Zasada pomiaru wilgotności wolumetrycznej i kulombowskiej
Wilgotnościomierz wolumetryczny oblicza zawartość wody, mierząc objętość odczynnika Karla Fischera zużytego w procesie reakcji.
Przy stosowaniu wolumetrycznej metody Karla Fischera do oznaczania zawartości wody główną podstawą jest reakcja elektrochemiczna: gdy I2+2e ó 2I - jest obecny w roztworze zbiornika reakcyjnego, reakcja zachodzi jednocześnie przy dodatnim i ujemnym końcach elektrody, czyli I2 ulega redukcji na jednej elektrodzie, a I - utlenia się na drugiej elektrodzie, w związku z czym pomiędzy obiema elektrodami płynie prąd. Jeśli w roztworze występuje jednocześnie tylko I - i nie ma I2, pomiędzy dwiema elektrodami nie płynie prąd. Odczynnik Karla Fischera zawiera składniki aktywne, takie jak pirydyna i jod, które po wrzuceniu do basenu reakcyjnego z wodą znajdującą się w roztworze testowym mogą ulegać następującym reakcjom chemicznym:
H2O+SO2+I2+3C5H5N → 2C5H5N · HI+C5H5N · SO3
C5H5N · SO3+CH3OH → C5H5N · HSO4CH3
C5H5N · HI → C5H5N · H++I - Reakcja ta trwa, zużywając w sposób ciągły wodę w celu wytworzenia I - aż do końca reakcji miareczkowania, kiedy woda zostanie zużyta. W tym momencie w roztworze znajduje się śladowa ilość nieprzereagowanego odczynnika Karla Fischera, co pozwala na jednoczesną obecność I2 i I-. Roztwór pomiędzy dwiema elektrodami platynowymi zaczyna przewodzić prąd, osiągając punkt końcowy wskazany przez prąd i miareczkowanie zostaje zatrzymane. Zatem zawartość wody w roztworze kalibruje się poprzez pomiar objętości (objętości) zużytego odczynnika Karla Fischera.
Zasada pomiaru metodą Karla Fischera Coulomba (metoda wielkości elektrycznych)
Wilgotnościomierz Coulomba oblicza zawartość wody, mierząc ilość prądu przepływającego przez proces reakcji.
Metoda elektrochemiczna polega na rozpuszczeniu próbki w elektrolicie zawierającym specjalny rozpuszczalnik zawierający określoną ilość jodu, a następnie woda zużywa jod. Jednakże wymaganego jodu nie miareczkuje się przy użyciu skalibrowanych odczynników zawierających jod. Zamiast tego w procesie elektrolizy jony jodu w roztworze są anodowane do jodu: 2I --2e -- → I2, a wytworzony jod reaguje z wodą w próbce. Punkt końcowy jest wskazywany przez podwójną elektrodę platynową. Gdy stężenie jodu w elektrolicie powróci do pierwotnego stężenia, należy przerwać elektrolizę. Następnie, zgodnie z prawem elektrolizy Faradaya, oblicz zawartość wilgoci w badanej próbce.
