卡爾費(fèi)休水分儀是實(shí)驗(yàn)室中最常用的分析儀器之一，對(duì)于各行各業(yè)的產(chǎn)品，水分含量都是重要的質(zhì)控指標(biāo)。藥品的水分會(huì)影響保質(zhì)期和藥效，化學(xué)品水分決定了產(chǎn)品性能，鋰電池的水分關(guān)乎電池安全和壽命，食品中的水分造成口感和味道的變化。

各種產(chǎn)品的水分可以通過(guò)統(tǒng)一的方法來(lái)測(cè)量，即1935年由德國(guó)化學(xué)家卡爾·費(fèi)休發(fā)現(xiàn)并由他命名的卡爾費(fèi)休反應(yīng)，樣品中的水和滴定劑中的碘會(huì)發(fā)生等比例的化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)消耗滴定劑的體積和濃度即可計(jì)算得到樣品的含水量。

圖1 卡爾·費(fèi)休                                          圖2 卡爾費(fèi)休反應(yīng)

卡爾費(fèi)休水分儀可根據(jù)該原理自動(dòng)測(cè)量樣品水分，但據(jù)調(diào)研，使用KF水分儀常常會(huì)遇到測(cè)量時(shí)間很長(zhǎng)、樣品不溶解、結(jié)果不準(zhǔn)確、發(fā)生副反應(yīng)以及數(shù)據(jù)管理繁瑣的困擾。作為一家以客戶需求為中心的全球領(lǐng)先的精密儀器制造商，梅特勒托利多運(yùn)用幾十年的KF經(jīng)驗(yàn)，在2024年隆重推出重磅新品：EVA卡爾費(fèi)休容量法水分儀，使得測(cè)量速度大幅提升，測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)如一，還可通過(guò)自動(dòng)化無(wú)縫工作流程和安全數(shù)據(jù)管理，提升工作效率。為您帶來(lái)高效、可靠、安全的水分測(cè)量體驗(yàn)。

圖3 EVA卡爾費(fèi)休容量法水分儀

1.       分秒即達(dá)

FFA快速預(yù)測(cè)電流控制算法

EVA水分儀創(chuàng)新的使用FFA快速預(yù)測(cè)電流控制算法，使得常規(guī)需要3-5分鐘的測(cè)量加速到1分鐘以內(nèi)。先進(jìn)的FFA算法可以預(yù)測(cè)達(dá)到反應(yīng)終點(diǎn)所需添加碘的量，從而可以快速的添加滴定劑，提升碘的濃度，加快化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，使得反應(yīng)能夠快速到達(dá)終點(diǎn)，縮短了測(cè)量時(shí)間。

  圖4 FFA快速預(yù)測(cè)電流控制算法

數(shù)字電極

FFA不僅僅只是一個(gè)算法，它是一整個(gè)控制體系，其中包括數(shù)字電極，它以10Hz的頻率快速采集大量數(shù)據(jù)，同時(shí)可以將采集到的模擬信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，避免因?yàn)榇?/span>場(chǎng)、晃動(dòng)等環(huán)境對(duì)信號(hào)帶來(lái)的干擾，為水分儀測(cè)量提供大量、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

電流控制

不僅僅是電極，我們還創(chuàng)新的使用電流控制終點(diǎn)技術(shù)，在滴定過(guò)程中，避免因陷入紅色的慢速區(qū)域而造成的滴定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可以使化學(xué)反應(yīng)直接穿過(guò)慢速區(qū)，到達(dá)綠色的快速反應(yīng)區(qū)，進(jìn)一步縮短了測(cè)量時(shí)間。

圖5  電流控制技術(shù)

快速數(shù)據(jù)處理

儀器內(nèi)部的芯片在接收到由數(shù)字電極傳來(lái)的大量穩(wěn)定電流信號(hào)后，可進(jìn)行快速的數(shù)據(jù)處理，預(yù)測(cè)達(dá)到終點(diǎn)需要添加滴定劑的量，并控制高精度滴定管以合適的速度進(jìn)行加液。盡快達(dá)到化學(xué)反應(yīng)的終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速的測(cè)量。

2.       毫厘不差

12萬(wàn)步高分辨率滴定管

作為全球領(lǐng)先的精密儀器制造商，我們不僅能做到分秒即達(dá)，還能做到毫厘不差。為此，我們配備了12萬(wàn)步高分辨率驅(qū)動(dòng)器，使用5mL滴定管時(shí)，最小加液體積可達(dá)0.042μL，通過(guò)精確的控制加液體積以達(dá)到更高的測(cè)量精度。

復(fù)雜樣品解決方案

準(zhǔn)確測(cè)量復(fù)雜樣品的水分是更大的挑戰(zhàn)，不恰當(dāng)?shù)臉悠分苽洹⒉贿m合的測(cè)量方法都會(huì)造成結(jié)果偏差大。EVA水分儀針對(duì)各種樣品均有相應(yīng)的解決方案，對(duì)于不溶樣品，可選擇6-26位加熱爐自動(dòng)進(jìn)樣器，使得樣品中的水分在最高280度下?lián)]發(fā)，并可連續(xù)測(cè)量120個(gè)樣品。

圖6  InMotion KF加熱爐自動(dòng)進(jìn)樣器

對(duì)于難溶樣品，可通過(guò)分散力度更強(qiáng)的均質(zhì)器幫助溶劑。而對(duì)于過(guò)去需要醛酮試劑才能測(cè)量的有副反應(yīng)樣品，現(xiàn)在EVA提供專用方法，使用常規(guī)試劑也可測(cè)量，并且可保持結(jié)果一致。

圖7  醛酮專用方法

模塊化設(shè)計(jì)

準(zhǔn)確的測(cè)量離不開(kāi)日常的維護(hù)保養(yǎng)，EVA模塊化設(shè)計(jì)使得各個(gè)部件非常容易拆卸和安裝，從而讓儀器保持優(yōu)異的性能。此外，還可以將觸摸屏置于通風(fēng)櫥外，減少操作人員接觸潛在危險(xiǎn)化學(xué)品來(lái)確保安全。

圖8  在通風(fēng)櫥外操作EVA水分儀

3.       流程優(yōu)化

除了分秒即達(dá)和毫厘不差，EVA還可以搭配面向未來(lái)的LabX云技術(shù)，優(yōu)化您的工作流程。可以將軟件安裝在本地服務(wù)器或云平臺(tái)，無(wú)需在客戶端進(jìn)行安裝，即可直接使用電腦、pad和手機(jī)通過(guò)網(wǎng)頁(yè)直接查看數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更安全高效的數(shù)據(jù)管理。

 圖9  LabX云技術(shù)

自動(dòng)試劑處理

在長(zhǎng)時(shí)間不使用儀器時(shí)，可自動(dòng)將滴定管中的滴定劑直接排回至滴定瓶中，無(wú)需插拔管路、不會(huì)接觸試劑，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的試劑清空。標(biāo)配的溶劑泵還可以隨時(shí)進(jìn)行排出廢液和添加溶劑。

自動(dòng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄

此外，得益于梅特勒豐富的產(chǎn)品線優(yōu)勢(shì)，天平可直接與EVA水分儀相連，實(shí)現(xiàn)樣品重量的自動(dòng)傳輸，避免人工抄錄可能造成的錯(cuò)誤。

圖10  天平數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)錄

4.       結(jié)束語(yǔ)

新品EVA使用創(chuàng)新且先進(jìn)的技術(shù)解決了之前困擾大家的水分測(cè)量難題：FFA算法使得測(cè)量時(shí)間縮短至1分鐘以內(nèi)，多種配件適用不同溶解度的樣品，12萬(wàn)步驅(qū)動(dòng)器提升測(cè)量精度，專用方法直接測(cè)量副反應(yīng)樣品，LabX云存儲(chǔ)技術(shù)簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)管理。

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