气相色谱法分析乙醇镁纯度

吴金海

(黑龙江大庆炼化公司,黑龙江大庆163411)

气相色谱法分析乙醇镁纯度

吴金海

(黑龙江大庆炼化公司,黑龙江大庆163411)

建立了乙醇镁纯度分析的气相色谱方法。将乙醇镁与盐酸水溶液反应,以异丙醇为内标物,利用气相色谱测定乙醇质量,进而计算乙醇镁样品的纯度。该方法的相关性为1.000000,相对偏差为0.0065%。

乙醇镁;乙醇;色谱分析

乙醇镁又称乙氧基镁,是一种重要的金属有机物,呈白色固体粉粒状。乙醇镁以其优异的物理化学性质获得了广泛的应用,可用来生产纳米氧化镁以制造精密陶瓷[1];或用来合成地美罗酸镁、酮咯酸氨丁三醇、双脂双苄生物素等药物[2～4];还是制备聚丙烯、聚乙烯等α-烯烃聚合催化剂的重要原料[5～10]。

目前,乙醇镁纯度的分析方法主要有灼烧法和滴定法[11,12],存在着过程繁琐、误差大、准确性低的缺点。作者建立了测定乙醇镁纯度的气相色谱方法,具有快速、准确的特点,对乙醇镁纯度分析方法的改进具有积极的意义。

1 实验

1.1 原理

乙醇镁是固态物质,不能直接采用气相色谱进行分析,但乙醇镁极易与水发生反应生成乙醇和氢氧化镁。根据乙醇镁的这一性质,可用气相色谱测定乙醇镁与水反应后生成的乙醇的量,通过计算即可获得乙醇镁的纯度。乙醇镁与水的反应方程式如下:

1.2 方法

1.2.1 色谱条件的确定

采用Agilent 6890型气相色谱仪,配置FID检测器、Agilent 19095N(30.0 m×330μm×1μm)毛细柱、安捷伦化学工作站,版本B.01.01C SR1。

样品采用1.5%的乙醇溶液,对气相色谱的进样口温度、检测器温度、色谱柱温度及色谱柱载气流量等参数进行研究,确定了适宜的色谱条件。

1.2.2 相关性实验

配制不同浓度的异丙醇、乙醇的盐酸溶液,进行分析方法的相关性实验。

1.2.3 精密度实验

准确称取0.1 g乙醇镁样品,准确加入5 mL内标液(2.0%异丙醇的盐酸溶液,盐酸浓度为2 mol· L-1),反应10 min后进行样品分析,采用5μL进样器,每次进样1μL。乙醇镁的纯度按下式计算:

式中:m1为气相色谱测定的乙醇质量,g;m2为样品质量,g。

2 结果与讨论

2.1 色谱条件的确定

2.1.1 进样口温度

在保持检测器温度210℃、色谱柱温度160℃、色谱柱载气流量1.1 mL·min-1的条件下,考察进样口温度对测定结果的影响,结果见表1。

表1 进样口温度对峰高的影响Tab.1 Effect of INJ temperature on peak height

由表1可知,当进样口温度在180～190℃时,样品的峰高最大且稳定。因此,确定进样口温度为180℃。

2.1.2 色谱柱温度

色谱柱的温度对样品的分离效果有直接影响,温度低,分离效果好但分离时间长、分离效率低;温度高,分离效果差。保持进样口温度180℃、检测器温度210℃及色谱柱载气流量1.1 mL·min-1的条件不变,考察色谱柱温度对测定结果的影响,结果见表2。

表2 色谱柱温度对峰高和保留时间的影响Tab.2 Effect of column temperature on peak height and retention time

由表2可知,当色谱柱温度在150～165℃时,样品的峰高最大且稳定,保留时间也较短。因此,确定色谱柱温度为160℃。

2.1.3 检测器温度

检测器的温度会直接影响样品信号的响应值。保持进样口温度180℃、色谱柱温度160℃及色谱柱载气流量1.1 mL·min-1的条件不变,考察检测器温度对测定结果的影响,结果见表3。

表3 检测器温度对峰高的影响Tab.3 Effect of detector temperature on peak height

由表3可知,当检测器温度在200～220℃时,样品的峰高最大且稳定。因此,确定检测器温度为210℃。

2.1.4 色谱柱载气流量

色谱柱载气流量直接影响着样品的分离效果和保留时间。保持进样口温度180℃、色谱柱温度160℃、检测器温度210℃的条件不变,考察色谱柱载气流量对测定结果的影响,结果见表4。

表4 色谱柱载气流量对峰高和保留时间的影响Tab.4 Effect of flowrate of carrier gas on peak height and retention time

由表4可知,当色谱柱载气流量在1.0～1.4 mL ·min-1时,样品的峰高最大且稳定,且保留时间较短。因此,确定色谱柱载气流量为1.1 mL·min-1。

2.2 气相色谱图

在进样口温度180℃、色谱柱温度160℃、检测器温度210℃、色谱柱载气流量1.1 mL·min-1的条件下进行分析,采用异丙醇为内标,异丙醇与乙醇的气相色谱图见图1。

图1 乙醇与异丙醇的气相色谱图Fig.1 GC spectra of alcohol and isopropylalcohol

异丙醇不仅能够完全溶解在乙醇的盐酸溶液中,而且与乙醇的性质相近,不与样品中的各组分发生反应。由图1可知,在确定的气相色谱条件下,乙醇的保留时间相对较短,异丙醇与乙醇的峰能够完全分离且保留时间相差较小。

2.3 分析方法的相关性(表5)

以峰面积比为纵坐标(y)、含量为横坐标(x),获得了线性方程,y=1.23471999x-2.489×10-16,计算分析方法的相关性为1.000000。

表5 分析方法相关性实验数据Tab.5 Experimental data of correlation of the method

2.4 分析方法的精密度

按1.2.3方法对乙醇镁纯度进行测定,5次实验数据分别为 98.56%、98.55%、98.56%、98.54%、98.55%,方法精密度实验的相对偏差 RD= 0.0065%。

2.5 讨论

乙醇镁与水反应时,生成的氢氧化镁不仅影响反应的速度,而且会使乙醇镁反应不完全。因此需加入适当助溶剂来保证乙醇镁与水迅速、完全地反应。助溶剂的选择以能够消除氢氧化镁而不与乙醇发生反应为标准,本研究选择加入适量盐酸,反应方程式如下:

Mg(C2H5O)2+2H2O+2HCl=MgCl2+2C2H5OH+2H2O

加入盐酸后,样品纯度分析结果的重复性明显提高,见表6。

表6 盐酸对分析结果的影响/%Tab.6 Effect of hydrochloric acid on analysis result/%

3 结论

建立了乙醇镁纯度分析的气相色谱方法。将乙醇镁与盐酸水溶液反应,以异丙醇为内标物,利用气相色谱测定乙醇的质量来计算乙醇镁样品的纯度。气相色谱采用聚乙二醇毛细管柱,在进样口温度为180℃、色谱柱温度为160℃、检测器温度为210℃、色谱柱载气流量为1.1 mL·min-1的条件下,该方法的相关性为1.000000,相对偏差为0.0065%。采用气相色谱法分析乙醇镁纯度具有速度快、重复性好的特点。

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Determination of Purity of Magnesium Ethylate by G as Chromatography

WU Jin-hai
(Heilongjiang Daqing Ref ining&Chemical Company,Daqing163411,China)

A gas chromatography method for determination of purity of magnesium ethylate has been established.For the reaction of magnesium ethylate with hydrochloric acid,the produced alcohol is quantitatively analyzed by gas chromatography with isopropylalcohol as internal standard,then the purity of magnesium ethylate can be calculated.The correlation coefficient and relative deviation of the method is 1.000000 and 0.0065%,respectively.

magnesium ethylate;alcohol;chromatographic analysis

O 657.7

A

1672-5425(2010)06-0092-03

2010-02-21

吴金海(1972-),男,黑龙江大庆人,硕士,高级工程师,主要从事聚丙烯产品及油田化学品研究工作。E-mail:wujinhai01 @163.com。