在水(shuǐ)存在(zài)時，即(jí)樣(yàng)品中(zhōng)的(dí)水與(yǔ)卡爾費休試劑中的(dí)SO2與I2產(chǎn)生氧(yǎng)化還原反應。
I2 + SO2 + 2H2O → 2HI + H2SO4
但這(zhè)個反應是個(gè)可逆反(fǎn)應，當硫酸(suān)濃度(dù)達(dá)到0.05%以上時，即能發(fā)生(shēng)逆反(fǎn)應。如果(guǒ)我(wǒ)們讓(ràng)反應(yīng)按(àn)照(zhào)一(yī)個(gè)正方(fāng)向進(jìn)行(háng)，需(xū)要(yào)加(jiā)入適(shì)當(dāng)的(dí)鹼性物質(zhì)以中和反(fǎn)應(yīng)過(guò)程中生成(chéng)的(dí)酸(suān)。經(jīng)實(shí)驗證(zhèng)明(míng)，在體係(xì)中加(jiā)入(rù)吡(pǐ)啶，這樣(yàng)就可使反(fǎn)應向(xiàng)右進(jìn)行。
3 C5H5N+H2O+I2+SO2 → 2氫(qīng)碘酸吡啶(dìng) + 硫(liú)酸(suān)酐吡啶
生成硫(liú)酸酐吡啶不穩定，能(néng)與水(shuǐ)發生(shēng)反應，消耗(hào)一部分水而幹(gān)擾測定，為了使它穩(wěn)定，我(wǒ)們(mén)可加無(wú)水(shuǐ)甲醇(chún)。
硫(liú)酸酐(gān)吡(pǐ)啶 + CH3OH（無(wú)水） → 甲基(jī)硫(liú)酸吡啶(dìng)
我們把這(zhè)上(shàng)麵三步反應(yīng)寫成(chéng)總反應(yīng)式為：
I2+SO2+H2O+3吡啶+CH3OH → 2氫(qīng)碘酸吡啶+甲基(jī)硫(liú)酸吡啶
從反應式可(kě)以(yǐ)看(kàn)出1mol水(shuǐ)需要1mol碘，1mol二(èr)氧化硫和3mol吡啶及1mol甲(jiǎ)醇而產生2mol氫碘(diǎn)酸(suān)吡啶(dìng)，1mol甲(jiǎ)基硫(liú)酸(suān)吡啶(dìng)。這是(shì)理論上(shàng)的數(shù)據，但實(shí)際上，SO2，吡啶，CH3OH的用量都是過量(liáng)的，反應完(wán)畢(bì)後(hòu)多餘(yú)的(dí)遊離碘呈現紅(hóng)棕色(sè)，即(jí)可確定為到達(dá)終點。
I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10
2，卡(qiǎ)爾費休(xiū)試劑(jì)的配製與標定
若以甲(jiǎ)醇作溶劑，則試(shì)劑(jì)中I2，SO2，C5H5N（含(hán)水量在0.05%以(yǐ)下）三(sān)者的(dí)克分(fēn)子(zǐ)數比例(lì)為(wéi)：I2︰SO2︰C5H5N = 1︰3︰10
這種試劑有效(xiào)濃度(dù)取決於碘的濃度(dù)。新(xīn)配(pèi)製(zhì)的試劑其有效(xiào)濃(nóng)度不(bù)斷降低，其原因是由於試(shì)劑(jì)中各組(zǔ)分本身也含(hán)有一(yī)些(xiē)水分，但(dàn)試劑(jì)濃度降(jiàng)低的(dí)主要原(yuán)因是由(yóu)一些(xiē)副(fù)反(fǎn)應(yīng)引(yǐn)起的，較(jiào)高消耗了(liǎo)一(yī)部分(fēn)碘。
這也說(shuō)明了(liǎo)配製這種試(shì)劑(jì)要單(dān)獨(dú)配，分甲乙(yǐ)兩(liǎng)種試劑並(bìng)且分別貯(zhù)存(cún)，臨用時再(zài)混(hùn)合(hé)，而且要(yào)標定。但我國(guó)市(shì)場(cháng)上使用的卡爾(ěr)費休水份測(cè)定試劑(jì)，無(wú)論是(shì)單組份(fèn)的(dí)，還是雙組(zǔ)份的一(yī)般(bān)都由廠家已經(jīng)調配好的可(kě)直接使(shǐ)用產品，但由於卡(qiǎ)爾(ěr)費(fèi)休試劑是(shì)一(yī)種(zhǒng)很(hěn)不穩(wěn)定(dìng)的(dí)混(hùn)合(hé)物質(zhì)，因此(cǐ)用戶在使用時都必(bì)須(xū)進行(háng)標(biāo)定，以測定其真(zhēn)實的水當量數據。
卡爾(ěr)費(fèi)休法測定水(shuǐ)份，需要注意如下幾點(diǎn)：
① 此法(fǎ)適用(yòng)於多(duō)數有機樣品(pǐn)，包括食(shí)品(pǐn)中(zhōng)糖果，巧克力(lì)，油脂，乳糖(táng)和脫(tuō)水果蔬類(lèi)等(děng)樣品(pǐn)；
② 樣品(pǐn)中有強還原(yuán)性物料，包(bāo)括(kuò)維生素C的樣(yàng)品(pǐn)不(bù)能(néng)測(cè)定；樣(yàng)品(pǐn)中含有(yǒu)酮(tóng)，醛類物質(zhì)的，會與試(shì)劑發(fā)生縮酮(tóng)，縮醛(quán)反應(yīng)，必須采(cǎi)用的(dí)醛酮類試劑測(cè)試(shì)。對於部分在甲(jiǎ)醇(chún)中不溶(róng)解的樣品，需要另尋合適(shì)的(dí)溶劑溶(róng)解(jiě)後檢測，或(huò)者(zhě)采用卡(qiǎ)氏(shì)加熱爐將水份汽化(huà)後測(cè)定(dìng)。
③ 卡(qiǎ)爾費休(xiū)法不僅(jǐn)可測得樣品中的自(zì)由(yóu)水(shuǐ)，即此(cǐ)法測得結果更(gēng)客觀(guān)地(dì)反映出樣(yàng)品中總水(shuǐ)分含量。
④ 固(gù)體樣品(pǐn)細(xì)度以40目為宜，用(yòng)粉(fěn)碎(suì)機而不用研磨(mó)，防(fáng)止(zhǐ)水分損(sǔn)失。
