木材、紡織品和化工產(chǎn)品等顆粒狀、粉狀和粘性固體樣品中水分的測(cè)定，也可應(yīng)用于石油、煤油等液體樣品中水分的測(cè)定。
         5、庫侖水分儀：
        庫侖水分計(jì)常用于測(cè)定氣體中的水分含量。此方法操作簡單，反應(yīng)靈敏快速，特別適用于氣體中痕量水分的測(cè)定。如果用一般的化學(xué)方法來測(cè)定，是非常困難的。但電解法不適用于堿性物質(zhì)或共軛二烯烴的測(cè)定。