閆希變
(南風(fēng)化工集團(tuán)技術(shù)中心,山西 運(yùn)城 044000)
脂肪酸甲脂磺酸鹽(MES)是采用天然可再生資源原料椰子油、棕櫚油等油脂,經(jīng)酯交換、磺化及中和等工序后得到的一種性能優(yōu)異的表面活性劑。因其具有優(yōu)良的鈣皂分散能力、低刺激性和良好的生物降解性等優(yōu)異性能,因而受到廣泛關(guān)注。
在MES的生產(chǎn)工藝中,酯化反應(yīng)階段及降低副產(chǎn)物二鈉鹽[1]含量都要加入甲醇。甲醇是一種易燃易爆的化學(xué)品,對人體有很大的危害,可使視神經(jīng)系統(tǒng)視網(wǎng)膜發(fā)生病變,過量吸入會使人失明,甲醇還能使人體造成嚴(yán)重性中毒[2]。因此,MES中甲醇的檢測顯得尤為重要。
目前,對于MES中甲醇含量的測定沒有國家標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)查詢相關(guān)資料,測定甲醇的主要檢測方法有分光光度法和氣相色譜法[3]。其中,氣相色譜法需要配置頂空進(jìn)樣器,儀器昂貴,不適合于實(shí)驗(yàn)室的普遍使用。甲醇的分光光度法測定有品紅亞硫酸比色法[4]和變色酸比色法[5]可供選擇,但由于體系影響變色酸比色法顯色隨濃度變化不明顯,所以選用品紅亞硫酸比色法測定取得了滿意的效果。該方法采用常用儀器設(shè)備,操作簡便、重現(xiàn)性好、線性范圍寬及靈敏度高,為測定MES中甲醇含量提供了一種科學(xué)的手段。
甲醇在磷酸溶液中被高錳酸鉀氧化成甲醛,其過量的高錳酸鉀用草酸還原。然后加入品紅亞硫酸,使之與甲醛起顯色反應(yīng)。從其呈現(xiàn)顏色的深淺與標(biāo)準(zhǔn)比較,比色測定試樣中甲醇的含量。
1.2.1 試劑
(1)高錳酸鉀-磷酸溶液:稱取高錳酸鉀3.0g、85%磷酸15mL,于70mL蒸餾水中充分溶解后,加蒸餾水定容至100mL,貯于棕色瓶內(nèi)保存待用。
(2)草酸-硫酸溶液:稱取無水草酸5g,溶于冷的硫酸(1+1)中,倒入100mL容量瓶中,用硫酸(1+1)稀釋至刻度,搖勻。
(3)品紅亞硫酸溶液:稱取堿性品紅0.1g研細(xì)后,加80℃熱蒸餾水60mL,迅速攪拌,溶解后放冷,逐漸加入100g/L亞硫酸鈉水溶液10mL,濃鹽酸1mL,加蒸餾水配成100mL,充分混勻,放置過夜。如溶液有顏色,可加少量活性炭攪拌后過濾,貯于棕色瓶中,置暗處保存。溶液呈紅色時應(yīng)棄去重新配制。
(4)標(biāo)準(zhǔn)甲醇溶液:準(zhǔn)確稱取甲醇1.000g于100mL容量瓶中,加蒸餾水稀釋至刻度,臨用時精確吸取10mL,用蒸餾水稀釋至100mL,此溶液濃度為1mg/mL。
1.2.2 儀器
25mL具塞比色管;721分光光度計(jì);蒸餾裝置一套;5mL、10mL移液管;100mL容量瓶。
1.3.1 樣品處理
準(zhǔn)確稱取0.5g試樣(稱準(zhǔn)至0.0002g)于蒸餾瓶中,加蒸餾水40mL溶解后加熱蒸餾,收集鎦液于100mL容量瓶中并用水定容至刻度,搖勻備用。
1.3.2 分析方法
精確吸取甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL,分別置于25mL比色管中,加蒸餾水至5mL,將上述各試管加高錳酸鉀-磷酸2mL,混勻,放置10min,再加草酸-硫酸溶液2mL,待褪色并冷卻后加品紅亞硫酸溶液5mL,加塞、搖勻,于20~25℃靜置30min,用2cm比色皿于590nm處以空白調(diào)節(jié)零點(diǎn),比色測定其吸光值。以標(biāo)準(zhǔn)溶液中甲醇含量為橫坐標(biāo),相應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo),繪制工作曲線。
準(zhǔn)確移取樣品(1.3.1)5mL置于25mL比色管中,然后同上“加高錳酸鉀-磷酸2mL——比色測定其吸光值”。根據(jù)吸光度值由工作曲線計(jì)算出測定的甲醇的質(zhì)量,求得樣品中甲醇的含量。
1.3.3 計(jì)算方法
樣品中甲醇的質(zhì)量百分含量X,按式(1)計(jì)算:
式中:m1—從工作曲線上查得甲醇的質(zhì)量,mg;m—試樣稱取量,g。
按分析步驟1.3.2配制溶液繪制其吸收光譜,在吸收波長范圍為500nm~650nm掃描。結(jié)果表明,最大吸收位于590nm。所以選擇最佳測試波長為590nm。
2.2.1 酸度對顯色劑的影響
配制品紅亞硫酸試劑時,酸度必須嚴(yán)格控制,加入的酸是1mL濃鹽酸。酸度過高或過低對品紅亞硫酸試劑影響很大,酸度過高時顯色劑本身顏色不易褪去,干擾測定結(jié)果;酸度過低時顯色淺、靈敏度降低。
2.2.2 亞硫酸鈉試劑對顯色劑的影響
配制品紅亞硫酸試劑時,加入100g/L亞硫酸鈉水溶液10mL和1mL濃鹽酸后,可加適量活性炭過濾至無色。如果顏色無法褪去,可能是亞硫酸鈉濃度不足或失效;如果顏色很快退去說明亞硫酸鈉過量,顯色會受影響。
取不同濃度的甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液于比色管中,依據(jù)實(shí)驗(yàn)選擇的最佳條件繪制工作曲線,從多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知,甲醇含量在0~1.0mg/15mL內(nèi)符合比爾定律,曲線回歸方程y=0.2037x-0.02833,相關(guān)系數(shù)γ=0.9986。
取6個不同甲醇含量的MES樣品,按照測定方法重復(fù)測定6次,精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1,方法精密度為1.33%~3.33%,可滿足實(shí)驗(yàn)要求。
表1 MES中甲醇的含量 單位:%
表2 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果
分別準(zhǔn)確稱取MES樣品按照上述方法測定甲醇,在待測液中分別準(zhǔn)確加入定量的甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液,回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2,測定回收率為91.3%~103.7%,準(zhǔn)確度可滿足實(shí)驗(yàn)要求。
采用品紅亞硫酸比色法測定MES中甲醇含量時,試劑的配制及使用條件均應(yīng)嚴(yán)格控制。依據(jù)本方法,實(shí)測樣品回收率為91.3%~103.7%、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=6)為1.33%~3.33%。此方法簡便快捷、精密度高、準(zhǔn)確度好,儀器設(shè)備簡單,為MES中甲醇含量提供了一個快速、可行的分析方法。
[1]蒲敏, 洪瑞金, 李娜. α-磺基脂肪酸甲酯(MES)的性能與應(yīng)用[J]. 寧波化工, 2009(1): 20-26.
[2]趙福岐, 陳小泉, 周秀艷. 甲醇及其對人體的危害[J]. 中國科技信息,2008(10):175.
[3]李俊玲. 頂空氣相色譜法測定化妝品中甲醇[J]. 中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志, 2007,17(8): 1429-1430.
[4]GB/T5009.48-2003. 蒸餾酒與配制酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法[S]: 405-406.
[5]《通用化工產(chǎn)品分析方法手冊》[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2002: 750-751.