GB/T 37191-2018 生橡胶 水分含量的测定 卡尔费休法

范围
本标准规定了采用卡尔费休库仑滴定法测定生橡胶和混炼胶中水分含量的方法。
本标准适用于水分含量在0.01%~1%的生橡胶。
注: 本方法是一种非常敏感的方法，尽可能排除样品接触水，包括与周围环境的接触。

原理
样品中的水与存在于低醇溶液例如甲醇和有机相中的二氧化硫与碘发生定量反应，反应方程如下:

卡尔费休库仑滴定法中，碘离子(I^-)通过电化学产生碘(I₂)，产生的碘与样品中水反应，按照上述反应式进行滴定，直至所有的水发生反应。按下列反应通过测定I^-生成I₂需要的电量计算样品中的水分含量。

根据法拉第定律，产生碘的物质的量与消耗的电量成正比。在上述方程中，I₂和H₂O反应比例是1：１，即1mol(18g)水相当于2×96500C电量，或1mg水相当于10.72C电量。

试剂和材料
除非另有说明， 在分析中仅使用确认为分析纯的试剂。
卡尔费休库仑滴定标准水样: 1.00mg/g±0.05mg/g或0.10mg/g±0.01mg/g(可溯源) 。
阳极溶液: 用于有隔膜滴定池。
阴极溶液: 用于有隔膜滴定池。
通用试剂: 用于无隔膜滴定池。
干燥氮气: 满足仪器要求。
干燥剂: 氧化铝或分子筛。
乙醇。
浓硝酸。
正己烷。

仪器
带有蒸发器的卡尔费休库仑滴定仪: 其组成见图1。
水蒸发器包括加热炉(能够加热样品至250°C)、配套的样品瓶、温度控制单元、载气流量计和装有干燥剂的载气干燥管。
分析天平: 能精确至0.1mg。
微量控射器: 满足仪器要求。
样品瓶: 配有铝瓶盖和硅隔垫。
使用前在温度为105°C±5°C的烘箱中干燥1h，取出并放入干燥器中冷却、备用。
烘箱: 温度能控制在105°C±5°C。



校准
用可溯源标准水样校准仪器，测定标准水含量的回收率。

取样和制样
按照 GB/T 15340 的规定取实验室样品，从实验室样品中取0.5g~1g试样，用合适的工具如剪刀或小刀将试样切成小粒。
试样的尺寸应尽量小，并在较短的时间内完成滴定。

操作步骤
打开电源
按照仪器说明书要求打开电源。
选择发生电极
对于大多数应用而言，无隔膜发生电极是最佳选择。但当样品中含有酮和醛基时，由于测定醛和酮的特殊试剂仅适用于有隔膜发生电极，应使用有隔膜发生电极。如果由于样品的溶解度而使用低电导率的溶剂如三氯甲烷，应首选有隔膜的发生电极。
填充电解池
无隔膜发生电极
按照仪器使用说明书要求填充通用试剂。
有隔膜发生电极
按照仪器使用说明书要求分别用阳极溶液和阴极溶液填充阳极电解池和阴极电解池。
检查设备
更换试剂
有以下情况，应更缺电解液:
a) 电解液已耗尽；
b) 漂移过高；
c) 在分析过程中出现错误信息。
指示电极
根据仪器使用说明书要求清洗电板。
清洗
有隔膜发生电极:
a) 有时树脂类材料会沉积在隔膜上，将发生电极垂直挂在支撑架上，充入浓硝酸，并静置过夜，用水清洗，再用乙醇清洗。
b) 如果电极上有油类污染，用正己烷冲洗电极，再用乙醇清洗干净。
c) 清洗隔膜，将发生电极的阴极室充入甲醇，然后排净，重复操作2次~3次。
无隔膜发生电极:
如果电极上有油类污染，用正己烷冲洗电极，再用乙醇清洗干净。
电极清洗后彻底干燥所有部件，可用热吹风机吹扫。如果用烘箱干燥电极，干燥温度不应超过70°C。
检查仪器
用水含量为1.00mg/g±0.05mg/g或0.10mg/g±0.01mg/g的标准微量水溶液检查仪器，目的是检查仪器是否工作正常。
仪器稳定后，按下开始按钮，用微量注射器向滴定池中注入少量标准水样，分析结束后记录读数。1g标准水样的测定结果应在1.00mg±0.05mg或0.10mg±0.01mg之内。
分析
仪器稳定至少30min，在稳定期间，用干燥氮气吹扫蒸发器和反应池，并使加热炉保持高温状态。
根据仪器使用说明书要求设定参数，开始漂移不大于20μg/min、停止漂移不大于5μg/min，根据不同种类的橡胶， 推荐按表1设定加热炉的温度。


根据水分含量选择试样量，见表2。


将空样品后放入加热炉，重复测定空白2次~3次。
按照表2的试样量，直接称取试样，精确至0.1mg。
按照仪器使用说明书要求将样品放入加热炉中。
按下仪器的开始按钮，载气流量可根据仪器使用说明书要求设定。
滴定直至测定结束。
记录水分含量。
水分含量M 按照式(1)计算，以质量分数(%)计。

式中:
m _MO一一试样中水的质量，单位为微克(μg)；
m _TP  一一试样的质量，单位为克(g)。
用仪器软件自动或者手动扣除漂移(空白)或者其他影响因素。
取两次测定结果的算术平均值作为试验结果，表示至小数点后三位。


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