卡爾‑費休（Karl‑Fischer）水分測定原理

核心：利用卡爾‑費休試劑與樣品中的微量水發生定量化學反應，來測定含水量，可測固體、液體、部分氣體，檢測范圍 ppm 級～100% 水分，分為容量法、庫侖法兩大類。

1、基礎化學反應（經典卡爾‑費休反應）水、碘、二氧化硫、甲醇、有機堿（吡啶 / 咪唑）發生定量反應：H20 +I2 + S02 + 3CgHgN + CH3OH -> 2CgHgN.HI + CgHgN .HSO4CH3

定量關系：1分子H2O消耗1分子I2

只要測出參與反應碘的總量，就可以直接換算出水的質量。

2、兩種主流儀器原理

① 容量法卡爾費休（容量滴定法）

原理：把碘配在滴定液里，用滴定管把卡爾‑費休滴定劑滴入反應池，滴至終點；記錄消耗滴定液體積，乘以滴定度 (mg‑H₂O/mL)，計算樣品含水量。

適用：含水量高 0.1%～100% 的樣品，比如原料、油品、化工中間體。

終點判斷：雙鉑電極電位突變（永停終點法）。

② 庫侖法卡爾費休（電量法，微量水）

原理：試劑里面不含碘；電解池通過電解，原位電解產生 I₂；水消耗 I₂，水消耗完后，多余 I₂出現，到達終點。

根據法拉第電解定律：電解消耗的電量和生成碘的量成正比，電量直接換算水質量，不需要標定滴定液。

適用：微量水 10ppm～1%，有機溶劑、試劑、絕緣油、醫藥原料微量水。

庫侖法不能測含水量很高樣品，容易電解過載。

3、終點判定（永停電位法）反應池插入一對雙鉑電極：

有水存在：I2被水消耗，溶液只有 I⁻，回路幾乎無電流；

水全部反應完畢：出現微量過量I2/I- 電對，回路電流突然上升，儀器判定到達滴定終點，停止測量。

4、兩種進樣方式

1.直接進樣：液體直接注入卡爾‑費休反應液；部分可溶固體溶解進樣。

2.卡‑費加熱爐（氣化進樣）：樣品加熱，水被載氣（干燥氮氣）帶入滴定池；用于不溶解、會和 KF 試劑發生副反應的固體樣品（塑料粒、礦物、食品）。

5、常見干擾（副反應，會結果不準）以下物質會和 KF 試劑組分反應，不能直接測，需要用卡費爐或者其他方法規避：

1.醛、酮（和甲醇發生縮醛反應，生成水）

2.強氧化劑、強還原劑

3.碳酸鹽、金屬氧化物