卡尔-费休库伦法水分仪在油品中的应用、检测方法对比及影响因素

油品水分检测是油品基础性能检测中的重要指标之一，因为油中的水分会加速油品的各项性能劣化，缩短仪器设备的寿命。目前有多种方法可以用于测定油品中的水分含量，其中卡尔-费休库伦法被广泛应用，具有价格便宜、分析速度快、耗时短等优势。

目前对油品中水分含量的测试方法已有很多，现从经济性、准确性方面对常用的几种测试方法进行简单的比较。蒸馏法所用仪器价格低廉但精密度差，仅能测定至0.1%，并且在干燥蒸馏过程中挥发性物质亦被蒸发，只适用于测量油液中的游离水分，测定时间过长。温度滴定法不受油液中各种添加剂的影响，但测量出油液的温度变化比较麻烦，应用不广泛。红外光谱法仪器价格昂贵，对环境要求高且准备时间长。电解法电解池气路费时且对气体的性质要求高。

卡尔-费休法于1935年首次提出，主要通过容量分析测定水分的含量。它包括了卡尔-费休电量法和卡氏库伦法两种方法。卡尔-费休电量法可用于检测多种样品，但试剂消耗大且费时。而卡尔-费休库伦法水分仪的出现，则能够更快速且准确地测定微量水分。该方法简单、准确率高，试剂用量少，测定速度快，符合国家标准要求，并且适用于液体、气体和固体中微量水分的测量，范围从0.1 ppm至5%含水量。在掌握好进样量的前提下，多数样品可在1 min内完成测定。

1、卡尔-费休库伦法水分仪原理：

卡尔-费休库伦法水分仪所用试剂溶液是由占优势的碘和充有二氧化硫的砒啶、甲醇等混合而成。通过电解在阳极上形成碘，所生成的碘，依据法拉第定律，同电荷量成正比例关系，参加反应的碘的摩尔数等于水的摩尔数。把样品注入电解液中，样品中的水分即参加反应，通过库仑法水分测定仪可反映出反应过程中碘的消耗量，而碘的消耗量可根据电解出相同数量碘所用的电量成正比。

2 卡尔-费休库伦法水分仪的应用

卡氏库仑法能够测定多种样品中的水分，但它是一种专属性的方法，所以在卡氏试剂中没有副反应是前提条件。另外不能有水生成，而且不能有消耗或释放的样品。

具有副反应和干扰的物质主要有：

①金属盐、氧化物、氢氧化物：Ca(OH)2、MgO、Ag2O、ZnO等。

②酮和醛会和卡氏试剂中的CH3OH化合，形成缩酮和缩醛，并且释放水分。因此，酮和醛不可用卡氏库仑法测定。

③强酸会和CH3OH反应而释放出水。

④硅烷醇/硅氧烷：末端硅烷醇基团和CH3OH反应生成水。

⑤含硼化合物：硼酸和CH3OH反应释放出水。

⑥金属过氧化物与卡氏试剂反应生成水。

⑦消耗的物质(如酮盐、亚硝酸盐、硫代硫酸盐等)和反应，使结果偏高。

⑧强氧化剂的存在会发生反应生成，使结果偏低。

3 影响卡尔-费休库伦法水分仪的因素

①环境影响是导致卡尔·费休滴定出现误差的最主要因素之一。因此，检查电解池的严密性和环境的湿度是非常必要的。在测定过程中，空气中的水分会影响滴定时间，难以到达滴定终点，会使测定结果偏高。

②进行空白试验的原因是密闭系统可能存在吸湿，若空白值较大，则说明微库仑池密封不严，在磨口地方重新涂高真空硅脂。还可将电解池取下, 摇幌一下, 电解池上部空间壁上潮湿被电解液冲下来。

③进样温度对测定结果的影响也很大，温度越高，原油的粘度越低，对乳状液的稳定性影响较大，含水量的测量值也就会越高。要使样品中的水被测量出来，进样温度必须达到破坏乳状液稳定的温度，因此应选择合适的进样温度。

④搅拌速率也会影响测定结果，适当调整搅拌速度，均匀混合试样与电解液，保障溶液不能溅到池壁上。连续进样时，池子液面逐渐升高，如果不调整搅拌速度，会使搅拌不均匀，导致测定结果偏低。进样量大于30 μg水时试剂耗量大，小于10 μg水时，偏差可能增大，因此控制在10～30 μg之间为最佳。

⑤针对不同的样品，应选用合适的进样量。目前，液体石油产品的国家标准水分含量单位是mg/L。对于测量下线的检测，卡氏库仑法存在一定的技术难度。水分经常以游离水、溶解水等多种形式同时存在于样品中。当注入样品后电解速度迅速提高在30 s左右又迅速下降，期间游离水是样品中的主要水分含量，因此游离水较容易测定。而溶解水必须依靠试剂中分子键的相互作用将样品溶解之后，才能测定，所以测量时间较长。若溶解水较多，则需控制并减少进样量使试剂中分子键的相互作用在短时间内迅速打开样品分子团使溶解水迅速析出。

⑥目前使用的电解电极均为有隔膜电极。卡氏试剂易吸水，使用隔膜后多微孔中肯定存在卡氏试剂，同样隔膜在空气中露置时间长，再次使用时都很难达到平衡点，所以先在电解电极中注入过碘的试剂，然后用干燥的吸液球挤压使试剂强行通过隔膜，中和隔膜中的水分，挤压出的试剂滴入电解池

4 卡尔-费休库仑法测定油品水分是经典的方法

通过以上探讨在选择卡尔-费休库仑测定方法时，首先分析待测样品对卡氏试剂有无副作用，如无干扰，则可采用卡氏库仑法仪器。该法作为水分测定，既经济又准确。相似相溶原理中对卡氏试剂无副作用、无干扰，即可找到准确可靠的检测方法。通过对不同测试方法的比较和分析，结果表明用卡尔-费休库仑法测定油品水分是比较经典的方法。正确使用卡尔-费休库伦法水分仪以及维护保养对测定的准确度是很重要的。