Принцип работы титратора на основе реакции Карла Фишера.

Принцип работы кулонометрических титраторов основан на использовании закона Фарадея, согласно которому масса анализируемой воды определяется количеством электричества, израсходованного на проведение реакции.

Титратор регистрирует время электролиза и рассчитывает согласно закону Фарадея количество воды n, содержащейся во введенной в кулонометрическую ячейку пробе. Величина n прямо пропорционально количеству электричества Q, проходящего через электролит:

М = 18016 – масса моля воды, мг/моль;

I – сила тока, А;

t - время электролиза, с;

z = 2 - количество электронов, переходящих в ходе реакции Фишера от раствора на электрод в пересчете на одну молекулу воды;

F - константа Фарадея (96485,3415 ± 0,0039), Кл/моль.

Метод определения основан на реакции Карла Фишера, заключающейся во взаимодействии в присутствии воды диоксида серы с йодом в реактиве Фишера:

В электролите имеется избыток йодистоводородной кислоты, окислением которой на аноде генерируют йод:

В присутствии воды образующийся йод количественно взаимодействует с высокой константой скорости с SO₂. После исчерпания воды реакция прекращается, и увеличение концентрации йода обнаруживают посредством бипотенциометрической (биамперометрической) индикаторной системы.

Например:

• в биамперометрической индикаторной системе увеличение концентрации йода приводит к возрастанию силы тока между индикаторными электродами (80-90 мкА) и при достижении некого заданного значения силы тока электролиз прекращается.

• в бипотенциометрической индикаторной системе увеличение концентрации йода приводит к снижению потенциала между индикаторными электродами и при достижении некого заданного значения потенциала (20…50 мВ) электролиз прекращается.

Для увеличения точности измерения количества воды в кулонометрических титраторах применен ряд технических приёмов, таких, как уменьшение силы тока электролиза при приближении к конечной точке титрования (КТТ), учёт дрейфа потенциала или силы тока в течение процесса электролиза.

Универсальность титраторов заключается в том, что при наличии апробированной методики выполнения измерений и подбора соответствующей кулонометрической ячейки, титратор позволяет производить определение содержания воды в широком спектре веществ различных агрегатных состояний.

Титрование воды проводится в кулонометрической ячейке, в которой находятся:

пара генераторных электродов (анод и катод),
пара индикаторных электродов, используемых для определения КТТ,
реактив Фишера,
проба анализируемого вещества.

Принцип работы волюмометрических титраторов основан на расчете массы анализируемой воды n по объему титранта (реактива Фишера), израсходованного на проведение реакции.

Т - титр реактива Фишера мг/см³;

V - объем титранта (реактива Фишера) в см³;

Определение содержания массы воды проводится в измерительной (титровальной) ячейке титрованием реактивом Фишера, который дозируется управляемой цифровой бюреткой. Титратор управляет цифровой бюреткой. В ячейке находятся: пара индикаторных электродов, используемых для определения конечной точки титрования, проба анализируемого вещества.

Определение КТТ производится в биамперометрическом или бипотенциометрическом режиме (по выбору).

Конструктивно волюмометрические титраторы состоят из измерительного преобразователя, титровальной ячейки с индикаторными электродами, цифровой бюретки, блока коммутации, магнитной мешалки, блока питания.

Титраторы являются микропроцессорными приборами и предназначены как для автономной работы, так и для работы при подключении с IBM-совместимыми компьютерами через интерфейс RS232 для более удобной индикации результатов и кривых титрования на дисплее компьютера, распечатывания результатов.

Титраторы позволяют управлять режимами титрования. Программа составляется пользователем в зависимости от методики выполнения измерений.