GB/T 37191-2018 生橡膠 水分含量的測定 卡爾費休法

范圍
本標準規(guī)定了采用卡爾費休庫侖滴定法測定生橡膠和混煉膠中水分含量的方法。
本標準適用于水分含量在0.01%~1%的生橡膠。
注: 本方法是一種非常敏感的方法，盡可能排除樣品接觸水，包括與周圍環(huán)境的接觸。

原理
樣品中的水與存在于低醇溶液例如甲醇和有機相中的二氧化硫與碘發(fā)生定量反應(yīng)，反應(yīng)方程如下:

卡爾費休庫侖滴定法中，碘離子(I^-)通過電化學(xué)產(chǎn)生碘(I₂)，產(chǎn)生的碘與樣品中水反應(yīng)，按照上述反應(yīng)式進行滴定，直至所有的水發(fā)生反應(yīng)。按下列反應(yīng)通過測定I^-生成I₂需要的電量計算樣品中的水分含量。

根據(jù)法拉第定律，產(chǎn)生碘的物質(zhì)的量與消耗的電量成正比。在上述方程中，I₂和H₂O反應(yīng)比例是1：１，即1mol(18g)水相當于2×96500C電量，或1mg的水相當于10.72C電量。

試劑和材料
除非另有說明， 在分析中僅使用確認為分析純的試劑。
卡爾費休庫侖滴定標準水樣: 1.00mg/g±0.05mg/g或0.10mg/g±0.01mg/g(可溯源) 。
陽極溶液: 用于有隔膜滴定池。
陰極溶液: 用于有隔膜滴定池。
通用試劑: 用于無隔膜滴定池。
干燥氮氣: 滿足儀器要求。
干燥劑: 氧化鋁或分子篩。
乙醇。
濃硝酸。
正己烷。

儀器
帶有蒸發(fā)器的卡爾費休庫侖滴定儀: 其組成見圖1。
水蒸發(fā)器包括加熱爐(能夠加熱樣品至250°C)、配套的樣品瓶、溫度控制單元、載氣流量計和裝有干燥劑的載氣干燥管。
分析天平: 能精.確至0.1mg。
微量控射器: 滿足儀器要求。
樣品瓶: 配有鋁瓶蓋和硅隔墊。
使用前在溫度為105°C±5°C的烘箱中干燥1h，取出并放入干燥器中冷卻、備用。
烘箱: 溫度能控制在105°C±5°C。



校準
用可溯源標準水樣校準儀器，測定標準水含量的回收率。

取樣和制樣
按照 GB/T 15340 的規(guī)定取實驗室樣品，從實驗室樣品中取0.5g~1g試樣，用合適的工具如剪刀或小刀將試樣切成小粒。
試樣的尺寸應(yīng)盡量小，并在較短的時間內(nèi)完成滴定。

操作步驟
打開電源
按照儀器說明書要求打開電源。
選擇發(fā)生電極
對于大多數(shù)應(yīng)用而言，無隔膜發(fā)生電極是最.佳選擇。但當樣品中含有酮和醛基時，由于測定醛和酮的特殊試劑僅適用于有隔膜發(fā)生電極，應(yīng)使用有隔膜發(fā)生電極。如果由于樣品的溶解度而使用低電導(dǎo)率的溶劑如三氯甲烷，應(yīng)首.選有隔膜的發(fā)生電極。
填充電解池
無隔膜發(fā)生電極
按照儀器使用說明書要求填充通用試劑。
有隔膜發(fā)生電極
按照儀器使用說明書要求分別用陽極溶液和陰極溶液填充陽極電解池和陰極電解池。
檢查設(shè)備
更換試劑
有以下情況，應(yīng)更缺電解液:
a) 電解液已耗盡；
b) 漂移過高；
c) 在分析過程中出現(xiàn)錯誤信息。
指示電極
根據(jù)儀器使用說明書要求清洗電板。
清洗
有隔膜發(fā)生電極:
a) 有時樹脂類材料會沉積在隔膜上，將發(fā)生電極垂直掛在支撐架上，充入濃硝酸，并靜置過夜，用水清洗，再用乙醇清洗。
b) 如果電極上有油類污染，用正己烷沖洗電極，再用乙醇清洗干凈。
c) 清洗隔膜，將發(fā)生電極的陰極室充入甲醇，然后排凈，重復(fù)操作2次~3次。
無隔膜發(fā)生電極:
如果電極上有油類污染，用正己烷沖洗電極，再用乙醇清洗干凈。
電極清洗后*干燥所有部件，可用熱吹風機吹掃。如果用烘箱干燥電極，干燥溫度不應(yīng)超過70°C。
檢查儀器
用水含量為1.00mg/g±0.05mg/g或0.10mg/g±0.01mg/g的標準微量水溶液檢查儀器，目的是檢查儀器是否工作正常。
儀器穩(wěn)定后，按下開始按鈕，用微量注射器向滴定池中注入少量標準水樣，分析結(jié)束后記錄讀數(shù)。1g標準水樣的測定結(jié)果應(yīng)在1.00mg±0.05mg或0.10mg±0.01mg之內(nèi)。
分析
儀器穩(wěn)定至少30min，在穩(wěn)定期間，用干燥氮氣吹掃蒸發(fā)器和反應(yīng)池，并使加熱爐保持高溫狀態(tài)。
根據(jù)儀器使用說明書要求設(shè)定參數(shù)，開始漂移不大于20μg/min、停止漂移不大于5μg/min，根據(jù)不同種類的橡膠， 推薦按表1設(shè)定加熱爐的溫度。


根據(jù)水分含量選擇試樣量，見表2。


將空樣品后放入加熱爐，重復(fù)測定空白2次~3次。
按照表2的試樣量，直接稱取試樣，精.確至0.1mg。
按照儀器使用說明書要求將樣品放入加熱爐中。
按下儀器的開始按鈕，載氣流量可根據(jù)儀器使用說明書要求設(shè)定。
滴定直至測定結(jié)束。
記錄水分含量。
水分含量M 按照式(1)計算，以質(zhì)量分數(shù)(%)計。

式中:
m _MO一一試樣中水的質(zhì)量，單位為微克(μg)；
m _TP  一一試樣的質(zhì)量，單位為克(g)。
用儀器軟件自動或者手動扣除漂移(空白)或者其他影響因素。
取兩次測定結(jié)果的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果，表示至小數(shù)點后三位。


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