基本原理
卡尔费休法（Karl Fischer Titration）是一种专用于测定样品中微量水分的化学滴定方法，由德国化学家Karl Fischer于1935年提出。其核心反应基于碘（I₂）、二氧化硫（SO₂）、水（H₂O）在有机碱（如咪唑或甲醇）中的定量氧化还原反应：
I₂ + SO₂ + H₂O + 3RN + CH₃OH → 2RN·HI + RN·HSO₄CH₃
其中：
I₂：氧化剂
SO₂：还原剂
H₂O：待测物质
RN：有机碱（常用咪唑）
CH₃OH：溶剂（也可用其他无水醇类）
每消耗1摩尔水，对应消耗1摩尔碘，因此通过测量消耗的碘量即可计算出水分含量。
类型 | 描述 |
|---|---|
容量法（Volumetric KF） | 使用已知浓度的KF试剂进行滴定，适用于水分含量较低（0.001% ~ 100%）的样品，精度高，适合固体、液体。 |
库仑法（Coulometric KF） | 在电解池中现场生成碘，根据电解电量计算水分，适用于极微量水分（1μg ~ 10mg），常用于气体、溶剂等低湿样品。 |
仪器参数范围
参数项 | 容量法 | 库仑法 |
|---|---|---|
水分测定范围 | 0.1 mg ~ 100 mg（典型） 水分含量：0.1%-100% | 1 μg ~ 10 mg（典型） 水分含量：100 ppm-5%（低于100ppm需要手套箱） |
分辨率 | 0.1 μg ~ 1 μg（取决于天平和系统） | 0.1 μg |
精密度（RSD） | ≤0.5%（重复性良好时） | ≤0.3% |
滴定速度 | 可调，通常5~60秒/次 | |
终点判断方式 | 电位法（双铂电极检测电流突变） | |
温度控制 | 部分型号带加热干燥单元（如卡氏炉联用） | |
数据输出 | LCD显示、打印机、USB/RS232连接PC、支持LIMS系统 |
应用领域
卡尔费休水分仪广泛应用于对水分敏感的行业，尤其适用于不能使用烘箱法测定的样品。
行业 | 典型样品 |
|---|---|
制药行业 | 原料药、辅料、中间体、注射用粉末、胶囊 |
化工行业 | 树脂、聚合物、催化剂、有机溶剂（乙醇、丙酮、DMF等） |
食品行业 | 乳粉、糖类、油脂、香精、脱水蔬菜 |
新能源材料 | 锂电池正负极材料、电解液、隔膜 |
电子材料 | 封装胶、焊锡膏、光刻胶 |
石油化工 | 润滑油、燃料油、天然气（配合卡氏炉） |
科研机构 | 新材料研发、高纯物质分析 |