GB/T 37191-2018 生橡膠 水分含量的測(cè)定 卡爾費(fèi)休法

范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用卡爾費(fèi)休庫(kù)侖滴定法測(cè)定生橡膠和混煉膠中水分含量的方法。
本標(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(fèi)休庫(kù)侖滴定法中，碘離子(I^-)通過(guò)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(jìn)行滴定，直至所有的水發(fā)生反應(yīng)。按下列反應(yīng)通過(guò)測(cè)定I^-生成I₂需要的電量計(jì)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(dāng)于2×96500C電量，或1mg的水相當(dāng)于10.72C電量。

試劑和材料
除非另有說(shuō)明， 在分析中僅使用確認(rèn)為分析純的試劑。
卡爾費(fèi)休庫(kù)侖滴定標(biāo)準(zhǔn)水樣: 1.00mg/g±0.05mg/g或0.10mg/g±0.01mg/g(可溯源) 。
陽(yáng)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(wú)隔膜滴定池。
干燥氮?dú)? 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(fèi)休庫(kù)侖滴定儀: 其組成見(jiàn)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(jì)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(zhǔn)
用可溯源標(biāo)準(zhǔn)水樣校準(zhǔn)儀器，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)水含量的回收率。

取樣和制樣
按照 GB/T 15340 的規(guī)定取實(shí)驗(yàn)室樣品，從實(shí)驗(yàn)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(shí)間內(nèi)完成滴定。

操作步驟
打開(kāi)電源
按照儀器說(shuō)明書(shū)要求打開(kāi)電源。
選擇發(fā)生電極
對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言，無(wú)隔膜發(fā)生電極是最.佳選擇。但當(dāng)樣品中含有酮和醛基時(shí)，由于測(cè)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(wú)隔膜發(fā)生電極
按照儀器使用說(shuō)明書(shū)要求填充通用試劑。
有隔膜發(fā)生電極
按照儀器使用說(shuō)明書(shū)要求分別用陽(yáng)極溶液和陰極溶液填充陽(yáng)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(guò)高；
c) 在分析過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤信息。
指示電極
根據(jù)儀器使用說(shuō)明書(shū)要求清洗電板。
清洗
有隔膜發(fā)生電極:
a) 有時(shí)樹(shù)脂類材料會(huì)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(guò)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(wú)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(fēng)機(jī)吹掃。如果用烘箱干燥電極，干燥溫度不應(yīng)超過(guò)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(biāo)準(zhǔn)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(kāi)始按鈕，用微量注射器向滴定池中注入少量標(biāo)準(zhǔn)水樣，分析結(jié)束后記錄讀數(shù)。1g標(biāo)準(zhǔn)水樣的測(cè)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?dú)獯祾哒舭l(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(shuō)明書(shū)要求設(shè)定參數(shù)，開(kāi)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(jiàn)表2。


將空樣品后放入加熱爐，重復(fù)測(cè)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(shuō)明書(shū)要求將樣品放入加熱爐中。
按下儀器的開(kāi)始按鈕，載氣流量可根據(jù)儀器使用說(shuō)明書(shū)要求設(shè)定。
滴定直至測(cè)定結(jié)束。
記錄水分含量。
水分含量M 按照式(1)計(jì)算，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)計(jì)。

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(dòng)或者手動(dòng)扣除漂移(空白)或者其他影響因素。
取兩次測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，表示至小數(shù)點(diǎn)后三位。


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