表面活性剂 含水量的测定 - 卡尔费休容量滴定法、卡尔费休库仑滴定法

GB/T 11275-2026 表面活性剂 含水量的测定

范围
本文件描述了表面活性剂含水量的测定方法。
本文件适用于粉状、浆状和液体状表面活性剂含水量的测定
方法A——卡尔·费休容量滴定法适用于含水量(质量分数)大于2%的样品；方法B——卡尔·费休库仑滴定法适用于含水量(质量分数)小于0.1%的样品；含水量介于0.1%~2%的，两种方法均适用。
当试样含有碱性化合物如硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物和硼酸盐，能与卡尔·费休试剂发生反应，使实测值偏高，因而测定前需分析试样中的碱性化合物。
方法C——二甲苯共沸蒸馏法适用于含水量(质量分数)大于5%的样品，但共沸蒸馏法不适用含水溶性挥发物的产品，例如含有乙醇的产品。

术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
含水量  water content
试样中的游离水、结晶水、吸附水或吸留水的量。
注: 按照耗用卡尔·费休试剂的量计算，以质量分数表示。

方法A——卡尔·费休容量滴定法
原理
试样中的水与卡尔·费休试剂中的碘和二氧化硫反应，卡尔·费休试剂事先用已知准确量的水滴定标定。由试剂的用量计算出含水量的质量分数。
H₂O+I₂+SO₂+3C₅H₅N→2C₅H₅N·HI+C₅H₅N·SO₃
C₅H₅N·SO₃+CH₃OH →C₅H₅NH·OSO₂OCH₃

试剂和材料
蒸馏水或纯度相当的水，符合 GB/T 6682 中二级水的要求。
无水甲醇: 分析纯。如果已知无水甲醇干扰测定(例如测定醛或酮中的水)，可使用三氯甲烷或二氯甲烷，如使用应在试验报告中注明。
卡尔·费休试剂，使用市售无吡啶卡尔·费休试剂；亦可按照附录C描述的方法配制含吡啶试剂。若使用无吡啶试剂，试验报告中应注明。
酒石酸钠二水合物或草酸二水合物: 分析纯。

仪器和设备
微量水分测定仪，全自动或半自动，由下列部分组成:
a) 双铂电极滴定装置；
b) 活塞滴定管: 20mL；
c) 含活性硅胶、氯化钙或高氯酸镁的干燥管；
d) 滴定池；
e) 磁力搅拌装置。
微量注射器: 容量为50μL。
容量瓶: 容量为100mL。
刻度移液管: 容量为20mL。
天平: 感量为0.1mg。

测定
取样
按 GB/T 6372 的规定制备和贮存表面活性剂的试验样品。
卡尔·费休法试剂水当量的标定
对每瓶新的卡尔·费休试剂标定水当量，以后至少每周标定1次。
在滴定池中加入一定体积(浸没电极2mm~3mm)无水甲醇，在搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至读数稳定30s不变为终点(不记录所耗用卡尔·费休试剂的体积)。
用微量注射器从进样口注入蒸馏水0.04g(精确至0.0001g)或称取200mg~250mg(精确至0.0001g)酒石酸钠二水合物或草酸二水合物于滴定池中，重新滴定至读数稳定30s不变为终点，并记录所耗用卡尔·费休试剂的体积。
按公式(1)或公式(2)计算水当量T 的值:

式中:
T ——卡尔·费休试剂的水当量，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
m₁ ——水的质量，单位为克(g)；
V₁ ——滴定所耗用卡尔·费休试剂的体积，单位为毫升(mL)；
m₀ ——酒石酸钠或草酸的质量，单位为毫克(mg)；
ω ——酒石酸钠二水合物含水量15.66或草酸二水合物含水量28.57，以质量分数表示；
100,1000——单位换算系数。
试样制备
若试样含水量(质量分数)低于1%，则称取5g~10g(精确至0.0001g)相当于含10mg~50mg水的试样。
若试样中含水量(质量分数)高于1%，则称取1g~5g(精确至0.0001g)置于容量瓶中，加入无水甲醇并稀释至刻度，剧烈振摇，使样品中的水溶解，静置，用移液管吸取相当于10mg~50mg水的上层溶液。
试样含水量(质量分数)高于1%时，按照"通用法"中给出的步骤滴定溶剂中的水分，试样结果应扣除溶剂的水分。
含水量的测定
通则
根据试验样品特点，选择以下两种方法之一: 通用法或溶解法。
通用法适用于样品均一、易于在滴定池中分散。
溶解法适用于均匀性较差和/或在滴定池中难以分散的样品。
大气中的水分是卡尔·费休滴定中的最大干扰源，应特别注意彻底干燥所用的仪器，迅速处理试验份和溶剂。
水分仪的使用方法应遵循仪器制造厂的说明。
通用法
测定
在滴定池中加入一定体积(浸没电极2mm~3mm)无水甲醇，在搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至终点(不记录所耗用卡尔·费休试剂的体积)。迅速加入试样于滴定池中，搅拌溶解，滴定至终点，记录所耗用卡尔·费休试剂的体积。
结果表示
含水量(质量分数)以X 计，数值用%表示,按公式(3)计算:

式中:
T ——卡尔·费休试剂的水当量，单位为毫克每毫升(mg/mL)；
V₂ ——滴定所耗用卡尔·费休试剂的体积，单位为毫升(mL)
m₂ ——试样的质量，单位为克(g)；
10 ——单位换算系数。
溶解法
测定
称取适量的试样(m₁)于干燥的烧瓶中，加入适量不干扰卡尔·费休试剂的有机溶剂(m₂)。试样和溶剂的的量应满足用较少的溶剂溶解更多的试样，这样获得的混合物容易控制，且不损害获取样品的代表性。记录质量，精确至0.0001g,摇匀。
如果本阶段仍有不溶盐存在，则该方法不适用，因为:
a) 部分水可能已被不溶盐作为结晶水除去；
b) 测定程序应包括准确测定不溶性盐的质量。
按照"通用法"中给出的步骤，测定溶剂(ω₂)和混合物(ω_b)的含水量。
结果表示
含水量(质量分数)以X 计，数值用%表示，按公式(4)计算:

式中:
ω_b ——混合物的含水量，以质量分数(%)表示；
m₁ ——试验样品质量，单位为克(g)；
m₂ ——溶剂的质量，单位为克(g)；
ω₂ ——溶剂的含水量，以质量分数(%)表示。

方法B——卡尔·费休库仑滴定法
原理
试样中的水与滴定池阳极电离产生的碘和电解池中的卡氏试剂反应，反应所需碘的量与通过电解池的电量成正比，利用滴定终点所需的电量计算出含水量的质量分数。通过电流控制下的电压检测法检测终点。
注: 如果试样中含有苯胺、苯酚、可能导致隔膜堵塞的杂质或者可能影响电流效率，不适用卡尔·费休库仑滴定法进行含水量测定。特别对于固体样品，要确认是否完全溶解。

试剂和材料
分析过程中，仅使用认可的分析纯试剂及 GB/T 6682 中规定的二级水。市售的阳极电解液、阴极电解液以及醇水溶液或碳酸丙烯酯水溶液均可使用。
阳极电解液
应含有碘离子、二氧化硫，吡啶或另一种碱，以及甲醇等有机溶剂。
对含有可与甲醇反应的如醛类或酮类化合物的样品，用三氯甲烷、2-甲氧基乙醇、碳酸丙烯酯或类似物质代替甲醇。
阴极电解液
应含有无机盐、有机盐，如季铵盐或盐酸胺，以及甲醇等有机溶剂。
醇水溶液或碳酸丙烯酯水溶液
向2-甲氧基乙醇或碳酸丙烯酯中加水，使1mL溶液中含约4mg水。该溶液用来加入少量水。

仪器和设备
库仑滴定仪: 包括滴定部件、控制部件和指示及记录部件。其结构示图见图1。
电解池: 包括容量约200mL的玻璃容器、配有铂网电极的阳极室和阴极室，阳极室和阴极室用隔膜(如陶瓷隔膜、离子交换膜或类似的膜)隔开。
当使用微量注射器或注射器进样时，试样进样口应装有不锈钢或四氟乙烯树脂制成的塞子。电解池应配备检测器和装有干燥剂(如硅胶)的干燥管。电解池的示意图见图2，滴定时，将转子放入电解池中。




微量注射器: 容量为5μL。
注射器: 容量为1mL~20mL，针管外径为1mm~2mm、长度为50mm~100mm。针尖应固定橡胶塞密封，可使用直径为13mm~15mm、厚度为5mm~7mm的圆形硅橡胶。
天平: 感量为0.1mg。如果电子天平能通过适当接口与自动滴定装置连接，使用起来会更方便。

测定
取样
按 GB/T 6372 的规定制备和贮存表面活性剂的试验样品。
滴定仪的校准
搅拌阳极电解液，用库仑法滴定到终点，确保电解池中不含水。用微量注射器将5μL水注入电解池,启动库仑滴定仪滴定直到终点，测得含水量。重复该操作2次以上，确保含水量的测得结果在(5000±250)μg范围内。若超出此范围,则在更换电解液或清洗电极/隔膜后重新进行校准。
含水量的测定
向电解池的阳极室中加入约100mL阳极电解液，阴极室中加入约5mL阴极电解液。紧密密封电解池，并安装到滴定仪上。
搅拌阳极电解液，用库仑法滴定至终点，确保电解池中不含水，不记录滴定体积。
阳极电解液中存在的游离碘会抑制电流的流动，因此宜添加水、醇水溶液或碳酸丙烯酯水溶液使水分在2000μg~3000μg。
注射器进样前应清洗、干燥，并存放于干燥器中。
将注射器从干燥器中取出，并在针的末端安装一个橡胶塞。
取下塞子，将注射器针头尽可能深的插入样品(含水量宜0.5mg~5mg)中，缓慢抽拉活塞，吸取样品体积约为注射器体积的1/10。
将注射器从样品瓶中取出，倒置注射器使针头向上，排除空气，在针尖安上橡胶塞，缓慢施压使样品湿润接触面，排空样品。
重复以上步骤(用样品清洗进样针)2次~3次。
缓慢抽取试样至注射器刻线以上，注射器针头朝上，排除空气，并将过量试样排出，使样品与刻度对齐。立即把橡胶塞接到针尖位置，注射器和样品一起称重，精确至0.0001g。
取下针尖的橡胶塞，穿过塞子或打开塞孔后，将样品注射到电解池的阳极电解液中，然后，用之前的橡胶塞塞住针尖，称重，精确至0.0001g。
充分搅拌阳极电解液使样品溶解，搅拌过程用库仑法滴定至终点，读取显示的含水量数值。
结果表示
含水量(质量分数)以ω_P计，数值用%表示，按公式(5)计算:

式中:
m_in ——水含量示值，单位为微克(μg)；
m_s ——试样质量，单位为克(g)；
100——质量分数系数；
10⁶ ——单位换算系数。


京都电子KEM 卡尔费休容量滴定法水分测定仪 MKV-710S

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京都电子KEM 卡尔费休库仑滴定法水分测定仪 MKC-710S

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