亞甲基藍分光法測定陰離子表面活性物質含量的方法
2023-05-27 20:46:06 1
專利名稱：亞甲基藍分光法測定陰離子表面活性物質含量的方法
技術領域：
本發明屬於化學分析技術領域，涉及一種採用分光光度法測量鹼金屬鹽、 鹼土金屬鹽以及鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，尤其 涉及一種亞甲基藍分光光度法測定固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫 氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法。
背景技術：
在固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物的製備過程中，為了 控制結晶過程、產品形貌和粒度分布、產品的聚集狀態和表面性質，往往要向 製備體系中加入添加劑，使用的添加劑以表面活性物質為主，在得到的產物中 往往含有一定量的添加劑，為了調節和控制製備過程及產品質量，認識在添加 劑作用下鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬氫氧化物的結晶機理，需要準確測 定產物中添加劑(尤其是表面活性物質添加劑)的含量。
對於環境水樣中陰離子表面活性物質的分光光度法測定已經有一些文獻 報導，其方法的原理大都是利用陽離子顯色劑與陰離子表面活性物質發生締合 反應。按照測定方法的不同可以將其分為兩類萃取光度法和水相直接顯色法。 萃取光度法是利用陽離子顯色劑與陰離子表面活性物質發生締合反應首先生 成締合物，然後將締合物萃取至有機相後在可見光區特定波長下測量吸光度
值。國家標準GB7494-37中對陰離子表面活性物質的測定就是先萃取，然後 用分光光度法進行測定，但此種方法操作相對複雜，而且萃取劑多是有毒物質。 水相直接顯色法存在測定體系穩定性差、幹擾因素多等問題。
上述兩種方法主要是針對環境水樣、飲用水、生活汙水中陰離子表面活性 物質含量的測定。固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或氫氧化物中，以及鹼金屬、鹼 土金屬離子溶液中陰離子表面活性物質含量的測定，由於受鹽濃度的限制，以 及幹擾離子的影響，現有的分析方法不能採用。目前還沒有一種成熟的方法適 合於固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質
發明內容
本發明的目的是提供一種亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽 或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法。
本發明亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧
化物中陰離子表面活性物質含量的方法，是先用質量濃度35 70%的硝酸水溶 液溶出固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中的陰離子表面活性 物質，配製成濃度為0.1 0.5 mol/L的溶液；向溶液中加入濃度為0.05-0.1 g/L 亞甲基藍溶液，使亞甲基藍與待測陰離子表面活性物質的物質的量的比為 4:1 1:1;並用醋酸-醋酸鈉緩衝溶液調節溶液的pH值在4.6-5.0之間；用分光 光度計測定溶液的吸光度；溶液的吸光度A扣除空白吸光度A。(空白吸光度 A。為不含陰離子表面活性物質的鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化 物溶液的亞甲基藍溶液的吸光度)後，與溶液中陰離子表面活性物質和亞甲基 藍形成的絡合物的含量呈線性關係；在0-0.05 g/L範圍內建立吸光度與絡合物 含量的直線關係方程；通過標準曲線得到溶液中陰離子表面活性物質的含量， 再通過換算得到固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬氫氧化物中陰離子表面 活性物質含量。
所述亞甲基藍溶液的配製將亞甲基藍用質量濃度20 50%的乙醇溶解， 配製成濃度為0.05~0.1g/L的亞甲基藍溶液。
所述醋酸-醋酸鈉緩衝溶液的配製將醋酸鈉用水溶解，配製成濃度為 1.0 2.0mol/L的溶液後，再用冰醋酸調節pH值至4.6 5.0，即得緩衝液。
所述吸光度的測定波長為200-900 nm。
所述標準曲線的繪製 (O取6個25 mL的容量瓶，分別加入濃度在0.1~0.5 mol/L的不含陰離 子表面活性物質的鹼金屬和鹼土金屬鹽溶液4mL,然後依次加入0、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5 mL的濃度為0~0.05g/L的陰離子表面活性物質溶液，pH值在 4.6 5.0之間的緩衝溶液2mL、濃度為0.05-0.1 g/L的亞甲基藍溶液4 mL，定 容，搖勻，放置2 7分鐘待測；
(2)將上述配製的標準溶液按照陰離子表面活性物質的含量由低到高的 順序，依次測定其吸光度值；溶液的吸光度A扣除空白吸光度A。後，與溶液 中陰離子表面活性物質與亞甲基藍形成的絡合物的含量呈線性關係；建立吸光 度與絡合物含量的直線關係方程，即標準曲線。
所述固體鹼金屬、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量，通過下式換算得到
、，CxV1 ，…
X =-x-x12.5
m 讓
C——從標準曲線上得到的陰離子表面活性物質的含量，單位mg/L
V——待測溶液的體積，單位mL
12.5——實驗過程中溶液體積換算倍數
M——固體樣品的初始重量，單位g
X——固體樣品中陰離子表面活性物質的含量，單位mg/g
本實驗的空白吸光度值較小，但是在計算陰離子表面活性物質含量時，樣 品的吸光度值還是要扣除空白吸光度，否則會對測定的結果帶來偏差。
所述鹼金屬為鋰、鈉、鉀；鹼土金屬為鎂、鈣、鍶、鋇；鹼金屬鹽為卣化 鋰、滷化鎂、滷化鉀、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、硫酸鋰、硫酸鈉、硫酸鉀； 鹼土金屬鹽為滷化鎂、滷化鈣、滷化鋇、滷化鍶、碳酸鎂、碳酸鈣、碳酸鋇、 碳酸鍶、鹼式碳酸鎂、硫酸鎂、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶；鹼土金屬的氫氧化 物為氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化鋇。
所述陰離子表面活性物質為羧酸鹽R-COONa、硫酸酯鹽R-OS03Na、磺 酸鹽R-S03Na、磷酸酯鹽R-OP03Na2 (R為有機基團)、鄰苯二甲酸氫鉀。
本發明也適合於鹼金屬和鹼土金屬離子溶液中陰離子表面活性物質含量 的測定。本發明與現有技術相比具有以下積極效果
1、 本發明的分析方法，成本低，分析過程簡單而快速，分析結果準確度 高、重現性好，可以解決目前鹼金屬和鹼土金屬鹽或氫氧化物中陰離子表面活 性物質含量難於測定的技術問題。
2、 Li+、 Na+、 K+、 Mg2+、 Ca2+、 Sr2+、 Ba2+、 Br國、Cl-、 r、 HP042-、 H2P(V、 Ac'、 N(V等離子的存在對測定均不產生幹擾，此外，Triton-lOO、 Tween-80、 異丙醇等的存在更有利於溶液吸光度的穩定。
3、 亞甲基藍溶液和亞甲基藍-陰離子表面活性物質混合溶液在一定時間內 吸光度穩定。
4、 亞甲基藍顯色劑價廉易得，其相關溶液易於配製，不受人為因素的幹擾。
圖1為含有十二烷基硫酸鈉的相關溶液的光譜掃描曲線
1——鹼式碳酸鎂的亞甲基藍溶液(以蒸餾水做參比，對應Ao)
2——含有十二烷基硫酸鈉的鹼式碳酸鎂的亞甲基藍溶液(以蒸餾水做參 比，對應A)
3——含有十二烷基硫酸鈉的鹼式碳酸鎂的亞甲基藍溶液(以試劑空白做 參比，對應A-A。，試劑空白即得到曲線l的溶液)
圖2為含有鄰苯二甲酸氫鉀的相關溶液的光譜掃描曲線
1——鹼式碳酸鎂的亞甲基藍溶液(以蒸餾水做參比，對應Ao)
2——含有鄰苯二甲酸氫鉀的鹼式碳酸鎂的亞甲基藍溶液(以蒸餾水做參 比，對應A)
3——含有鄰苯二甲酸氫鉀的鹼式碳酸鎂的亞甲基藍溶液(以試劑空白做 參比，對應A-A0，試劑空白即得到曲線l的溶液)
圖3為實施例1的標準曲線 圖4為實施例2的標準曲線
具體實施例方式
實施例一、測定鹼式碳酸鎂中十二烷基硫酸鈉的含量 1 、儀器和器皿 容量瓶25mL、 50 mL 量筒 10 mL
天平 量程220g ，感量0.1 mg 酸度計精度士O.Ol
紫外-可見分光光度計光度準確度±0.002 Abs
2、 試劑
亞甲基藍試劑 分析純 十二烷基硫酸鈉分析純 乙酸鈉 分析純 冰醋酸 分析純 乙醇 分析純
3、 實驗步驟
(1)溶樣準確稱取不含十二烷基硫酸鈉的鹼式碳酸鎂、及含有十二烷 基硫酸鈉的鹼式碳酸鎂樣品各2.5649 g，兩樣品的質量誤差控制在0.2 mg以內。用35%濃度的硝酸水溶液溶樣，溶樣過程在密閉的容器中進行，配製成鹼 式碳酸鎂濃度為0.129 mol/L的溶液。
(2) 醋酸-醋酸鈉緩衝液的配製取醋酸鈉5.4g，加水50mL使其溶解， 用冰醋酸調節pH值至4.6，再加水稀釋至100 mL，即得pH值為4.6的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液。
(3) 亞甲基藍溶液的配製稱取亞甲基藍0.0211 g，用20-50%乙醇進行 溶解，然後轉移至250 mL容量瓶中，加水定容，得濃度為0.0844g/L的亞甲
基藍溶液。
(4) 十二烷基硫酸鈉溶液的配製稱取0.1015 g十二垸基硫酸鈉，用蒸 餾水溶解，轉移至200mL容量瓶中，定容，得到濃度為0.5072 g/L的溶液。
(5) 測定波長的確定取25mL的容量瓶l個，往容量瓶中依次加入上 述不含十二烷基硫酸鈉的濃度為0.129 mol/L的鹼式碳酸鎂溶液4 mL，濃度為 0.0844g/L的亞甲基藍溶液4 mL，濃度為0.5072 g/L的十二垸基硫酸鈉2 mL， pH值為4.6的上述醋酸-醋酸鈉緩衝溶液2mL，然後定容搖勻，靜止4分鐘後 在200 900nm的波長區間進行光譜掃描，結果見圖1。
由圖1可見，在波長666 nm處的時候溶液的吸光度值存在差異，可以利 用這個差異，用標準曲線法來測定鹼式碳酸鎂中十二烷基硫酸鈉的含量。因此， 測定波長確定在666 nm。
(6) 標準溶液的配製取25 mL的容量瓶5個，在各個容量瓶中各加 入上述不含十二烷基硫酸鈉的濃度為0.129 mol/L的鹼式碳酸鎂溶液4 mL，上 述濃度為0.0844g/L的亞甲基藍溶液4mL，然後依次加入0.5、 1.0、 1.5、 2.0 、 2.5 mL的配製好的濃度為0.5072 g/L的十二烷基硫酸鈉溶液，pH值為4.6的 緩衝溶液2mL，最後定容至25mL，搖勻，得到標準溶液。
(7) 標準曲線的繪製將標準溶液放置4分鐘後，在666nm波長處測定 標準溶液的吸光度值，得到標準曲線方程
Aabs= -0,00319C +0.00085 (C: mg/L)， (R= 0.9980)
Aabs——標準樣品溶液的吸光度A扣除空白吸光度A。的差值
C——十二烷基硫酸鈉的含量，單位mg/L
U)待測樣品溶液的配製取25mL的容量瓶l個，加入上述含有十二 烷基硫酸鈉的濃度為0.129 mol/L鹼式碳酸鎂溶液4 mL，濃度為0.0844g/L的 亞甲基藍溶液4mL， pH值為4.6的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液2mL，最後定容至 25mL，搖勻，得到待測溶液；
8(9) 待測樣品溶液中十二垸基硫酸鈉含量的計算將上述待測樣品溶液
放置4分鐘之後，在666 nm波長處測定吸光度值。通過標準曲線得到待測樣 品溶液中十二烷基硫酸鈉的含量為5.1120mg/L
(10) 固體鹼式碳酸鎂中十二烷基硫酸鈉的含量計算按如下公式計算
1
y CxV
-xl2.5
;.1120 mg/L
25649誦
C——從標準曲線上得到的十二烷基硫酸鈉的含] V——配製溶液的體積，25 mL 12.5——實驗過程中溶液體積換算倍數 2.5649——鹼式碳酸鎂樣品的重量，單位g X——固體鹼式碳酸鎂中十二烷基硫酸鈉的含量，單位mg/g
l但
守本實施例固體鹼式碳酸鎂中十二烷基硫酸鈉的含量為
通過計算，
0.0498 mg/g，相對標準偏差為0.53%，回收率為98.7%。 實施例2、鹼式碳酸鎂中鄰苯二甲酸氫鉀的含量測定
1、 儀器和器皿 與實施例l相同
2、 試劑
將十二烷基硫酸鈉用鄰苯二甲酸氫鉀(基準)替換，其它與實施例1相同。
3、 實驗步驟
(1) 溶樣準確稱取不含鄰苯二甲酸氫鉀的鹼式碳酸鎂以及含有鄰苯 二甲酸氫鉀的鹼式碳酸鎂樣品各2.5649 g，兩樣品的質量誤差控制在0.2 mg 以內。用35%的硝酸水溶液進行溶樣，溶樣過程在密閉的容器中進行，配製成 濃度為0.129 mol/L的溶液。
(2) 醋酸-醋酸鈉緩衝液的配製與實施例1同。
(3) 亞甲基藍溶液的配製與實施例1同。
(4) 鄰苯二甲酸氫鉀的配製稱取鄰苯二甲酸氫鉀0.1021 g，用蒸餾水 溶解，轉移至200mL容量瓶中，定容，得到濃度為0.5102 g/L的溶液。
(5) 測定波長的確定取25mL的容量瓶l個，往容量瓶中依次加入不 含鄰苯二甲酸氫鉀的濃度為0.129 mol/L的鹼式碳酸鎂溶液4 mL，濃度為 0.0844g/L亞甲基藍溶液4 mL，濃度為0.5102 g/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液2 mL， pH為4.6的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液2 mL，定容搖勻，靜置4分鐘後在 200 900nm的波長區間進行光譜掃描，結果見圖2。由圖2可見，在波長332nm處的時候溶液的吸光度值存在顯著差異，可以利用這個差異，用標準曲線 法測定鹼式碳酸鎂中鄰苯二甲酸氫鉀的含量。因此，測定波長確定在332nm。
(6) 標準溶液的配製取25mL的容量瓶6個，在各個容量瓶中各加入 上述無鄰苯二甲酸氫鉀濃度為0.129 mol/L鹼式碳酸鎂溶液4 mL，濃度為 0.0844 g/L的亞甲基藍溶液4 mL，然後依次加入0、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5 mL 的配製好的濃度為0.5102 g/L的鄰苯二甲酸氫鉀溶液，pH值為4.6的醋酸-醋 酸鈉緩衝溶液2mL，最後定容至25mL，搖勻，得到標準溶液。
(7) 標準曲線的繪製將標準溶液放置4分鐘後，在波長332nm處測定 其吸光度值，得到標準曲線方程
Aabs = 0.05366C +0.00493， R= 0.9887。
Aabs——標準樣品溶液的吸光度A扣除空白吸光度A。的差值 C——鄰苯二甲酸氫鉀的含量，單位mg/L
(8) 待測樣品溶液的配製取25mL的容量瓶l個，加入上述含有鄰苯 二甲酸氫鉀的濃度為0.129 mol/L的鹼式碳酸鎂溶液4 mL，濃度為0.0844 g/L 的亞甲基藍溶液4mL, pH值為4.6的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液2mL,最後定容 至25mL，搖勻，得到待測溶液。
(9) 待測樣品溶液中鄰苯二甲酸氫鉀含量的計算將上述待測樣品溶液 放置4分鐘之後，在332 nm波長處測定其吸光度值。通過標準曲線得到待測 樣品溶液中鄰苯二甲酸氫鉀的含量為0.9177 mg/L
(10) 固體鹼式碳酸鎂中中鄰苯二甲酸氫鉀含量的計算按如下公式計算
formula see original document page 10
C——從標準曲線上得到的陰離子表面活性物質的含量，0.9177 mg/L V——配製溶液的體積，25 mL 12.5——實驗過程中溶液體積換算倍數 2.5649——鹼式碳酸鎂樣品的重量(單位g) X——固體鹼式碳酸鎂中鄰苯二甲酸氫鉀的含量(單位mg/g) 通過計算，測得本實施例鹼式碳酸鎂中鄰苯二甲酸氫鉀的含量為0.0896 mg/g，標準偏差為1.48%，回收率為103%。
其它固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性 物質含量的測定方法與實施例l、 2基本相同。
權利要求
1、亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽及鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於先用硝酸水溶液溶出固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中的陰離子表面活性物質，配製成鹼金屬或鹼土金屬離子濃度為0.1～0.5mol/L的溶液；向溶液中加入濃度在0.05～0.1g/L之間的亞甲基藍溶液，並用醋酸-醋酸鈉緩衝溶液調節溶液的pH值在4.6～5.0之間；用分光光度計測定溶液的吸光度；溶液的吸光度A扣除空白吸光度Ao後，與溶液中陰離子表面活性物質和亞甲基藍形成的絡合物的含量呈線性關係；通過標準曲線得到溶液中陰離子表面活性物質的含量，再通過換算得到固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量。
2、 如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或 鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於用質量 濃度35~70%的硝酸水溶液溶出鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物 中的陰離子表面活性物質。
3、 如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或 鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於所述亞 甲基藍溶液的配製將亞甲基藍用質量濃度20~50%的乙醇溶解，配製成濃度為0.05 0.1g/L的亞甲基藍溶液；亞甲基藍溶液的加入量為亞甲基藍與待測陰離子表面活性物質的物質的量的比為4:1 1:1。
4、 如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於所述醋酸-醋酸鈉緩衝溶液的配製將醋酸鈉用水溶解，配製成濃度為1.0~2.0 mol/L 的溶液後，再用冰醋酸調節pH值至4.6 5.0，即得緩衝液。
5、 如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或 鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於所述吸 光度的測定波長為200-900 nm。
6、 如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或 鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於所述標 準曲線的繪製-(1)取6個25 mL的容 瓶，分別加入濃度在0.1~0.5 mol/L的不含陰離子表面活性物質的鹼金屬和鹼土金屬鹽溶液4mL，然後依次加入0、 0.5、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5 mL的濃度為0~0.05g/L的陰離子表面活性物質溶液，pH值在 4.6 5.0之間的緩衝溶液2mL、濃度為0.05~0.1 g/L的亞甲基藍溶液4 mL，定 容，搖勻，放置2 7分鐘待測；(2)將上述配製的標準溶液按照陰離子表面活性物質的含量由低到高的 順序，依次測定其吸光度值；溶液的吸光度A扣除空白吸光度A。後，與溶液 中陰離子表面活性物質與亞甲基藍形成的絡合物的含量呈線性關係；建立吸光 度與絡合物含量的直線關係方程，即標準曲線。
7、如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或 鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於所述固 體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量， 通過下式換算得到-m 騰C——從標準曲線上得到的陰離子表面活性物質的含量，單位mg/L V——待測溶液的體積，單位mL 12.5——實驗過程中溶液體積換算倍數 M——固體樣品的初始重量X——固體樣品中陰離子表面活性物質的含量，mg/g。
8、如權利要求1所述亞甲基藍分光光度法測定鹼金i鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，其特徵在於所述陰離 子表面活性物質為羧酸鹽、硫酸酯鹽、磺酸鹽、磷酸酯鹽、鄰苯二甲酸氫鉀。
全文摘要
本發明公開了一種亞甲基藍分光光度法測定鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽及鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量的方法，該方法用硝酸水溶液溶出固體鹼金屬鹽中的陰離子表面活性物質，配製成濃度為0.1～0.5mol/L的溶液；向溶液中加入亞甲基藍溶液，並用醋酸-醋酸鈉緩衝溶液調節溶液的pH值在4.6～5.0之間；用分光光度計測定溶液的吸光度；溶液的吸光度A扣除空白吸光度Ao後，與溶液中陰離子表面活性物質和亞甲基藍形成的絡合物的含量呈線性關係；通過標準曲線得到溶液中陰離子表面活性物質的含量，再通過換算得到固體鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽或鹼土金屬的氫氧化物中陰離子表面活性物質含量。本發明分析方法實驗成本低，分析操作簡單，分析結果重現性好。
文檔編號G01N21/31GK101576481SQ20091002188
公開日2009年11月11日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者劉海寧, 卿彬菊, 葉秀深, 吳志堅, 權 李, 飛 葛, 敏 郭 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所