石油产品（如润滑油、航空煤油或其他类似产品）中的水分会产生有害影响，水分通常与腐蚀和发动机磨损有关。了解石油产品的含水量可以防止损坏昂贵的基础设施并确保更安全的操作。
ASTM D6304 《库伦卡尔费休滴定法测定石油产品，润滑油和添加剂中水分的标准试验方法》是各种石油产品规格中经常引用的水分测定标准，该标准于2021年1月更新后提供了三种准确测定水分的方法。
对于无干扰的低粘度样品，建议将样品直接注入滴定杯（方法A）。卡氏加热炉（方法B）或水分蒸发器（方法C）可用于分析不易溶解在卡尔费休试剂中的样品、粘性样品以及含有干扰卡尔费休反应成分的样品。
在这篇博客中，我想介绍这三种方法，然后讨论什么情况分别适合使用它们。
何时使用哪个方法
库仑法卡尔费休滴定仪/卡式水分仪（如瑞士万通的851 Titrando）是ASTM D6304所述三个方法的基础
根据ASTM D6304方法A，建议使用带隔膜的发生电极进行水分测定
根据ASTM D6304方法A，建议使用带隔膜的发生电极进行水分测定
直接进样（方法A）
对于无干扰的低粘度样品，建议将样品直接注入滴定杯。将已知质量或体积的样品注入库仑法卡尔费休水分测定仪已平衡的滴定杯中，仪器自动滴定并计算结果。
D6304方法允许使用带隔膜或不带隔膜的库仑法发生电极均可，不过，由于样品的含水量较低，我们建议使用带隔膜的发生电极。
并非所有石油产品都可溶于卡尔费休试剂，此时使用方法A时会发生相分离。如果发生相分离，则需要更换试剂。不发生相分离时可正常分析的样品数量取决于样品的体积和类型、试剂的体积以及样品在试剂中的溶解度。
有关ASTM D6304方法A的更多信息，请下载我们的免费应用报告(AB-209）。有关如何改进卡尔费休滴定的更多提示和技巧，请查看我们的博客系列：«卡尔费休滴定中的常见问题»。
使用卡氏加热炉萃取水（方法B）
卡氏加热炉（方法B）可用于分析不易溶解在卡尔费休试剂中的样品、粘性样品以及含有干扰卡尔费休反应成分的样品。
将有代表性的样品称重后放入玻璃样品瓶中，并立即密封。然后将样品瓶放入卡氏炉进行加热以提取任何形式的水，蒸发的水分通过干燥的载气被带入已平衡的卡尔费休滴定杯中进行滴定。
理想的加热温度取决于样品。874卡氏加热炉样品处理器可以进行温度梯度测试，以确定在不分解样品的情况下萃取水分的尤佳温度。
有关使用ASTM D630方法B的卡氏炉方法的更多信息，请下载我们的免费应用报告(AB-209)或免费应用说明 (AN-K-070）。
卡氏加热炉方法示意图
使用水分蒸发器萃取水（方法C）
方法C解释了如何使用水分蒸发器对不易溶于卡尔费休试剂的样品、粘性样品以及含有干扰卡尔费休反应成分的样品进行水分萃取。
在此方法中，将样品转移到装有适合溶剂（很常见的是甲苯）的蒸发器中，蒸发器的温度取决于所使用的溶剂。水在共沸蒸馏过程中与溶剂一起蒸发，然后通过干燥的惰性载气将共沸物转移到已平衡的卡尔费休滴定杯中进行滴定。
水分蒸发器方法示意图
如果您想了解更多关于这三个方法及其优缺点的信息，请下载我们的白皮书：«根据ASTM D6304测定石油产品中的水分»。
根据ASTM D6304测定石油产品中的水分(卡式水分仪)
874卡氏加热炉样品处理器和851 Titrando用于根据ASTM D6304方法B进行的全自动分析
何时使用哪个方法
方法A主要适用于低粘度液体样品，如柴油、航空煤油或者芳烃。需要低粘度才能将样品轻松添加到卡尔费休滴定杯中。此外，样品需要在卡尔费休试剂中有良好的溶解性，否则会发生相分离，则需要更换卡尔费休试剂。虽然可以自动更换试剂，但在试剂再次干燥之前仍需要时间。
即使样品可溶于卡尔费休试剂，使用方法A仍可能存在问题，因为样品基质可能会产生副反应并因此产生错误的结果。在这种情况下，方法B或C是更好的选择。
方法B适用于各类样品，无论它们的粘度或基质组成如何。只有蒸发的水分被转移到滴定杯中，样品和干扰基质成分留在密封的样品瓶中，分析完成后可以简单地处理掉。因此，试剂更换频率大幅降低，消耗的试剂更少而节省成本。根据您实验室的工作量，使用自动卡氏加热炉可以实现包括试剂更换在内的全自动分析。
方法C，与方法B一样，适用于各类样品，无论它们的粘度或基质组成如何。只有与溶剂共沸的蒸发水分被转移到滴定杯中，样品及干扰基质成分保留在蒸发器中。然而，需要不定时手动排空并重新填充蒸发室，消耗大量时间，因为在更换内容物之前，腔室需要冷却。此外，该方法无法实现无人值守的自动化。
如需更详细地比较各方法的各种因素，请下载我们的免费白皮书：«根据ASTM D6304测定石油产品中的水分»。
白皮书：根据ASTM D6304测定石油产品中的水分
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相关仪器：
890 Titrando卡式水分仪/卡尔费休水分测定仪
851 卡尔费休水分测定仪