兩相滴定法測(cè)定醇醚羧酸鹽羧甲基度

韓建英

(中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院，山西 太原 030001)

醇醚羧酸及其鹽(AEC)是一種性能優(yōu)異的表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)中的羧基和EO 鍵使AEC 兼有陰離子和非離子表面活性劑的雙重性能，集溫和性、使用安全性、易生物降解性和多功能性于一身，可稱之謂環(huán)保型“綠色”表面活性劑。20 世紀(jì)80 年代以來，已引起國(guó)內(nèi)外的高度重視。目前，AEC 的應(yīng)用領(lǐng)域已擴(kuò)展到日化、紡織、印染、皮革加工、金屬處理、石油工業(yè)、工業(yè)及家用清洗等行業(yè)，應(yīng)用潛力巨大，市場(chǎng)前景良好。

AEC 是由醇醚和氯乙酸鈉在堿性條件下縮合而成，醇醚的羧甲基度是衡量AEC 生產(chǎn)工藝水平的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)方法采用離子交換法［1］對(duì)AEC 中非離子表面活性劑的含量進(jìn)行測(cè)定，手續(xù)繁瑣，測(cè)定一個(gè)樣品需一天時(shí)間，無法滿足工藝跟蹤檢驗(yàn)的要求。

醇醚羧酸鹽(AEC)兼有陰離子和非離子雙重特性，常規(guī)的陰離子檢測(cè)方法不能完全覆蓋該類活性物。本文參考有關(guān)文獻(xiàn)［2］，建立了兩相滴定法定量檢測(cè)AEC 的含量，以藏紅T 為指示劑，它與AEC結(jié)合形成紅色物質(zhì)進(jìn)入下層氯仿相，上層水相無色。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)陽離子氯代十六烷基吡啶(CPP)滴定時(shí)，陽離子首先結(jié)合自由AEC。當(dāng)自由AEC 被陽離子結(jié)合完之后，陽離子將奪取已形成有色物的AEC，而釋放出指示劑，于是顏色轉(zhuǎn)至水相(指示劑溶于水相，不溶于氯仿相)。實(shí)際操作中，取上下兩相顏色相同時(shí)為滴定終點(diǎn)。方法簡(jiǎn)單、快速，精密度和準(zhǔn)確度均好，能很好地滿足工藝要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

三氯甲烷、四硼酸鈉、硼酸、氯代十六烷基吡啶均為分析純;藏紅T，指示劑;月桂基硫酸鈉，基準(zhǔn)試劑;AEC，工業(yè)品。

ESJ 180-4 電子天平;實(shí)驗(yàn)室常規(guī)玻璃儀器。

1.2 溶液配制

1.2. 1 四硼酸鈉-硼酸緩沖溶液的制備 稱取19.1 g 四硼酸鈉溶于1 L 無離子水中，制成0.05 mol/L四硼酸鈉溶液。硼酸18.4 g 和氯化鈉2.92 g 溶于1 L 無離子水中，制成0.2 mol/L 硼酸溶液。

5.5 mL 四硼酸鈉溶液與4.5 mL 硼酸溶液混合，配制成緩沖溶液，18 ℃時(shí)pH=8.62。1.2.2 月桂基硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 稱取1.14～1. 16 g 月桂基硫酸鈉，稱準(zhǔn)至1 mg，溶解于200 mL水中，移入1 000 mL 容量瓶?jī)?nèi)，用水稀釋至刻度。溶液的摩爾濃度C 按下式計(jì)算:

式中 m——月桂基硫酸鈉的質(zhì)量，g;

1.2.3 氯代十六烷基吡啶0.005 mol/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備 稱取1.79 g 氯代十六烷吡啶，用1 000 mL無離子水溶解，存儲(chǔ)于磨口試劑瓶中。移取15.0 mL月桂基硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL 具塞量筒中，加入15 mL 四硼酸鈉-硼酸緩沖溶液，15 mL氯仿，10 mL 酸性混合指示劑，用氯代十六烷基吡啶標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至上層黃綠色，下層灰蘭色為終點(diǎn)。氯代十六烷基吡啶標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度按下式計(jì)算:

式中 C——氯代十六烷基吡啶標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，mol/L;

1.3 醇醚羧酸鹽羧甲基度的測(cè)定

稱取AEC 樣品0.4 g 于50 mL 燒杯中，加入無離子水40 mL，加熱溶解(50 ～60 ℃)，自然冷卻至室溫。用0.1 mol/L 的HCl 溶液調(diào)pH =8.6，定量轉(zhuǎn)移至250 mL 容量瓶中，用無離子水定容。

移取樣品溶液25.0 mL 于100 mL 具塞量筒中，加入氯仿15 mL，四硼酸鈉-硼酸緩沖溶液15 mL，藏紅T 指示劑1 mL，用氯代十六烷基吡啶標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至上下層顏色相同為終點(diǎn)。

其中:

式中 C——氯代十六烷基吡啶標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度，mol/L;

出料量、醇醚進(jìn)料量為生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 精密度

按照本文的操作程序，從稱樣開始，對(duì)A 樣品進(jìn)行6 次重復(fù)性測(cè)試，結(jié)果見表1。

表1 精密度Table 1 Precision

由表1 可知，方法的精密度良好。

2.2 準(zhǔn)確度

因醇醚羧酸鹽缺乏標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品，所以無法進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，本文通過如下方法對(duì)測(cè)定的準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)價(jià)。

按照本方法的操作程序，對(duì)B 樣品進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。結(jié)果為88.14%和88.20%，平均88.17%。

準(zhǔn)確稱取A 樣和B 樣各10 g 于100 mL 燒杯中，在電爐上小心加熱熔融，攪拌均勻，為C 樣，進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，結(jié)果為92. 25% 和92. 14%，平均92.20%。

A 樣96.08%，B 樣88.17%，平均92.13%和C樣的測(cè)定結(jié)果相差0. 08%。測(cè)定方法的準(zhǔn)確度良好。

2.3 干擾因素的考察

分別以0. 4 g 氯乙酸、醇醚和羥基乙酸替代AEC 樣品，按操作程序進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果顯示，它們均不干擾AEC 的測(cè)定。

2.4 方法對(duì)比

用離子交換法對(duì)A 樣測(cè)定3 次，其結(jié)果為95.76%，95.91%，95.67%，平均95.78%。

由表1 可知，用本法對(duì)A 樣的測(cè)定值為96.08%，兩種方法檢測(cè)結(jié)果相差0.31%，說明兩相滴定法完全可以代替離子交換法，用于AEC 含量的快速檢測(cè)。

3 結(jié)論

兩相滴定法測(cè)定醇醚羧酸鹽羧甲基度與傳統(tǒng)的離子交換法結(jié)果相差0.31%，但大量節(jié)省了分析時(shí)間。精密度、準(zhǔn)確度均能滿足方法學(xué)要求，不存在雜質(zhì)干擾，是測(cè)定AEC 含量及羧甲基度的理想方法。

［1］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 13173.3—91 洗滌劑中非離子表面活性劑含量的測(cè)定(離子交換法). 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.

［2］ Helmut W Stache. Anionic Surfactant［M］. New York:Marcel Dekker，Inc.，1996:346.