GB/T 42022-2022 / ISO 11021:1999 精油(yóu) 水分(fēn)含量(liáng)的測定(dìng) 卡爾(ěr)費休(xiū)法

範(fàn)圍(wéi)
本(běn)文件描述(shù)了(liǎo)精(jīng)油(yóu)中(zhōng)水分(fēn)含量的卡爾費休測定(dìng)法。
本(běn)文件適(shì)用於精油水(shuǐ)分含(hán)量的測定。

術語和定(dìng)義(yì)
下(xià)列術語(yǔ)和定(dìng)義適(shì)用於(yú)本文(wén)件(jiàn)。
水分含(hán)量  water content
精油中所(suǒ)含的水分量(liáng)。
注: 水(shuǐ)分含量以(yǐ)質(zhì)量(liáng)分(fēn)數(%)表(biǎo)達。

原理
存(cún)在於(yú)試(shì)樣(yàng)中(zhōng)的(dí)水分被(bèi)幹燥的(dí)甲 醇(chún)吸(xī)收(shōu)。使水分與(yǔ)卡爾(ěr)費休試(shì)劑(jì)(不(bù)含吡啶)反應(yīng)，而卡爾(ěr)費休試(shì)劑(jì)預(yù)先用一(yī)個(gè)卡爾費(fèi)休(xiū)裝置(zhì)以滴定(dìng)法進行過標(biāo)定(dìng)。反應終(zhōng)點通過電測法獲得。

反(fǎn)應(yīng)式
在按卡(qiǎ)爾(ěr)費休(xiū)法測定水(shuǐ)分(fēn)的過(guò)程(chéng)中，存(cún)在(zài)於樣(yàng)品(pǐn)中(zhōng)的(dí)水分， 在(zài)一(yī)種胺和一種(zhǒng)醇存在下(xià)，與(yǔ)碘和二氧(yǎng)化硫(liú)反應:  
H₂O+I₂+SO₂+ROH+3R_nNH_3-n→2R_nNH_3-nHI+R_nNH_3-nHSO₄R
式中(zhōng)，R是一個烷基(jī)或(huò)烷氧基(jī)。
反應終點通過(guò)電(diàn)測法按碘(diǎn)的剩(shèng)餘(yú)量(liáng)獲(huò)取(qǔ)。

試(shì)劑
僅使用(yòng)得到(dào)認可(kě)的分(fēn)析純試劑(jì)和(hé)蒸餾水(shuǐ)，或去礦(kuàng)物的水(shuǐ)，或(huò)相(xiāng)同(tóng)純度的(dí)水(shuǐ)。
甲醇，含(hán)水量不超過(guò)0.05%(質量分數)。如果(guǒ)本試劑含水(shuǐ)量(liáng)超過這(zhè)一值，則(zé)以蒸(zhēng)餾法加(jiā)以(yǐ)幹燥(zào)，即(jí)在惰性(xìng)氣體(tǐ)(氮氣(qì)，氦氣等)氛圍下與(yǔ)事先(xiān)用碘(diǎn)活化過的鎂(měi)屑(xiè) 一起蒸餾，用一個燒瓶收(shōu)集餾(liù)出(chū)液，此燒(shāo)瓶上(shàng)有一根(gēn)裝有幹燥(zào)劑的保護管，以(yǐ)防止水分(fēn)進入燒瓶(píng)。或用2-甲氧(yǎng)基乙(yǐ)醇。
2-甲(jiǎ)氧基乙醇(chún)(乙(yǐ)二醇單甲(jiǎ) 醚或甲(jiǎ)基溶纖劑(jì))，含(hán)水量不超過0.05%(質量分數)。如果(guǒ)本試劑含水量(liáng)超(chāo)過這(zhè)一值，則(zé)以蒸餾法幹(gān)燥之，棄去(qù)含有水分的(dí)最初幾(jī)毫升餾(liù)出液。
卡爾費休試(shì)劑，不含(hán)吡(pǐ)啶，滴定率(度(dù))低於4.0mg/mL；單組分或雙組(zǔ)分(fēn)體係。該(gāi)滴定(dìng)率(度)應(yīng)每(měi)天(tiān)測定。
如(rú)果(guǒ)存在(zài)羰(tāng)基化合(hé)物(wù)，則應使(shǐ)用(yòng)合適的(dí)卡(qiǎ)爾(ěr)費休試(shì)劑。
注: 卡(qiǎ)爾費(fèi)休試(shì)劑在市場上(shàng)有合(hé)適的(dí)商(shāng)品(pǐn)出售。
酒石酸二鉀鹽(C₄H₄O₆K₂·1/2H₂O)，或水。

儀器(qì)
按照(zhào) ISO 760。
所(suǒ)有(yǒu)使用(yòng)的(dí)玻璃儀(yí)器(qì)應(yīng)在約130°C的烘(hōng)箱(xiāng)中預(yù)先(xiān)幹燥30min，然後儲存(cún)於一(yī)個(gè)含(hán)有幹燥(zào)劑的(dí)幹燥(zào)器(qì)中(zhōng)，使其冷(lěng)卻(què)至室(shì)溫。
自(zì)動滴(dī)定管不(bù)宜在烘(hōng)箱中(zhōng)加(jiā)熱。它們宜(yí)用無水乙(yǐ)醇或丙(bǐng)酮和(hé)幹燥(zào)空(kōng)氣(qì)流幹燥。
常(cháng)用的實驗(yàn)室(shì)儀(yí)器如(rú)下(xià)。
滴(dī)定(dìng)儀
按卡爾費(fèi)休(xiū)方(fāng)法自(zì)動(dòng)測定水(shuǐ)分的儀器，市(shì)場上(shàng)有售。
終(zhōng)點指(zhǐ)示器(qì)，用(yòng)於(yú)按電(diàn)位滴(dī)定(dìng)法滴定。
鉑(bó)製雙(shuāng)電(diàn)極(jí)。
磁性攪(jiǎo)拌器(qì)，裝有一根(gēn)覆(fù)蓋了(liǎo)聚四氟乙烯(xī)的(dí)攪拌棒(bàng)，在旋轉頻(pín)率150r/min~300r/min下(xià)操作。
滴定容器，大(dà)約(yuē)200mL容(róng)量，有至少三(sān)個磨砂(shā)玻璃(lí)接(jiē)口(kǒu)。
將(jiāng)一(yī)個(gè)磨砂玻(bō)璃(lí)接(jiē)口(kǒu)連接(jiē)至(zhì)自動(dòng)滴定管(guǎn)上(shàng)。再(zài)將(jiāng)鉑製(zhì)雙(shuāng)電(diàn)極置(zhì)於(yú)自(zì)動(dòng)滴定(dìng)管中，並將此鉑製(zhì)雙電(diàn)極從第(dì)二個接(jiē)口中放入(rù)，第三個接(jiē)口用(yòng)於加(jiā)試劑(jì)和樣品。優點是在容(róng)器底部(bù)有一(yī)個排(pái)放口。將(jiāng)此(cǐ)排放口(kǒu)用一(yī)根(gēn)容(róng)積(jī)不超過0.5mL的毛(máo)細管與(yǔ)滴定(dìng)容(róng)器(qì)連接(jiē)在一起。為防(fáng)止來自(zì)空氣(qì)中(zhōng)水(shuǐ)分的影響(xiǎng)，用填(tián)裝有效(xiào)的(dí)幹燥劑或分子(zǐ)篩的幹燥管(guǎn)或填(tián)裝卡爾(ěr)費(fèi)休試(shì)劑的(dí)幹燥(zào)劑接受(shòu)器，關閉滴(dī)定(dìng)容(róng)器上的所有通氣(qì)接(jiē)口。
自動滴(dī)定(dìng)管(guǎn)，25mL容(róng)量，刻度間隔為0.05mL，有(yǒu)試劑(jì)瓶和幹(gān)燥管。
滴定(dìng)管的最小(xiǎo)間隔(gé)根據(jù)製(zhì)造商的(dí)資料(例如0.02mL)。
保護(hù)好(hǎo)試劑瓶，滴定(dìng)管和卡爾費休(xiū)試(shì)劑(jì)，避水和避光。
烘箱
用(yòng)於幹燥(zào)玻璃儀(yí)器，溫度(dù)調(tiáo)節至(zhì)130°C±5°C。

取樣(yàng)
取樣(yàng)宜(yí)采用的(dí)方法(fǎ)見 ISO 212。
注: 要(yào)注意(yì)，ISO 356 中給出(chū)的方法不能(néng)被(bèi)用來(lái)製備試樣，因為(wéi)它專門指明不(bù)適用(yòng)於(yú)需幹燥(zào)的(dí)試樣(yàng)。

操(cāo)作程序(xù)
滴(dī)定(dìng)儀(yí)的準(zhǔn)備
按(àn)儀(yí)器(qì)製造商的指(zhǐ)南準備(bèi)滴(dī)定(dìng)儀(yí)器(qì)，每(měi)個(gè)接口處(chǔ)都(dū)抹上潤滑(huá)劑。保持滴(dī)定(dìng)容(róng)器密(mì)封(fēng)特別重要。
將(jiāng)25mL幹(gān)燥甲醇(chún)或(huò)2-甲氧基(jī)乙醇置(zhì)於滴(dī)定容(róng)器(qì)中(zhōng)。要保證鉑製(zhì)雙(shuāng)電(diàn)極的(dí)金屬部分(fēn)浸(jìn)沒。開始自 動滴定。
加入(rù)卡爾費休試劑(jì)，使之與甲醇(chún)中(zhōng)的微(wēi)量(liáng)水(shuǐ)發(fā)生反(fǎn)應，滴定(dìng)和反應終點的(dí)確(què)定(dìng)由儀器(qì)自動控製(zhì)。
卡(qiǎ)爾費休試劑的標準(zhǔn)化(huà)
按"滴(dī)定儀的準備(bèi)"準(zhǔn)備滴定儀器。
稱(chēng)量(liáng)(精確至0.0001g)約(yuē)0.300g酒石酸二鉀鹽。快速且定(dìng)量地將酒石(shí)酸二鉀鹽(m₁)引(yǐn)入(rù)滴定容器中。
用卡爾費休試劑(jì)滴(dī)定(dìng)由酒石酸二(èr)鉀鹽引入容器的(dí)已(yǐ)知(zhī)量(liáng)水分以進(jìn)行標準化。滴(dī)定和(hé)終點(diǎn)由(yóu)儀(yí)器自動控(kòng)製。
記(jì)錄用於與酒(jiǔ)石酸(suān)二鉀鹽(yán)作用的卡爾費休試劑體積(V₁)。
試劑的標準化(huà)也可用(yòng)已知量的(dí)純水(m₂)(大(dà)約(yuē)0.040g，精確(què)至(zhì)0.0001g)來進(jìn)行。
記(jì)錄(lù)與(yǔ)水作用的卡(qiǎ)爾費(fèi)休試劑體(tǐ)積(V₂)。
進行幾次(cì)滴定而不(bù)改(gǎi)變滴(dī)定(dìng)容器(qì)。以結(jié)果(guǒ)的算術(shù)平均值(zhí)來(lái)計算相對於(yú)試劑的水當(dāng)量(liáng)。
測(cè)定
按"滴(dī)定(dìng)儀(yí)的準備(bèi)"準備(bèi)滴(dī)定儀(yí)器。
根(gēn)據樣品中預(yù)期的水分含量，取(qǔ)一(yī)定量(V₀)的樣(yàng)品(pǐn)(如果水分(fēn)<3%，取(qǔ)10.0mL，如果(guǒ)水(shuǐ)分<1%，則取25.0mL)。在溫度低(dī)於25°C的(dí)情(qíng)況下將所(suǒ)取樣(yàng)品(pǐn)快(kuài)速放(fàng)入(rù)滴(dī)定(dìng)容(róng)器(qì)中(zhōng)，可(kě)能會出現(xiàn)起漿和溶解情況。
用(yòng)磁性(xìng)攪拌器一(yī)邊(biān)攪(jiǎo)拌(bàn)一邊自動(dòng)滴定。滴(dī)定和終(zhōng)點的識別由(yóu)儀(yí)器自(zì)動控(kòng)製(zhì)。記錄(lù)所用(yòng)試劑的體積(V₃)。
對(duì)每(měi)個樣品進行三(sān)次測定，以結果的算術(shù)平均值(zhí)做計算(suàn)。
注: 為了(liǎo)精(jīng)確的測(cè)定試(shì)樣的(dí)水分(fēn)，可根(gēn)據樣品(pǐn)預(yù)期的水分含量，稱(chēng)取適(shì)量試樣(yàng)，使滴定用去卡爾(ěr)費休試(shì)劑的體積(jī)能(néng)精(jīng)密地讀(dú)取出來，必(bì)要(yào)時(shí)，按(àn)比例(lì)增加(jiā)試(shì)樣量和(hé)溶(róng)劑，並(bìng)使(shǐ)用(yòng)合(hé)適(shì)容(róng)積(jī)的(dí)滴(dī)定容器。

結果的表(biǎo)示
卡爾(ěr)費休試劑(jì)的水(shuǐ)當(dāng)量
按(àn)公式(1)計算卡爾(ěr)費(fèi)休試劑(jì)的水當量(liáng)(T)，即(jí)每毫升試劑中(zhōng)水(shuǐ)的毫克數，單(dān)位(wèi)為(wéi)毫(háo)克(kè)每毫升(shēng)(mg/mL):

式中(zhōng):
m₁ ——引入(rù)的(dí)酒(jiǔ)石(shí)酸(suān)二(èr)鉀(jiǎ)鹽(當這一試劑(jì)被用(yòng)於標準化(huà)時(shí))的質量(liáng)，單位為(wéi)毫克(mg)；
V₁ ——卡爾費(fèi)休試劑用於(yú)標(biāo)準(zhǔn)化(huà)時(shí)的(dí)體積(jī)，單位為毫升(shēng)(mL)；
0.5——每摩爾(ěr)酒石(shí)酸(suān)二(èr)鉀鹽的(dí)水摩(mó)爾數(shù)；
18——水(shuǐ)的相對分子(zǐ)質(zhì)量；
235.28——酒石酸二(èr)鉀鹽的(dí)相對分子質量；
m₂ ——已(yǐ)知純水(shuǐ)(被用於(yú)標(biāo)準(zhǔn)化(huà)時)的質量(liáng)，單位為毫克(kè)(mg)；
V₂ ——被用(yòng)於標準(zhǔn)化(huà)的卡爾(ěr)費休(xiū)試劑的體(tǐ)積，單位(wèi)為毫(háo)升(shēng)(mL)。
精油(yóu)的水(shuǐ)分含量
精油(yóu)的水分(fēn)含量(ω_w)，以(yǐ)質(zhì)量分數(shù)表示，計(jì)算見(jiàn)公式(2):

式中:
V₀ ——試樣(yàng)的體(tǐ)積，單(dān)位(wèi)為毫(háo)升(mL)；
ρ ——20°C時(shí)樣品的密(mì)度(dù)，單位為克每毫升(g/mL)；
V₃ ——用於(yú)測(cè)定的卡爾(ěr)費休(xiū)試劑的(dí)體(tǐ)積(jī)，單(dān)位為毫升(mL)；
T ——按(àn)"卡爾費休(xiū)試(shì)劑的(dí)水當(dāng)量"計算的每毫升(shēng)卡(qiǎ)爾費休(xiū)試(shì)劑的(dí)水(shuǐ)當量(liáng)，單位(wèi)為毫克(kè)每毫升(mg/mL)；
m₀ —— 20°C時樣品(pǐn)進(jìn)樣量，單(dān)位為克(kè)(g)。
為(wéi)計算(suàn)精油(yóu)的(dí)密(mì)度，從相(xiāng)對(duì)密(mì)度(dù)所(suǒ)得(dé)的(dí)值乘(chéng)以20°C時(shí)水(shuǐ)的密度(dù)(0.99823g/mL)即可。