謝玉艷,莫江敏,施先義
(廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院資源工程系,廣西 河池 547000)
乙二醛是一種重要的化學(xué)品,性質(zhì)活潑,用途非常廣泛。目前,我國生產(chǎn)乙二醛的方法主要有乙二醇氧化法和乙醛硝酸氧化法,乙二醇氧化法生產(chǎn)的乙二醛含有較多的甲醛雜質(zhì),大多采用除雜工藝除去大部分甲醛,尚有微量甲醛存在,如用于生產(chǎn)醫(yī)藥原料藥甲硝唑的中間體2-甲基咪唑,乙二醛中微量甲醛含量與收率成反比。因此,測定乙二醛中微量甲醛含量,提高乙二醛的質(zhì)量,對生產(chǎn)2-甲基咪唑的企業(yè)具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。對于常規(guī)的微量甲醛測定,有不少分析工作者都在進(jìn)行研究,主要有分光光度法[1-3]﹑色譜法[4]﹑電化學(xué)法[5]等。而乙二醛中微量甲醛,常規(guī)的方法無法測定,目前在國內(nèi)報(bào)道得非常少,巴斯夫染料化工有限公司研究人員提出了采用高效液相色譜法[6]進(jìn)行測定,但該法需要專門分析儀器高效液相色譜儀,操作也有點(diǎn)繁瑣。
筆者將大氣中甲醛含量的測定方法[7],即4-氨基-3-聯(lián)氨-5-巰基-1,2,4-三氮雜茂(以下簡稱AHMT)與甲醛起縮合反應(yīng),然后經(jīng)高碘酸鉀氧化成6-巰基-5-三氮雜茂〔4,3-b〕-S-四氮雜苯紫紅色化合物,應(yīng)用于測定乙二醛中微量甲醛含量,并研究了測定條件,據(jù)此建立了分光光度法測定乙二醛中微量甲醛含量的新方法。儀器要求簡單,易操作,測定結(jié)果滿意。
722N 型可見分光光度計(jì)。甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液(10μg·mL-1),氫氧化鉀溶液(5mol·L-1),AHMT溶液(0.5%),高碘酸鉀溶液(1.5%)。
以上所用試劑均為分析純,水為二次蒸餾水。
在10mL 具塞比色管中依次加入一定量的甲醛﹑5mol·L-1氫 氧 化 鉀 溶 液1.0mL﹑0.5%AHMT 溶液1.5mL,用水稀釋至刻度,搖勻,放置20min。加入1.5%高碘酸鉀溶液0.3mL,充分搖勻,放置5min(用秒表計(jì)時(shí))后用1cm 比色皿,以水作參比,在554nm處測量吸光度(注:在放置期間,將溶液放入比色皿,時(shí)間到后立即讀取吸光度)。
按照實(shí)驗(yàn)方法試驗(yàn),在不同波長下測量溶液的吸光度,并以波長λ 為橫坐標(biāo),吸光度A 為縱坐標(biāo)繪制吸收光譜圖如圖1 所示。從圖1 中可見,吸收光譜具有明顯的特征吸收峰,最大吸收波長為554nm,所以本實(shí)驗(yàn)選擇554nm 作為測定波長。
2.2.1 AHMT 用量的影響
從反應(yīng)理論可知,AHMT 用量必須過量。按照實(shí)驗(yàn)方法,取不同量的AHMT 溶液研究其影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,0.5%AHMT 溶液的用量增加吸光度也隨著上升,當(dāng)加入量為1.5~2.0mL時(shí),吸光度值比較大且穩(wěn)定。所以實(shí)驗(yàn)選用0.5%AHMT 溶液的量為1.5mL。
2.2.2 高碘酸鉀溶液用量的影響
要將縮合反應(yīng)物氧化完全,高碘酸鉀溶液用量必須過量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著高碘酸鉀溶液用量的增加,吸光度也增加,加入量小于0.2mL 時(shí),吸光度增加得較快,當(dāng)加入量大于0.2mL 時(shí),吸光度也增加,但增加得較為緩慢,為保證加入的高碘酸鉀溶液過量,又不至于過量太多,實(shí)驗(yàn)選擇加入1.5%高碘酸鉀溶液的量為0.30mL。
2.2.3 反應(yīng)溫度的影響
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,反應(yīng)溫度在20~35℃之間,操作正常順利,吸光度平穩(wěn)且最大,當(dāng)溫度大于35℃時(shí),吸光度降低迅速。因此,實(shí)驗(yàn)選用反應(yīng)溫度為室溫。
2.2.4 反應(yīng)時(shí)間的影響
按實(shí)驗(yàn)方法,考察了加入高碘酸鉀溶液后在不同的時(shí)間直接讀取吸光度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著時(shí)間的延長,顏色逐漸加深,吸光度也緩慢增加,體系不夠穩(wěn)定,因此工作曲線的顯色時(shí)間與測定樣品時(shí)的顯色時(shí)間必須嚴(yán)格一致,本實(shí)驗(yàn)選擇在加入高碘酸鉀溶液后的顯色時(shí)間為5min(用秒表計(jì)時(shí))即讀取吸光度。
根據(jù)文獻(xiàn)[7],乙二醛對本法測定甲醛含量無影響(也經(jīng)本實(shí)驗(yàn)多次證實(shí)),同時(shí)乙醛﹑丙醛﹑正丁醛﹑丙烯醛﹑丁烯醛﹑苯甲醛﹑甲醇﹑乙醇﹑正丙醇﹑正丁醇﹑仲丁醇﹑異丁醇﹑異戊醇﹑乙酸乙酯也無影響,本法抗干擾能力強(qiáng),選擇性好。因此,可以不需要對樣品進(jìn)行前處理,可直接進(jìn)行測定。
按照實(shí)驗(yàn)方法,準(zhǔn)確移取不同量的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液測量吸光度,繪制工作曲線,甲醛濃度在0~1.4μg·mL-1范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系,回歸方程為:A=0.4948C+0.049,(式中C 為比色管中甲醛的濃度,單位為μg·mL-1),相關(guān)系數(shù)為0.9956。
準(zhǔn)確稱取一定量的乙二醛樣品,進(jìn)行預(yù)測并確定取樣量,含量高的試樣進(jìn)行適當(dāng)稀釋。本實(shí)驗(yàn)是準(zhǔn)確稱取1g 乙二醛樣品于100mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。然后從容量瓶中準(zhǔn)確移取0.50mL 于10mL 具塞比色管中,以下按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測定。測定結(jié)果樣品中的甲醛含量為0.23%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2.57%(n=6),標(biāo)準(zhǔn)加入回收率在95.8%~108.7%之間。
本法采用一般的分析儀器就可以測定工業(yè)品乙二醛中微量甲醛含量,所需儀器簡單,特別適合中小企業(yè),操作易于掌握,測定準(zhǔn)確,符合工業(yè)分析要求,解決了長期以來無法測定工業(yè)品乙二醛中微量甲醛含量的問題。
本法的最大優(yōu)點(diǎn)在于抗干擾能力強(qiáng),選擇性好,不需要前處理,只是根據(jù)含量大小進(jìn)行預(yù)測并確定取樣量。缺點(diǎn)是隨著顯色時(shí)間的不同,吸光度也不同。因此,制作工作曲線時(shí)的顯色時(shí)間與測定樣品時(shí)的顯色時(shí)間必須嚴(yán)格一致,否則引起較大的誤差。
[1] HJ 601-2011,水質(zhì) 甲醛的測定:乙酰丙酮分光光度法[S].
[2] 柏林洋,李方實(shí).變色酸光度法測定甲醛的改進(jìn)[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊,2007,43(4):285-286.
[3] 蔡秀麗.酚試劑分光光度法測定啤酒中的甲醛[J].江蘇預(yù)防醫(yī)學(xué),2009,20(1):68-69.
[4] 陳笑梅,施旭霞,朱衛(wèi)建,等.高效液相色譜直接測定甲醛衍生物反應(yīng)條件的研究[J].分析化學(xué),2004,32(11):1498-1491.
[5] 賴曉綺,羅國添.催化動(dòng)力學(xué)電位法測定甲醛[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào),2003,19(6):564-566.
[6] 蔡樂民,朱小瑩.高效液相色譜法測定乙二醛中甲醛的含量[J].染料工業(yè),2001,38(3):47.
[7] GB/T 16129-1995,居住區(qū)大氣中甲醛衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法:分光光度法[S].