王翠明(新疆鄯善吐哈石油天然气化工厂 838200)
顺酐铁含量分析时所用到的还原剂抗坏血酸很不稳定,只能保存10天,10天后重新配制,为延长抗坏血酸溶液的有效使用时间,节约试剂,提高工作效率,故提出对抗坏血酸的配制方法进行改进。
1.抗坏血酸的结构性质及变质机理
抗坏血酸(C6H8O6)),又称维生素C,无色片状或针状晶体味酸,溶于水,乙醇,不溶于乙醚,氯仿,苯,石油醚,和油脂,不耐热。纯品干燥时在空气中稳定,非纯品易被氧化,见光会慢慢变色,在水溶液中即很快分解,微迹量金属离子可加速其氧化,成为酮式结构。
(1)抗坏血酸的酸性:抗坏血酸属于不饱和多元醇内酯,由其结构式以看出,分子中的羰基和稀二醇结构,使羰基上的氢变的较易离解,因而其水溶液有较强的酸性(pH值在3.5~5.0之间)。
(2)抗坏血酸的氧化:
a金属离子对抗坏血酸的氧化作用:有关资料表明,在有微迹量金属离子存在时,抗坏血酸更易被催化氧化分解,金属离子与抗坏血酸的氧化还原反应机理,以Cu2+为例说明:反应过程中,Cu2+消耗量与加入的抗坏血酸量为1:1,Cu2+一部分被还原到Cu+,另一部分催化抗坏血酸自氧化为脱氢抗坏血酸。
我厂配药所用脱盐水中含微量Cu2+,K,+Na+,Fe,3+Al3+(控制指标为2mg/l),这些离子能严重的加剧抗坏血酸的氧化,因此其使用的有效期很短。为有效的解决抗坏血酸的使用期限问题,我们作了以下尝试。
1.消除金属离子对抗坏血酸的影响
在此,我们加入了EDTA,即乙二胺四乙酸,它是典型的有机金属络和剂,EDTA分子结构中含有络和能力很强的氨氮(..N←)和羧氧(-C∥-O-)这两种配位原子,与金属离子结合时有六个配位原子,可形成五个五元螯合环,具有很强的络合性能,能与多数金属离子形成稳定的络合物,将溶液中加入少量的EDTA可有效的将金属离子络和,而且反应的速度较快,形成的螯合物非常稳定。如下图示为EDTA与铜离子形成的鳌和物。
因此,在进行溶液配制前,我们对脱盐水进行了预处理,从而有效的祛除了脱盐水中的金属离子。
实验
⑴取1升脱盐水加入0.0005mol/L的EDTA溶液1L,将Cu2+Fe,3+Al3+等金属离子完全络合(初步估算所加EDTA过量)。
用1L0.0004mol/L的氯化铜和过量的EDTA络合,
⑶ 用0.001mol/L的NaOH溶液和过量的氯化铜产生氢氧化铜沉淀,将沉淀干燥后测定重量计算出沉淀中铜离子的含量,从而计算出和过量EDTA络合所用的铜离子的量,这样就能精确计算出处理1L脱盐水所用EDTA的量。实验数据在下表给出。
用量1L 1L 1L 1L试剂种类脱盐水EDTA溶液氯化铜溶液NaOH溶液试剂浓度/0.0005mol/L 0.0004mol/L 0.0010mol/L
干燥后Cu(H0)2沉淀质量 :0.02646g
反应过程为:CuCl2+NaOH=Cu(0H)2
EDTA+Cu=EDTA-Cu
由Cu(H0)2沉淀的质量计算出过量的EDTA的量为0.00023mol,由此,我们就能准确计算出我厂1L脱盐水需用EDTA0.04752g,就能恰好完全络合其中的金属离子。
综上所述,配制100ml抗坏血酸溶液需100ml脱盐水,此时就需要加入EDTA0.004752g,即4.0mg。
1.改进后的抗坏血酸在标准样品中的适用性测定
仪器
722分光光度计
试剂
(1)邻菲罗啉显色的标准比色液
2.实验方法
(1)吸光度的测定
以未加邻菲罗啉显色的标准比色溶液作参比,在波长510nm处,用分光光度计分别测定个每个显色标准比色溶液的吸光度。
(2)绘制标准曲线
以100ml标准比色溶液中所含铁的微克数为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
(3)其他实验条件不变,按以上步骤用改进法配制的抗坏血酸溶液制作校准曲线。
实验结果表明,用改进法配制的抗坏血酸溶液测定样品,其灵敏度,线性关系,相对误差,均符合技术要求。改进后的抗坏血酸溶液置棕色瓶中贮于冰箱中保存,至少可以稳定34天,既延长了使用时间,又节省了人力,节约了药品试剂的用量,从长远来看,在保证较高准确度的同时,节省了开支,又提高了工作效率。
[1]莎仁,韩明梅,金属催化抗坏血酸的反应动力学及其应用.武汉科技大学学报.2006.32(5).201-203.
[2]陈立军,抗坏血酸氧化还原反应的红外光谱分析.重庆师范学院学报.2003.17(1),41-43.