GB/T 42022-2022 / ISO 11021:1999 精油 水分含量的測(cè)定 卡爾費(fèi)休法

范圍
本文件描述了精油中水分含量的卡爾費(fèi)休測(cè)定法。
本文件適用于精油水分含量的測(cè)定。

術(shù)語(yǔ)和定義
下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
水分含量  water content
精油中所含的水分量。
注: 水分含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表達(dá)。

原理
存在于試樣中的水分被干燥的甲 醇吸收。使水分與卡爾費(fèi)休試劑(不含吡啶)反應(yīng)，而卡爾費(fèi)休試劑預(yù)先用一個(gè)卡爾費(fèi)休裝置以滴定法進(jìn)行過(guò)標(biāo)定。反應(yīng)終點(diǎn)通過(guò)電測(cè)法獲得。

反應(yīng)式
在按卡爾費(fèi)休法測(cè)定水分的過(guò)程中，存在于樣品中的水分， 在一種胺和一種醇存在下，與碘和二氧化硫反應(yīng):  
H₂O+I₂+SO₂+ROH+3R_nNH_3-n→2R_nNH_3-nHI+R_nNH_3-nHSO₄R
式中，R是一個(gè)烷基或烷氧基。
反應(yīng)終點(diǎn)通過(guò)電測(cè)法按碘的剩余量獲取。

試劑
僅使用得到認(rèn)可的分析純?cè)噭┖驼麴s水，或去礦物的水，或相同純度的水。
甲醇，含水量不超過(guò)0.05%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。如果本試劑含水量超過(guò)這一值，則以蒸餾法加以干燥，即在惰性氣體(氮?dú)?、氦氣?氛圍下與事先用碘活化過(guò)的鎂屑 一起蒸餾，用一個(gè)燒瓶收集餾出液，此燒瓶上有一根裝有干燥劑的保護(hù)管，以防止水分進(jìn)入燒瓶?；蛴?-甲氧基乙醇。
2-甲氧基乙醇(乙二醇單甲 醚或甲基溶纖劑)，含水量不超過(guò)0.05%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。如果本試劑含水量超過(guò)這一值，則以蒸餾法干燥之，棄去含有水分的最初幾毫升餾出液。
卡爾費(fèi)休試劑，不含吡啶，滴定率(度)低于4.0mg/mL；單組分或雙組分體系。該滴定率(度)應(yīng)每天測(cè)定。
如果存在羰基化合物，則應(yīng)使用合適的卡爾費(fèi)休試劑。
注: 卡爾費(fèi)休試劑在市場(chǎng)上有合適的商品出售。
酒石酸二鉀鹽(C₄H₄O₆K₂·1/2H₂O)，或水。

儀器
按照 ISO 760。
所有使用的玻璃儀器應(yīng)在約130°C的烘箱中預(yù)先干燥30min，然后儲(chǔ)存于一個(gè)含有干燥劑的干燥器中，使其冷卻至室溫。
自動(dòng)滴定管不宜在烘箱中加熱。它們宜用無(wú)水乙醇或丙酮和干燥空氣流干燥。
常用的實(shí)驗(yàn)室儀器如下。
滴定儀
按卡爾費(fèi)休方法自動(dòng)測(cè)定水分的儀器，市場(chǎng)上有售。
終點(diǎn)指示器，用于按電位滴定法滴定。
鉑制雙電極。
磁性攪拌器，裝有一根覆蓋了聚四氟乙烯的攪拌棒，在旋轉(zhuǎn)頻率150r/min~300r/min下操作。
滴定容器，大約200mL容量，有至少三個(gè)磨砂玻璃接口。
將一個(gè)磨砂玻璃接口連接至自動(dòng)滴定管上。再將鉑制雙電極置于自動(dòng)滴定管中，并將此鉑制雙電極從第二個(gè)接口中放入，第三個(gè)接口用于加試劑和樣品。優(yōu)點(diǎn)是在容器底部有一個(gè)排放口。將此排放口用一根容積不超過(guò)0.5mL的毛細(xì)管與滴定容器連接在一起。為防止來(lái)自空氣中水分的影響，用填裝有效的干燥劑或分子篩的干燥管或填裝卡爾費(fèi)休試劑的干燥劑接受器，關(guān)閉滴定容器上的所有通氣接口。
自動(dòng)滴定管，25mL容量，刻度間隔為0.05mL，有試劑瓶和干燥管。
滴定管的最小間隔根據(jù)制造商的資料(例如0.02mL)。
保護(hù)好試劑瓶、滴定管和卡爾費(fèi)休試劑，避水和避光。
烘箱
用于干燥玻璃儀器，溫度調(diào)節(jié)至130°C±5°C。

取樣
取樣宜采用的方法見(jiàn) ISO 212。
注: 要注意，ISO 356 中給出的方法不能被用來(lái)制備試樣，因?yàn)樗鼘?zhuān)門(mén)指明不適用于需干燥的試樣。

操作程序
滴定儀的準(zhǔn)備
按儀器制造商的指南準(zhǔn)備滴定儀器，每個(gè)接口處都抹上潤(rùn)滑劑。保持滴定容器密封特別重要。
將25mL干燥甲醇或2-甲氧基乙醇置于滴定容器中。要保證鉑制雙電極的金屬部分浸沒(méi)。開(kāi)始自 動(dòng)滴定。
加入卡爾費(fèi)休試劑，使之與甲醇中的微量水發(fā)生反應(yīng)，滴定和反應(yīng)終點(diǎn)的確定由儀器自動(dòng)控制。
卡爾費(fèi)休試劑的標(biāo)準(zhǔn)化
按"滴定儀的準(zhǔn)備"準(zhǔn)備滴定儀器。
稱(chēng)量(精確至0.0001g)約0.300g酒石酸二鉀鹽。快速且定量地將酒石酸二鉀鹽(m₁)引入滴定容器中。
用卡爾費(fèi)休試劑滴定由酒石酸二鉀鹽引入容器的已知量水分以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。滴定和終點(diǎn)由儀器自動(dòng)控制。
記錄用于與酒石酸二鉀鹽作用的卡爾費(fèi)休試劑體積(V₁)。
試劑的標(biāo)準(zhǔn)化也可用已知量的純水(m₂)(大約0.040g，精確至0.0001g)來(lái)進(jìn)行。
記錄與水作用的卡爾費(fèi)休試劑體積(V₂)。
進(jìn)行幾次滴定而不改變滴定容器。以結(jié)果的算術(shù)平均值來(lái)計(jì)算相對(duì)于試劑的水當(dāng)量。
測(cè)定
按"滴定儀的準(zhǔn)備"準(zhǔn)備滴定儀器。
根據(jù)樣品中預(yù)期的水分含量，取一定量(V₀)的樣品(如果水分<3%，取10.0mL，如果水分<1%，則取25.0mL)。在溫度低于25°C的情況下將所取樣品快速放入滴定容器中，可能會(huì)出現(xiàn)起漿和溶解情況。
用磁性攪拌器一邊攪拌一邊自動(dòng)滴定。滴定和終點(diǎn)的識(shí)別由儀器自動(dòng)控制。記錄所用試劑的體積(V₃)。
對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行三次測(cè)定，以結(jié)果的算術(shù)平均值做計(jì)算。
注: 為了精確的測(cè)定試樣的水分，可根據(jù)樣品預(yù)期的水分含量，稱(chēng)取適量試樣，使滴定用去卡爾費(fèi)休試劑的體積能精密地讀取出來(lái)，必要時(shí)，按比例增加試樣量和溶劑，并使用合適容積的滴定容器。

結(jié)果的表示
卡爾費(fèi)休試劑的水當(dāng)量
按公式(1)計(jì)算卡爾費(fèi)休試劑的水當(dāng)量(T)，即每毫升試劑中水的毫克數(shù)，單位為毫克每毫升(mg/mL):

式中:
m₁ ——引入的酒石酸二鉀鹽(當(dāng)這一試劑被用于標(biāo)準(zhǔn)化時(shí))的質(zhì)量，單位為毫克(mg)；
V₁ ——卡爾費(fèi)休試劑用于標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)的體積，單位為毫升(mL)；
0.5——每摩爾酒石酸二鉀鹽的水摩爾數(shù)；
18——水的相對(duì)分子質(zhì)量；
235.28——酒石酸二鉀鹽的相對(duì)分子質(zhì)量；
m₂ ——已知純水(被用于標(biāo)準(zhǔn)化時(shí))的質(zhì)量，單位為毫克(mg)；
V₂ ——被用于標(biāo)準(zhǔn)化的卡爾費(fèi)休試劑的體積，單位為毫升(mL)。
精油的水分含量
精油的水分含量(ω_w)，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，計(jì)算見(jiàn)公式(2):

式中:
V₀ ——試樣的體積，單位為毫升(mL)；
ρ ——20°C時(shí)樣品的密度，單位為克每毫升(g/mL)；
V₃ ——用于測(cè)定的卡爾費(fèi)休試劑的體積，單位為毫升(mL)；
T ——按"卡爾費(fèi)休試劑的水當(dāng)量"計(jì)算的每毫升卡爾費(fèi)休試劑的水當(dāng)量，單位為毫克每毫升(mg/mL)；
m₀ —— 20°C時(shí)樣品進(jìn)樣量，單位為克(g)。
為計(jì)算精油的密度，從相對(duì)密度所得的值乘以20°C時(shí)水的密度(0.99823g/mL)即可。


京都電子KEM 卡爾費(fèi)休法自動(dòng)測(cè)定水分儀 MKV-710S