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在水存在時，即樣品中的水與卡爾費休試劑中的SO2與I2產(chǎn)生氧化還原反應(yīng),。
I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4
但這個反應(yīng)是個可逆反應(yīng),，當(dāng)硫酸濃度達到0.05%以上時，即能發(fā)生逆反應(yīng),。如果我們讓反應(yīng)按照一個正方向進行,，需要加入適當(dāng)?shù)膲A性物質(zhì)以中和反應(yīng)過程中生成的酸。經(jīng)實驗證明,，在體系中加入吡啶,，這樣就可使反應(yīng)向右進行,。
3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → + 硫酸酐吡啶
生成硫酸酐吡啶不穩(wěn)定，能與水發(fā)生反應(yīng),，消耗一部分水而干擾測定,，為了使它穩(wěn)定，我們可加無水甲醇,。
硫酸酐吡啶 + CH3OH（無水） → 甲基硫酸吡啶
我們把這上面三步反應(yīng)寫成總反應(yīng)式為：
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2吡啶+甲基硫酸吡啶
從反應(yīng)式可以看出1mol水需要1mol碘,，1mol二氧化硫和3mol吡啶及1mol甲醇而產(chǎn)生2mol吡啶、1mol甲基硫酸吡啶,。這是理論上的數(shù)據(jù),，但實際上，SO2,、吡啶,、CH3OH的用量都是過量的，反應(yīng)完畢后多余的游離碘呈現(xiàn)紅棕色,，即可確定為到達終點,。
I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10
2、卡爾費休試劑的配制與標(biāo)定
若以甲醇作溶劑,，則試劑中I2,、SO2、C5H5N（含水量在0.05%以下）三者的克分子數(shù)比例為：I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10
這種試劑有效濃度取決于碘的濃度,。新配制的試劑其有效濃度不斷降低,，其原因是由于試劑中各組分本身也含有一些水分，但試劑濃度降低的主要原因是由一些副反應(yīng)引起的,，較高消耗了一部分碘,。
這也說明了配制這種試劑要單獨配，分甲乙兩種試劑并且分別貯存,，臨用時再混合,，而且要標(biāo)定。但我國市場上使用的卡爾費休水份測定試劑,，無論是單組份的,，還是雙組份的一般都由廠家已經(jīng)調(diào)配好的可直接使用產(chǎn)品，但由于卡爾費休試劑是一種很不穩(wěn)定的混合物質(zhì),，因此用戶在使用時都必須進行標(biāo)定,，以測定其真實的水當(dāng)量數(shù)據(jù)。
卡爾費休法測定水份,，需要注意如下幾點：
① 此法適用于多數(shù)有機樣品,，包括食品中糖果、巧克力,、油脂,、乳糖和脫水果蔬類等樣品,；
② 樣品中有強還原性物料，包括維生素C的樣品不能測定,；樣品中含有酮,、醛類物質(zhì)的，會與試劑發(fā)生縮酮,、縮醛反應(yīng),，必須采用的醛酮類試劑測試。對于部分在甲醇中不溶解的樣品,，需要另尋合適的溶劑溶解后檢測,，或者采用卡氏加熱爐將水份汽化后測定。
③ 卡爾費休法不僅可測得樣品中的自由水,，即此法測得結(jié)果更客觀地反映出樣品中總水分含量,。
④ 固體樣品細(xì)度以40目為宜，用粉碎機而不用研磨,，防止水分損失,。