Mahumeetriliste ja kulomeetriliste niiskusmõõdikute määramise põhimõtted
Volumetriline niiskusanalüsaator arvutab veesisalduse, mõõtes reaktsiooniprotsessis kulunud Karl Fischeri reaktiivi mahtu.
Kui niiskusesisalduse määramiseks kasutatakse Karl Fischeri tiitrimismeetodit, tugineb see peamiselt elektrokeemilisele reaktsioonile: kui I2+2e ó 2I - on reaktsioonielemendi lahuses samaaegselt koos I2 ja I -ga, toimub reaktsioon üheaegselt elektroodi positiivses ja negatiivses otsas, st I2 redutseeritakse, nii et ühel elektroodil läbib vool I - kaks elektroodi. Kui lahuses on ainult I - ja I2 pole, siis kahe elektroodi vahel voolu ei liigu. Karl Fischeri reaktiiv sisaldab aktiivseid koostisosi nagu püridiin ja jood. Reaktsioonipaaki tilgutades võib see katselahuses oleva veega läbida järgmise keemilise reaktsiooni:
H2O＋SO2＋I2＋3C5H5N→2C5H5N·HI＋C5H5N·SO3
C5H5N·SO3+CH3OH→C5H5N·HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I – reaktsioon jätkub, tarbides pidevalt vett, et tekitada I –, kuni tiitrimisreaktsiooni lõpp-punkt ja veetarbimine on lõppenud. Sel hetkel on I2 ja I- üheaegseks esinemiseks vaja reageerimata Karl Fischeri reaktiivi jälgede olemasolu lahuses. Kahe plaatinaelektroodi vaheline lahus hakkab juhtima ja jõuab voolu näidatud lõpp-punkti, peatades tiitrimise. Seega saab lahuse veesisaldust kalibreerida tarbitud Karl Fischeri reaktiivi mahu (mahutavuse) mõõtmisega.
Karl Fischer Coulombi meetodi (elektrikoguse meetod) määramispõhimõte
Coulombi meetodi niiskusmõõtur arvutab veesisalduse, mõõtes reaktsiooniprotsessi läbiva vooluhulka.
Elektrilise koguse meetod põhineb proovi lahustamisel spetsiaalset lahustit sisaldavas elektrolüüdis koos teatud koguse joodi ja vesi kulutab joodi. Vajalikku joodi ei tiitrita aga enam kalibreeritud joodi sisaldavate reagentidega, vaid elektrolüüsiprotsessi käigus oksüdeeritakse lahuses olevad joodioonid anoodil joodiks: 2I --2e -- → I2 ning tekkiv jood reageerib proovis oleva veega. Lõpp-punkt on näidatud kahe plaatina elektroodiga. Peatage elektrolüüs, kui joodi kontsentratsioon elektrolüüdis taastub algse kontsentratsioonini. Seejärel arvutage Faraday elektrolüüsiseaduse kohaselt testitava proovi niiskusesisaldus.
