Principios de 5 instrumentos comunes para medir la humedad

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analizador de humedad halógeno

1. Analizador de humedad Karl Fischer:

El método de Karl Fischer, abreviado como método de Fischer, es un método de separación volumétrica para medir la humedad propuesto por Karl Fischer en 1935. El método de Fischer es el más específico y preciso para el agua entre todos los métodos químicos para determinar la humedad de una sustancia. Si bien es un método clásico, se ha mejorado en los últimos años para aumentar su precisión y ampliar el rango de medición. Se ha catalogado como método estándar para la determinación de la humedad en numerosas sustancias.

El método de Fischer es un método yodométrico, y su principio básico es que cuando se utiliza yodo para oxidar el dióxido de azufre, se requiere una cierta cantidad de agua para que participe en la reacción:

I2 diez SO2 diez 2H2O=2HI diez H2SO4

La reacción anterior es reversible. Para que la reacción se desplace en sentido positivo y proceda cuantitativamente, es necesario añadir una sustancia alcalina. Los experimentos han demostrado que la piridina es el reactivo más adecuado, y que además puede combinarse con yodo y dióxido de azufre para reducir la presión de vapor de ambos. Por lo tanto, el reactivo debe añadirse a metanol u otro disolvente que contenga grupos OH activos para convertir la piridina anfídrida sulfúrica en piridina metil hidrogenosulfato estable.

2. Medidor de humedad infrarrojo:

Mecanismo de calentamiento por infrarrojos: Cuando se irradian rayos infrarrojos lejanos a un objeto, se producen absorción, reflexión y transmisión. Sin embargo, no todas las moléculas pueden absorber estos rayos; solo las moléculas polares que presentan carga eléctrica pueden hacerlo. El agua, las sustancias orgánicas y los polímeros tienen una gran capacidad para absorber los rayos infrarrojos lejanos. Cuando estas sustancias absorben la energía de la radiación infrarroja lejana y la frecuencia de vibración y rotación natural de las moléculas y los átomos se alinea con dicha frecuencia, se produce una resonancia o rotación extremadamente rápida de las moléculas y los átomos, lo que intensifica considerablemente el movimiento y lo convierte en energía térmica, elevando así la temperatura interna de la sustancia y provocando que esta se ablande o seque rápidamente.

El método de calentamiento convencional utiliza la conducción y la convección del calor, que requiere la propagación a través de un medio, lo cual es lento y consume mucha energía. En cambio, el calentamiento por infrarrojo lejano utiliza la radiación térmica sin necesidad de un medio de propagación. Además, debido a que la energía radiante es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura del elemento calefactor, no solo ahorra energía, sino que también ofrece alta velocidad y eficiencia. Asimismo, los rayos infrarrojos lejanos poseen cierta capacidad de penetración. Dado que el material calentado y secado absorbe la energía de la radiación infrarroja lejana a cierta profundidad, al igual que las moléculas de la superficie, se produce un efecto de autocalentamiento. Esto permite que las moléculas de disolvente o agua se evaporen y se calienten de manera uniforme, evitando así la deformación y los cambios cualitativos causados ​​por los diferentes grados de dilatación térmica, y manteniendo intactas la apariencia, las propiedades físico-mecánicas, la resistencia y el color del material.

Analizador de humedad

El analizador de humedad infrarrojo se basa principalmente en un calentador radiante infrarrojo y una balanza electrónica para determinar su precisión y estabilidad.

Calentador de radiación infrarroja: El tubo de vacío con filamento de tungsteno puede irradiar rayos infrarrojos cercanos, el carburo de silicio es un calentador de radiación infrarroja lejana de onda larga, y los calentadores infrarrojos de vidrio de cuarzo y cerámica pueden irradiar infrarrojo medio.

El medidor de humedad infrarrojo es muy similar al medidor de humedad infrarrojo para secado por calor y medición de masa, que utiliza el método de pérdida por secado, un método de medición estándar reconocido para la medición de humedad. Este método también se conoce como (método de 105 °C durante 5 horas), (método de 135 °C durante 3 horas), etc. La muestra se coloca en un secador y se calienta y seca durante un tiempo prolongado. Para medir con precisión el cambio de masa antes y después del secado, se calcula el contenido de humedad. Para ello, el personal de medición debe tener un alto nivel de experiencia en equipos y tecnología. Debido a que la medición lleva mucho tiempo, es difícil medir rápidamente un gran número de muestras. Por lo tanto, para la medición de alta precisión de una amplia variedad de muestras, el medidor de humedad infrarrojo es la mejor opción. Si bien existen otros métodos de medición eléctricos y ópticos, todos son instrumentos especializados que limitan el objeto de medición. Desde la perspectiva de la versatilidad, son muy inferiores a los medidores de humedad infrarrojos.

Calentador de radiación infrarroja: El tubo de vacío con filamento de tungsteno puede irradiar rayos infrarrojos cercanos, el carburo de silicio es un calentador de radiación infrarroja lejana de onda larga, y los calentadores infrarrojos de vidrio de cuarzo y cerámica pueden irradiar infrarrojo medio.

El medidor de humedad infrarrojo es muy similar al medidor de humedad infrarrojo para secado por calor y medición de masa, que utiliza el método de pérdida por secado, un método de medición estándar reconocido para la medición de humedad. Este método también se conoce como (método de 105 °C durante 5 horas), (método de 135 °C durante 3 horas), etc. La muestra se coloca en un secador y se calienta y seca durante un tiempo prolongado. Para medir con precisión el cambio de masa antes y después del secado, se calcula el contenido de humedad. Para ello, el personal de medición debe tener un alto nivel de experiencia en equipos y tecnología. Debido a que la medición lleva mucho tiempo, es difícil medir rápidamente un gran número de muestras. Por lo tanto, para la medición de alta precisión de una amplia variedad de muestras, el medidor de humedad infrarrojo es la mejor opción. Si bien existen otros métodos de medición eléctricos y ópticos, todos son instrumentos especializados que limitan el objeto de medición. Desde la perspectiva de la versatilidad, son muy inferiores a los medidores de humedad infrarrojos.

Ámbito de aplicación: Puede medir granos, almidón, harina, fideos secos, productos fermentados, mariscos, productos de pescado procesados, productos cárnicos comestibles procesados, especias, puntos, corazones, productos lácteos, alimentos secos, aceites vegetales y otros artículos relacionados con los alimentos, medicamentos, arena de mineral, coque, materias primas para vidrio, cemento, fertilizantes químicos, papel, pulpa, algodón, diversas fibras y otros productos industriales.

3. Medidor de humedad del punto de rocío:

El analizador de humedad por punto de rocío es fácil de usar, el instrumento no es complejo y los resultados de las mediciones suelen ser satisfactorios. Se utiliza frecuentemente para determinar la humedad residual en gases permanentes. Sin embargo, este método presenta mucha interferencia, y algunos gases de fácil intercambio térmico se condensan antes que el vapor de agua, provocando interferencias, especialmente cuando la concentración es alta.

4. Medidor de humedad por microondas:

El analizador de humedad por microondas utiliza el campo de microondas para secar la muestra y acelera el proceso de secado. Se caracteriza por su corto tiempo de medición, fácil manejo, alta precisión y amplio rango de aplicación. Es adecuado para granos, papel, madera, textiles y productos químicos. La determinación de la humedad en muestras sólidas en polvo y viscosas también se puede aplicar a la determinación de la humedad en petróleo, queroseno y otras muestras líquidas.

5. Medidor de humedad de Coulomb:

Los analizadores de humedad coulométricos se utilizan comúnmente para determinar la humedad en gases. Este método es sencillo de operar y de respuesta rápida, y resulta especialmente adecuado para la determinación de trazas de humedad en gases. Su determinación mediante un método químico general es muy difícil. Sin embargo, el método de electrólisis no es adecuado para la determinación de sustancias alcalinas ni de diolefinas conjugadas.