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水分計(jì)的工作原理
閱讀：2090 發(fā)布時(shí)間：2014-7-16
水分計(jì)的工作原理是把被測(cè)固體或液體樣品至于干燥裝置中，在某一溫度和壓力條件下脫水干燥，通過(guò)稱(chēng)量干燥前后樣品的質(zhì)量變化，按照公式計(jì)算出被測(cè)物質(zhì)的濕基水分和干基水分。由于樣品的種類(lèi)繁多，其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)各不相同，其中水分的存在形式有很大的差別，例如有的物質(zhì)受熱容易分解，氧化和揮發(fā)以及升華等，水分存在的形式有游離狀態(tài)的物理吸附水，化學(xué)吸附水和化學(xué)結(jié)合水等。因此，在用重量法水分計(jì)測(cè)量固體或液體的含水量時(shí)，必須根據(jù)測(cè)量對(duì)象的特點(diǎn)采用不同的處理方法。
在重量法測(cè)試操作中，溫度、壓力、干燥時(shí)間以及干燥劑的選擇。條件不同測(cè)量方法和所用儀器也不同，因此重量法水分計(jì)又分為烘箱法、熱天平法和干燥劑法三種類(lèi)型。
1 烘箱法
對(duì)于具有熱化學(xué)穩(wěn)定性的樣品，常用的方法是常壓下的烘箱法。其操作步驟是通常把試樣置于烘箱中，在合適的溫度下烘干至恒重，干燥前后的質(zhì)量差即為樣品的含水量。加熱的方式可用電加熱或紅外線(xiàn)加熱。此方法簡(jiǎn)單方便，因而使用。但要注意干燥后冷卻吸水以及是存在易揮發(fā)成分，是否容易受熱分解、氧化或升華等。試樣如果宜在減壓和較低溫度條件下進(jìn)行干燥，用真空烘箱法。
2 熱天平法
熱天平法是研究熱解的有效方法，既可以用來(lái)測(cè)定固體物質(zhì)的吸附水和結(jié)晶水，又可以用來(lái)判斷固體化合物的熱化學(xué)性質(zhì)。其工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將加熱爐中的試樣懸掛在天平的一臂上，加熱前天平的指針或示值處于平衡位置，在加熱過(guò)程中由于水分的解吸或熱解，天平失去平衡。連續(xù)記錄讀數(shù)，即可測(cè)出試樣質(zhì)量的變化。加熱爐基本上都采用紅外輻射加熱，因?yàn)榧t外輻射能量高，穿透性強(qiáng)，可以實(shí)對(duì)樣品的快速干操。
3干燥劑法
有些物質(zhì)熱穩(wěn)定性較差，在溫度較高的情況下容易分解。對(duì)于這類(lèi)試樣，不宜采用加熱干燥的測(cè)量方法，而宜采用干燥劑使之在室溫和常壓(或減壓)下干燥，以測(cè)定其水分。常用的干燥劑按其干燥能力順序?yàn)槲逖趸?、高氯酸鎂、氫氧化鉀、三氧化二鋁、氧化鋇、無(wú)水濃硫酸、硅膠、氧化鎂、氧化鈣、氯化鈣、濃硫酸、氯化鋅、無(wú)水硫酸銅等。為了達(dá)到干燥目的，可以采用兩種不同的方式:其一是試樣經(jīng)過(guò)干燥劑干燥之后，稱(chēng)量其質(zhì)量變化;其二是將試樣置于一個(gè)干燥的空間中用真空泵進(jìn)行減壓于燥。由泵吸出的氣體通過(guò)五氧化二磷吸收管收集其中的水分，吸收管的增重即為試樣的含水量。
在重量法測(cè)試操作中，溫度、壓力、干燥時(shí)間以及干燥劑的選擇。條件不同測(cè)量方法和所用儀器也不同，因此重量法水分計(jì)又分為烘箱法、熱天平法和干燥劑法三種類(lèi)型。
1 烘箱法
對(duì)于具有熱化學(xué)穩(wěn)定性的樣品，常用的方法是常壓下的烘箱法。其操作步驟是通常把試樣置于烘箱中，在合適的溫度下烘干至恒重，干燥前后的質(zhì)量差即為樣品的含水量。加熱的方式可用電加熱或紅外線(xiàn)加熱。此方法簡(jiǎn)單方便，因而使用。但要注意干燥后冷卻吸水以及是存在易揮發(fā)成分，是否容易受熱分解、氧化或升華等。試樣如果宜在減壓和較低溫度條件下進(jìn)行干燥，用真空烘箱法。
2 熱天平法
熱天平法是研究熱解的有效方法，既可以用來(lái)測(cè)定固體物質(zhì)的吸附水和結(jié)晶水，又可以用來(lái)判斷固體化合物的熱化學(xué)性質(zhì)。其工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將加熱爐中的試樣懸掛在天平的一臂上，加熱前天平的指針或示值處于平衡位置，在加熱過(guò)程中由于水分的解吸或熱解，天平失去平衡。連續(xù)記錄讀數(shù)，即可測(cè)出試樣質(zhì)量的變化。加熱爐基本上都采用紅外輻射加熱，因?yàn)榧t外輻射能量高，穿透性強(qiáng)，可以實(shí)對(duì)樣品的快速干操。
3干燥劑法
有些物質(zhì)熱穩(wěn)定性較差，在溫度較高的情況下容易分解。對(duì)于這類(lèi)試樣，不宜采用加熱干燥的測(cè)量方法，而宜采用干燥劑使之在室溫和常壓(或減壓)下干燥，以測(cè)定其水分。常用的干燥劑按其干燥能力順序?yàn)槲逖趸?、高氯酸鎂、氫氧化鉀、三氧化二鋁、氧化鋇、無(wú)水濃硫酸、硅膠、氧化鎂、氧化鈣、氯化鈣、濃硫酸、氯化鋅、無(wú)水硫酸銅等。為了達(dá)到干燥目的，可以采用兩種不同的方式:其一是試樣經(jīng)過(guò)干燥劑干燥之后，稱(chēng)量其質(zhì)量變化;其二是將試樣置于一個(gè)干燥的空間中用真空泵進(jìn)行減壓于燥。由泵吸出的氣體通過(guò)五氧化二磷吸收管收集其中的水分，吸收管的增重即為試樣的含水量。