卡式水分仪的工作原理

卡式水分仪在农业生产和科学研究中都有重要的价值，常用的有容量法和库伦法两种仪器，这两种仪器都能测量出物体中含水量的多少，但是很多人对于这种设备的工作原理不了解，接下来大家一起来了解一下。

　　卡式水分仪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，水参和碘、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：

　　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，当硫酸浓度达到百分之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。

　　3C5H5N+H2O+I2+SO2→2C5H5NHI（氢碘酸吡啶）+C5H5NSO3（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卡式水分仪的测定，为了使它稳定，我们可加无水甲醇。
　　C5H5NSO3（硫酸酐吡啶）+CH3OH（无水）→C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）
　　我们把这上面三步反应写成总反应式为：

　　I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH→ 2C5H5NHI（氢碘酸吡啶）+C5H5N·HSO4CH3（甲基硫酸吡啶）
　　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摩尔碘和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摩尔碘需要2×96493库仑电量，电解1毫摩尔水需要电量为96493毫库仑电量。
　　卡式水分仪就是通过以上的原理，对物质中的水分含量进行检测的，这种方法因使用方法简单，准确度高，成为国际上通用的标准测量方法，但这种方法也有局限性，在使用时一定要注意，以尽量减小误差