卡爾費休水分測定儀

卡爾費休方法自1935年由卡爾費休提出，採用I₂、SO₂、吡啶、無水CH₃OH（含水量在0.05%以下）配製成試劑，測定出試劑的水當量，在試劑與樣品中的水進行反應後，通過計算試劑消耗量而計算出樣品中水含量，國際標準化組織把這個方法定為測微量水分國際標準，我們國家也把這個方法定為國家標準測微量水分。

在水存在時，即樣品中的水與卡爾費休試劑中的SO₂與I₂產生氧化還原反應。

I₂ + SO₂ + 2H₂O → 2HI + H₂SO₄

但這個反應是個可逆反應，當硫酸濃度達到0.05%以上時，即能發生逆反應。如果我們讓反應按照一個正方向進行，需要加入適當的鹼性物質以中和反應過程中生成的酸。經實驗證明，在體系中加入吡啶，這樣就可使反應向右進行。

3 C₅H₅N+H₂O+I₂+SO₂ → 2C₅H₅NHI（氫碘酸吡啶） +C₅H₅NSO₃（硫酸酐吡啶）

生成硫酸酐吡啶不穩定，能與水發生反應，消耗一部分水而干擾測定，為了使它穩定，我們可加無水甲醇。

C₅H₅NSO₃（硫酸酐吡啶） + CH₃OH（無水） → C₅H₅N·HSO₄CH₃（甲基硫酸吡啶）

我們把這上面三步反應寫成總反應式為：

I₂+SO₂+H₂O+3吡啶+CH₃OH → 2C₅H₅NHI（氫碘酸吡啶）+C₅H₅N·HSO₄CH₃（甲基硫酸吡啶）

從反應式可以看出1mol水需要1mol碘，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而產生2mol氫碘酸吡啶、1mol甲基硫酸吡啶。這是理論上的數據，但實際上，SO₂、吡啶、CH₃OH的用量都是過量的，反應完畢後多餘的遊離碘呈現紅棕色，即可確定為到達終點。

2、卡爾費休試劑的配製與標定

若以甲醇作溶劑，則試劑中I₂、SO₂、C₅H₅N（含水量在0.05%以下）三者的摩爾比例為：I₂︰SO₂︰C₅H₅N = 1︰3︰10

這種試劑有效濃度取決於碘的濃度。新配製的試劑其有效濃度不斷降低，其原因是由於試劑中各組分本身也含有一些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應引起的，較高消耗了一部分碘。

這也説明了配製這種試劑要單獨配，分甲乙兩種試劑並且分別貯存，臨用時再混合，而且要標定。但我國市場上使用的卡爾費休水份測定試劑，無論是單組份的，還是雙組份的一般都由廠家已經調配好的可直接使用產品，但由於卡爾費休試劑是一種很不穩定的混合物質，因此用户在使用時都必須進行標定，以測定其真實的水當量數據。

卡爾費休法測定水份，需要注意如下幾點：

① 此法適用於多數有機樣品，包括食品中糖果、巧克力、油脂、乳糖和脱水果蔬類等樣品；

② 樣品中有強還原性物料，包括維生素C的樣品不能測定；樣品中含有酮、醛類物質的，會與試劑發生縮酮、縮醛反應，必須採用專用的醛酮類試劑測試。對於部分在甲醇中不溶解的樣品，需要另尋合適的溶劑溶解後檢測，或者採用卡氏加熱爐將水份汽化後測定。

③ 卡爾費休法不僅可測得樣品中的自由水，即此法測得結果更客觀地反映出樣品中總水分含量。

④ 固體樣品細度以40目為宜，最好用粉碎機而不用研磨，防止水分損失。