浓硫酸中羟基乙酸的游离态含量及其总含量的测定.pdf

第3 6 卷第1 期 2 叭5 年2 月 能源化工 E 础r g yC 五e m i c o Zm d w t V V 0 1 3 6N o 1 F e b 2 0 1 5 浓硫酸中羟基乙酸的游离态含量及其总含量的测定 余维新，贾绘如，周拥华 ( 西南化工研究设计院有限公司，四川成都6 1 0 2 2 5 ) 摘要：针对水溶液电位滴定法无法将硫酸与羟基乙酸的滴定曲线突跃点分开，无法测定浓硫酸中 羟基乙酸的问题，采用非水溶液电位滴定法，使用丙酮作为溶剂，对含有浓硫酸的羟基乙酸样品中的游 离态羟基乙酸及其总含量进行了测定。以丙酮为溶剂，可以很好地将2 种酸的滴定曲线突跃点区分开 来，并能对游离的羟基乙酸做定量分析。此外，羟基乙酸自身容易失水生成二乙交酯和多交酯，通过碱 水解，再采用上述方法，可以测定出羟基乙酸盐的含量，即得到羟基乙酸的总含量。试验表明：该方法准 确性高、重现性较好、操作简便；但无法有效区分羟基乙酸和其他有机强酸。 关键词：羟基乙酸非水溶液电位滴定丙酮测定 中图分类号：T Q 2 2 5 4文献标识码：A文章编号：2 0 9 5 9 8 3 4 ( 2 叭5 ) 0 1 0 0 7 9 0 4 D e t e r m i n a t i o no ft h ef | e es t a t ea n dt O t a lc o n t e n to f g l y c o l i ca c i di nc o n c e n t r a t e ds u l f h r i ca c i d y u 耽如汛，皿4 胁府u ，Z 日0 Uy o ，动眦 ( T h eS o u t h w e s tR e s e a r c ha n dD e s i g nI n s t i t u t eo fC h e m i c a lI n d u s t I yC o ，L t d ，C h e n g d u61 0 2 2 5 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：B e c a u s ea q u e o u sp o t e n t i o m e t r i ct i t r a t i o nm e t h o dcann o td i s t i n g u i s ht h ej u m pp o i n to ft i t r a t i o nc u n r eo fg l y c o l i ca e i da n d s u l f h r i ca c i d ，s ot h ec o n t e n to fg l y c o l i ca c i di ns u h r i ca c i dc a nn o tb e d e t e c t e db ya q u e o u sp o t e n t i o m e t r i ct i t r a t i o n U s i n ga n h y d m u s p o t e n t i o m e t r i ct i t r a t i o n ，t h ef r e es t a t ea n dt o t a lc o n t e n to fg l y c o l i ca c i di nc o n c e n t r a t e ds u H h r i ca c i da r ed e t e c t e db yu s i n ga c e t o n ea sa s o l v e n t ，w h i c hc a nd i s t i n g u i s ht h ej u m pp o i n to ft h et w ok i n d so fa c i dw e l l F u r t h e r n l o r e ，g l y c o l i ca c i di t s e l fcane a s i l yc o n d e n s et og e n e r a t ed e h y d r a t i o ne s t e r sa n dl a c t i d e T h I D u g ha l k a l i n eh y d r o l y s i so ft h ee s t e r s ，t h e nu s i n gt h ea b o v ea n h y d m u sp o t e n t i o m e t ct i t r a t i o n m e t h o d ，t h ec o n t e n to f9 1 y c o l i ca c e t a t ec a nb em e a s u r e d ，s ot h et o t a la m o u n to fg l y c o l i ca c i dcanb ed e t e c t e d T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e m e t h o dh a sa d v a n t a g e so fh i g ha c c u m c y ，g o o dI p m d u c i b i I i t ya n ds i m p I eo p e r a t i o n ，b u tc a nn o td i s t i n g u i s hg l y c o l i ca c i df o mo t h e ro r g a n i cs t r o n ga c i d K e yw o r d s ：g l y c o l i ca c i d ；a n h y d r o u sp o t e n t i o m e t r i ct i t r a t i o n ；a c e t o n e 羟基乙酸( h y d r o x y a c e t i ca c i d ) ，又名乙醇酸 ( g l y c o l i ca c i d ) ，是最简单的d 一羟基酸。它是一种 重要的大宗精细化工中间体和化工产品，广泛应用 于粘合剂、金属清洗、生物降解材料、染色、纺织，而 且是个人护理产品的重要组成成分。 收稿日期：2 0 1 4 一0 9 2 9 。 作者简介：余维新( 1 9 8 1 一) ，男，湖北远安人，硕士研究生，高级工 程师，现从事催化剂的研制与有机合成等相关工作。 + - ”卜”- _ 卜“卜”- _ 卜“- 卜“卜”+ “+ “+ “+ ”卜”- 卜”卜”卜“卜“+ _ “卜“卜”卜”卜”+ ”+ ”+ “+ n + ”+ “+ “+ + ”+ “+ ”+ ”+ “+ “+ ”+ + “+ “+ + + + + + ”+ 3 结论 通过试验，确定了最佳色谱条件：流动相为体 积分数3 的C H ，0 H 与体积分数9 7 的0 0 5m o L L K H ：P 0 。( p H = 2 7 ) 缓冲溶液，流速0 5m L m i n ，柱 温4 0 ，检测波长2 1 5n m ，进样量1 0 止。在此条 件下，可对循环水中的甲酸、乙酸进行快速的测定， 并且具有很好的精密度和准确度。 参考文献 2 H E R L I H YLJ ，G A L L O W A YJN M I L L SAL B a c t e r i a l u t i l i z a t i o n o ff b n n i ca n da c e t i ca c i di nr a i n w a t e r J A t m o s p h e r i cE n v i r o n m e n t ，1 9 8 7 ，2 1 ( 1 1 ) ：2 3 9 7 2 4 0 2 L E G R A N DM S A I G N EC F o r m a t e a c e t a t ea n dm e t h a n e s u l f o n a t em e a s u r e m e n t si na n t a r i c i c e ： S o m e g e o c h e m i c a li n p l i c a t i o n s J A t m o s p h e r i cE n v i m n m e n t ， 1 9 8 8 ，2 2 ( 5 ) ：1 0 1 1 1 0 1 7 万方数据 8 0 能源化工2 0 1 5 年第3 6 卷第1 期 目前已有很多定性或定量分析羟基乙酸的方 法，如比色法、气相色谱法旧J 、高效液相色谱 法。5 j 、化学发光法MJ 、离子色谱法o7 | 、毛细管电泳 法旧。9 1 等，这些方法各有优点和不足。比色法操作 简便、快速，但定量分析的准确性不高；气相色谱法 具有较高的灵敏度，但往往需要经过衍生化处理， 且干扰大；电致化学发光法具有灵敏度高、反应易 控制、抗干扰能力强等优点；高效液相色谱和离子 色谱法的溶剂消耗量大，且离子色谱需要专门的仪 器配合使用；毛细管电泳在分析有机酸时具有高 效、快速及试样量少等优点。 采用甲醛羰基化法合成羟基乙酸的过程中，需 要选用硫酸、盐酸或磷酸等强酸作为催化剂，笔者 发现采用水溶液电位滴定法无法将浓硫酸和羟基 乙酸滴定曲线突跃点区分开( 主要原因是2 种酸在 水介质中的酸性接近) ，因此需用其他合适的溶剂 取代水来将这2 种酸的相对强度有效分开。本试验 采用非水溶液电位滴定法，使用丙酮作为溶剂，对 含有浓硫酸的羟基乙酸样品中的游离态羟基乙酸 及其总含量进行了测定。 1 试验 1 1 游离态羟基乙酸的测定 1 1 1 试验原理 惰性溶剂无明显的酸碱性，不参与质子转移反 应。当物质溶解在惰性溶剂中，各种物质的酸碱性 差异得以保存，故惰性溶剂具有良好的区分效应， 丙酮属于这类惰性溶剂。本试验利用丙酮的区分 效应，测定硫酸介质中游离态的羟基乙酸的含量。 1 1 2 主要仪器与试剂 主要仪器：瑞士万通酸碱滴定仪。 试剂：c ( N a 0 H ) = 0 1m o L L 氢氧化钠乙醇溶 液。配制方法为移取5m L 饱和氢氧化钠上清液至 10 0 0m L 容量瓶内，加入2 0 0m L 蒸馏水后用无水乙 醇稀释至刻线，并保证溶液不变混浊；邻苯二甲酸 氢钾，基准物质，在1 0 5 下烘干至恒重后使用。 1 1 3 试验步骤 1 ) 氢氧化钠乙醇溶液的标定。氢氧化钠乙醇 溶液中的乙醇易挥发，需经常用基准邻苯二甲酸氢 钾进行标定。在使用长时间不用的滴定仪前，应检 查滴定管是否有晶体析出，并及时清理，以免堵塞， 影响滴定。对于不含羟基乙酸的试样，如催化剂、 原料硫酸或不含硫酸的羟基乙酸粗产品、产品，均 可在水溶液下完成滴定，根据终点得到所需要的数 据。准确称取基准物质邻苯二甲酸氢钾0 1 5g ，精 确至0 0 0 01g ，加入适量蒸馏水，搅拌，使其完全溶 解；在电位滴定仪上用氢氧化钠乙醇溶液滴定至终 点，并做平行样，分别计算氢氧化钠的浓度，在误差 范围内，求其平均值，得到氢氧化钠的浓度。 氢氧化钠乙醇溶液的浓度按下式计算： 10 0 0 m ， c2 瓦n 万蒜 ( 1 ) 式中：c 氢氧化钠乙醇溶液的浓度，m o L L ； m 。称取的邻苯二甲酸氢钾的质量，g ； y ( N a 0 H ) 消耗氢氧化钠乙醇溶液的体 积，m L 。 2 ) 试样中游离态羟基乙酸的测定。称取0 1g 左右的试样( 主要组分为浓硫酸和羟基乙酸) ，并 精确到O 0 0 01g ，加人3 0m L 的丙酮溶液，在电位 滴定仪上分别得到硫酸和总酸消耗的体积，可进 一步得到游离态羟基乙酸的含量。滴定曲线见 图1 。 图1 反应液氢氧化钠滴定曲线 1 - 8 6 3 o 星 8 口 5 3 羟基乙酸的质量分数按下式计算： 7 6 0 5 c ( 儿一E ) 加1 = 责二二1 0 0 ( 2 ) 上U 玎L 2 式中：伽，羟基乙酸质量分数，； m ：称取的试样质量，