亞甲基藍(lán)試劑對(duì)吸藍(lán)量測(cè)定結(jié)果的影響

陳守清

（朝陽(yáng)市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所遼寧 朝陽(yáng) 122000）

亞甲基藍(lán)試劑對(duì)吸藍(lán)量測(cè)定結(jié)果的影響

陳守清

（朝陽(yáng)市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所遼寧 朝陽(yáng) 122000）

對(duì)不同廠家生產(chǎn)的技術(shù)指標(biāo)完全相同的亞甲基藍(lán)試劑，分別用烘干試劑和未烘干試劑進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析其對(duì)膨潤(rùn)土吸藍(lán)量測(cè)定結(jié)果的影響。

膨潤(rùn)土；吸藍(lán)量；亞甲基藍(lán)試劑；試驗(yàn)

1 前言

膨潤(rùn)土（Bentonite）又稱膨潤(rùn)巖、膨土巖、斑脫巖、般土、皂土，準(zhǔn)確的命名應(yīng)是以蒙脫石（一般結(jié)構(gòu)式為：Nax（H2O）4｛（Al2-x，Mgx）［Si4O10］（OH）2｝）為主要成分的黏土巖——蒙脫石黏土巖［1］。膨潤(rùn)土中除含蒙脫石外，另含少量長(zhǎng)石、石英、貝得石、方解石及火山玻璃［2］，可呈黃綠、黃白、灰、白色等。由于膨潤(rùn)土具有特殊的性質(zhì)，如膨潤(rùn)性、粘結(jié)性、吸附性、崔化性、觸變性、懸浮性以及陽(yáng)離子交換性［3］，所以廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，可做粘結(jié)劑、懸浮劑、觸變劑、穩(wěn)定劑、催化劑、凈化脫色劑、充填料、飼料等。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、輕工、鉆井泥漿、化妝品、藥品生產(chǎn)等24領(lǐng)域100多個(gè)部門中應(yīng)用，有300多個(gè)產(chǎn)品，因此，膨潤(rùn)土是一種價(jià)值高、用途廣的非金屬礦物，具有“萬(wàn)用粘土”之譽(yù)［4］。

分散于水溶液中的蒙脫石具有吸附亞甲基藍(lán)的能力，其吸附亞甲基藍(lán)的量稱為吸藍(lán)量，通常以100 g膨潤(rùn)土在水中飽和吸附無(wú)水亞甲基藍(lán)的量來(lái)表示，單位為g/100 g［5］。因此，吸藍(lán)量是評(píng)價(jià)膨潤(rùn)土中蒙脫石相對(duì)含量的主要技術(shù)指標(biāo)，膨潤(rùn)土中的蒙脫石含量越高，吸藍(lán)量越大。膨潤(rùn)土吸藍(lán)量的測(cè)定通常是用亞甲基藍(lán)試劑，美國(guó)鑄造學(xué)會(huì)（AFS）、美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）的文件中都規(guī)定使用美國(guó)藥典級(jí)（USP）亞甲基藍(lán)，分子式為C16H18ClN3S·3H2O，分子量373.90。美國(guó)藥典規(guī)定亞甲基藍(lán)干樣純度≥98%，日本標(biāo)準(zhǔn)（JISK 8897-1992）規(guī)定特級(jí)亞甲基藍(lán)的干樣純度為98.5%［6］，我國(guó)GB/20973《膨潤(rùn)土》［7］標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定所用亞甲基藍(lán)的純度為“分析純”，亞甲基藍(lán)的干樣純度≥98.5%。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上不同廠家生產(chǎn)的亞甲基藍(lán)試劑很多，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)純度均達(dá)到98.5%，但實(shí)踐證明，這些亞甲基藍(lán)試劑雖然標(biāo)注純度相同，但在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)膨潤(rùn)土吸藍(lán)量檢測(cè)的結(jié)果卻不同，且誤差很大。本研究對(duì)4個(gè)廠家生產(chǎn)的亞甲基藍(lán)試劑進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。

2 材料與方法

2.1材料

2.1.1試驗(yàn)樣品

4種不同生產(chǎn)廠家的分析純亞甲基藍(lán)試劑樣品均從市場(chǎng)采購(gòu)，分子式為C16H18ClN3S·3H2O，相對(duì)分子質(zhì)量373.9。

2.1.2主要儀器

天平（AB204N）：精度0.0001 g，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；磁力攪拌器（85-2）：上海浦東物理光學(xué)儀器廠；玻璃容量瓶：1000 mL，棕色；玻璃滴定管：50 mL，棕色；錐形燒瓶：250 mL；中速定量濾紙：Φ9 cm。

2.1.3試劑

焦磷酸鈉溶液：1%（m/m），沈陽(yáng)市聯(lián)邦試劑廠；試驗(yàn)用水：實(shí)驗(yàn)室三級(jí)蒸餾水。

2.2方法

2.2.1亞甲基藍(lán)樣品溶液配制

準(zhǔn)確稱取2.3380 g亞甲基藍(lán)樣品（樣品在使用前一直在干燥器中密封避光儲(chǔ)存），使其充分溶解于水，在1000 mL棕色容量瓶中用水稀釋至刻度，溶液濃度為0.006 mol/L。

2.2.2試驗(yàn)步驟

稱取已在105℃±3℃烘干2 h的膨潤(rùn)土試樣0.2 g±0.001 g，置于預(yù)先盛有50 mL水的250 mL錐形瓶中，使其潤(rùn)濕后，在磁力攪拌器上分散5 min；加入1%焦磷酸鈉溶液20 mL，繼續(xù)攪拌2 min-3 min；然后在電爐上加熱至微沸2 min，取下冷卻至25℃± 5℃。

在攪拌下用滴定管加亞甲基藍(lán)樣品溶液。第一次可預(yù)滴加約總量2/3的亞甲基藍(lán)溶液，攪拌2 min使其充分反應(yīng)，以后每次滴加1 mL-2 mL，攪拌30 s后用玻璃棒沾取一滴試液在中速定量濾紙上，觀察藍(lán)色斑點(diǎn)周圍是否出現(xiàn)淡藍(lán)色暈環(huán)。若未出現(xiàn)，則繼續(xù)滴加亞甲基藍(lán)溶液。當(dāng)開(kāi)始出現(xiàn)淡藍(lán)色暈環(huán)后，繼續(xù)攪拌2 min，再用玻璃棒沾取一滴試液在中速定量濾紙上，觀察是否還出現(xiàn)淡藍(lán)色暈環(huán)；若淡藍(lán)色暈環(huán)不再出現(xiàn)，繼續(xù)仔細(xì)滴加亞甲基藍(lán)溶液；若攪拌2 min后仍出現(xiàn)淡藍(lán)色暈環(huán)，表明已到終點(diǎn)，記錄滴定體積。

2.2.3計(jì)算方法

按公式（1）計(jì)算：

式中：

MBI-吸藍(lán)量，單位為g/100g；

C-亞甲基藍(lán)溶液濃度，單位為moL/L；

V-亞甲基藍(lán)溶液滴定量，單位為mL；

m-試樣質(zhì)量，單位為g；

319.85-無(wú)水亞甲基藍(lán)的摩爾質(zhì)量數(shù)值，單位為g/mol；

100-每g膨潤(rùn)土吸藍(lán)量換算成100g膨潤(rùn)土吸藍(lán)量的系數(shù)。

2.2.4允許差

取平行測(cè)定結(jié)果的算術(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果，兩次平行測(cè)定的相對(duì)偏差不大于2%。

3 結(jié)果與分析

3.1測(cè)定結(jié)果

3.1.1樣品指標(biāo)

4種亞甲基藍(lán)試劑分別確定為1號(hào)樣品、2號(hào)樣品、3號(hào)樣品、4號(hào)樣品，其亞甲基藍(lán)含量純度和雜質(zhì)含量標(biāo)注完全相同，具體指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1　4種分析純亞甲基藍(lán)試劑標(biāo)注技術(shù)指標(biāo)

3.1.2不經(jīng)過(guò)烘干處理的試驗(yàn)結(jié)果

分別用上述4種亞甲基藍(lán)樣品，不做烘干處理，按本文2.2.1規(guī)定的方法配制亞甲基藍(lán)溶液。以鑄造用膨潤(rùn)土為試驗(yàn)對(duì)象，同時(shí)取企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)樣和抽取樣品，分別以兩平行試樣進(jìn)行試驗(yàn)和計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　亞甲基藍(lán)樣品不經(jīng)過(guò)烘干處理的檢測(cè)結(jié)果

3.1.3經(jīng)過(guò)烘干處理的試驗(yàn)結(jié)果

為簡(jiǎn)化試驗(yàn)，僅以鑄造用膨潤(rùn)土抽取樣為試驗(yàn)對(duì)象。將上述4種亞甲基藍(lán)樣品放在恒溫干燥箱中，93℃烘干4h，用烘干的樣品分別進(jìn)行試驗(yàn)和計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　亞甲基藍(lán)樣品經(jīng)過(guò)烘干處理后的檢測(cè)結(jié)果

3.2分析

3.2.1不經(jīng)過(guò)烘干處理

表1顯示，4種亞甲基藍(lán)試劑標(biāo)注的純度及雜質(zhì)含量技術(shù)指標(biāo)完全相同。表2顯示，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)樣還是抽取樣，4種樣品的檢測(cè)結(jié)果截然不同；其中1號(hào)和2號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果比較接近，3號(hào)和4號(hào)樣品比較接近，但1號(hào)、2號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果與3號(hào)、4號(hào)樣品的差異較大；1號(hào)、2號(hào)3號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果在試驗(yàn)方法要求的誤差內(nèi)（相對(duì)偏差不大于2%），4號(hào)樣品的誤差超出方法的誤差要求；1號(hào)和2號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際較相符，3號(hào)和4號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際偏離較大。分析其原因：一是用滴定法檢驗(yàn)膨潤(rùn)土品質(zhì)時(shí)，可將分析純亞甲基藍(lán)近似視為純品，并不需要將吸藍(lán)量測(cè)定結(jié)果折算成為100%純度亞甲基藍(lán)的滴定量；二是目前國(guó)家還沒(méi)有統(tǒng)一的亞甲基藍(lán)試劑國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)原來(lái)有關(guān)試劑的部標(biāo)HBG 3394-60（現(xiàn)已降級(jí)為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）中規(guī)定指示劑含量不少于98.59%，我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 9221-1999《鑄造用濕型砂有效膨潤(rùn)土及有效煤粉試驗(yàn)方法》［8］和JB/9227-2013《鑄造用膨潤(rùn)土和粘土》［9］和GB/20973《膨潤(rùn)土》［7］標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定所用亞甲基藍(lán)的純度為“分析純”和“化學(xué)試劑”，意即亞甲基藍(lán)純度應(yīng)為≥98.5%，各生產(chǎn)廠家均按純度≥98.5%為依據(jù)制定了相應(yīng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，雖然標(biāo)注指標(biāo)相同，但用戶很難掌握其產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)；其三是檢驗(yàn)方法不規(guī)范，通過(guò)操作者用眼睛觀察藍(lán)色暈環(huán)的出現(xiàn)來(lái)確定終點(diǎn)，誤差比較大，使方法的準(zhǔn)確度和精確度受到限制；其四是沒(méi)有國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)樣，目前國(guó)家對(duì)膨潤(rùn)土吸藍(lán)量指標(biāo)還沒(méi)有設(shè)立統(tǒng)一的標(biāo)樣，這也是造成對(duì)吸藍(lán)量檢測(cè)結(jié)果判別誤差較大的關(guān)鍵因素之一；其五是樣品的穩(wěn)定度對(duì)測(cè)定結(jié)果也有影響。

3.2.2經(jīng)過(guò)烘干處理

有些企業(yè)為了提高亞甲基藍(lán)試劑的純度，采用烘干的方法進(jìn)行處理。表3顯示：①烘干的試驗(yàn)結(jié)果比未烘干的要低1%-6%，同樣存在誤差；②同樣是1號(hào)和2號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果比較接近，3號(hào)和4號(hào)樣品比較接近，但1號(hào)、2號(hào)樣品的試驗(yàn)結(jié)果與3號(hào)、4號(hào)樣品的差異較大；③3號(hào)樣品烘干后的試驗(yàn)結(jié)果比未烘干試驗(yàn)結(jié)果低6%，降幅較大，4號(hào)樣品與1號(hào)樣品試驗(yàn)結(jié)果降幅基本相同（2%），2號(hào)樣品降幅最?。?%）。

由于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的分析純亞甲基藍(lán)試劑烘干方法，所以烘干容易造成試劑結(jié)構(gòu)的破壞。本研究?jī)H為了對(duì)比分析而進(jìn)行烘干試驗(yàn)，在實(shí)際操作中，對(duì)分析純亞甲基藍(lán)試劑不進(jìn)行烘干處理，而是在計(jì)算測(cè)定結(jié)果時(shí)扣除水分，按100%純度來(lái)計(jì)算吸藍(lán)量的試驗(yàn)結(jié)果。

4 結(jié)論

（1）按照GB/T 20973［7］規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)定膨潤(rùn)土吸藍(lán)量，計(jì)算測(cè)量結(jié)果時(shí)會(huì)扣除分析純亞甲基藍(lán)試劑中的水分，按100%純度計(jì)算，因此，烘干與不烘干分析純亞甲基藍(lán)試劑的試驗(yàn)原理基本相同。

（2）盡管使用烘干與未烘干的分析純亞甲基藍(lán)試劑、操作者終點(diǎn)判定存在誤差、樣品的穩(wěn)定度三個(gè)因素對(duì)吸藍(lán)量的試驗(yàn)結(jié)果有影響，但不是關(guān)鍵因素。影響吸藍(lán)量的關(guān)鍵因素是分析純亞甲基藍(lán)試劑的純度等內(nèi)在質(zhì)量，因此，需要加強(qiáng)亞甲基藍(lán)試劑生產(chǎn)的行業(yè)規(guī)范，盡快建立膨潤(rùn)土吸藍(lán)量標(biāo)樣。在此基礎(chǔ)上，試驗(yàn)室在試驗(yàn)時(shí)，不能以生產(chǎn)廠家標(biāo)識(shí)的分析純亞甲基藍(lán)試劑的純度等指標(biāo)為依據(jù)，應(yīng)該選擇不同廠家的產(chǎn)品，在進(jìn)行充分比對(duì)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇穩(wěn)定性較好的分析純亞甲基藍(lán)試劑，以保證膨潤(rùn)土吸藍(lán)量測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

［1］季桂娟，張培萍，姜桂蘭.膨潤(rùn)土加工應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013：1-5.

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［3］龍威，樊自田，廖淑華.湖北梁子湖區(qū)膨潤(rùn)土鈉化和理化性能試驗(yàn)研究［J］.鑄造，2009，58（4）：376-379.

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［6］于震宗.吸藍(lán)量試驗(yàn)方法的探討［J］.鑄造，2001，50（4）：218-221.

［7］GB/T 20973-2007膨潤(rùn)土［S］.

［8］JB/T 9221-1999鑄造用濕型砂有效膨潤(rùn)土及有效煤粉試驗(yàn)方法［S］.

［9］JB/9227-2013鑄造用膨潤(rùn)土和粘土［S］.

Effect of Methylene Blue Reagent on Determination Results of Blue Uptake

Chen Shouqing
（Chaoyang Institute of Products Quality Supervision and Inspection,Chaoyang,Liaoning,122000）

The methylene blue reagents from different manufacturer with same technical indexes were compared as drying reagent and not drying reagent.And according to the experimental data,the effect on determination results of bentonite blue uptake was analyzed.

Bentonite；Blue Uptake；Methylene Blue Reagent；Test

TQ041.7

E-mail：13904218536@139.com

2015-05-06