手工皂中测定甘油含量最佳条件的探究*

蔡贝虹，樊永婵，金智银，张莲姬,2

(1 延边大学理学院化学系，吉林 延吉 133002；2 延边大学化学国家级实验教学示范中心，吉林 延吉 133002)

皂作为备受人们喜爱的洗涤用品已有数千年的历史，在固体洗涤用品中香皂占主流，但市场上的香皂大都添加表面活性剂、起泡剂、增白剂等化学添加剂[1]。这种香皂缺乏皮肤所需要的营养成分，并且不含有甘油等具有滋润保湿作用的成分，是一种快捷的工业产品。近几年天然手工皂备受关注，特别是添加了对皮肤具有一定性能的天然植物提取成分的多功能手工皂，越来越受到人们的青睐[2]。手工皂是通过植物油和氢氧化钠，在较低温度下进行皂化反应而制作的，不仅保留植物油自身的营养成分，而且还能完整地保留制作过程中产生的甘油。因甘油具有良好的滋润保湿功能，故其含量可以作为衡量手工皂品质的一种重要指标，测定手工皂中的甘油含量对确保手工皂的品质具有重要意义[3]。

目前市场上手工皂的产品质量检测参照中华人民共和国轻工行业香皂的检测标准，如QB/T 2485-2008，但其标准中缺少对甘油含量的标准规定及检测方法。因此本文依据对甘油合剂中甘油含量的测定方法[4-5]，测定了手工皂中的甘油含量，并对其测定条件进行了优化，为检验手工皂的品质提供了一个可靠的参考[6]。

1 实 验

1.1 实验原理

碱性溶液中，甘油与Cu(OH)2悬浊液反应生成绛蓝色溶液。反应方程式如图1所示[7]。

图1 甘油和Cu(OH)2的反应方程式Fig.1 Reaction equation of glycerol and Cu(OH)2

该溶液在630 nm波长处有最大吸收峰。根据朗伯-比尔定律，配制不同浓度的甘油铜标准溶液，在630 nm波长处测定其吸光度，绘制标准曲线，再将手工皂与Cu(OH)2悬浊液作用测定其吸光度，代入回归方程，即可求出手工皂中的甘油含量。

1.2 材料、试剂与仪器

甘油，天津市科密欧化学试剂有限公司；硫酸铜(CuSO4)，天津市科密欧化学试剂有限公司；氢氧化钠(NaOH)，天津市科密欧化学试剂有限公司，以上试剂均为分析纯。

HH-2数显恒温水浴锅，金坛市科析仪器有限公司；80-2台式离心机，金坛市科析仪器有限公司；TU-1901紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；雷磁ZD-2自动电位滴定仪，上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.3 手工皂的制备方法

按照棕榈油18%、椰子油20%、橄榄油62%的质量分数称取植物油50 g[8]，准确称取7.477 g NaOH固体，溶解于22.431 g去离子水[9]中。在40 ℃条件下，将NaOH溶液缓缓倒入到植物油中，快速搅拌。待搅拌至现粘稠状，立刻倒入模具中，并放置于保温箱内48 h，然后倒出模具，将成品放置在干燥通风处2～3月，待皂成型[10]，即可。

1.4 溶液的配制

1.4.1 质量分数为5%的NaOH溶液的配制

准确称取5 g NaOH固体，加入95 g去离子水中，溶解后移入试剂瓶备用。

1.4.2 质量分数为3%的CuSO4溶液的配制

准确称取4.7 g CuSO4·5H2O，加入95.3 g去离子水中，溶解后移入试剂瓶备用。

1.4.3 不同浓度甘油溶液的配制

准确称取7 g甘油，加入93 g去离子水，振荡使其溶解，得到质量分数为7%的甘油溶液，以去离子水稀释。

1.4.4 甘油铜溶液的配制

在离心管中加入6 mL 5%的NaOH溶液、3 mL 3%的CuSO4溶液，3.2 mL不同浓度的甘油溶液，振荡使其混合均匀。

1.5 手工皂中甘油含量的测定

准确称取5 g手工皂，切碎放入烧杯中，加入49 g去离子水，放置于70 ℃恒温水浴锅中。待皂溶解，取3.2 mL完全溶解的皂液倒入离心试管中，加入6 mL 5%的NaOH溶液，3 mL 3%的CuSO4溶液，离心，取上层清液并测其吸光度，代入回归方程中，计算手工皂中甘油含量。

2 结果与讨论

2.1 甘油铜溶液的标准曲线

按照步骤1.4.3的方法配制6份质量分数分别为0.00%、0.66%、1.09%、1.97%、3.06%、3.94%的甘油溶液。在6支离心管中依次加入6 mL 5%的NaOH溶液、3 mL 3%的CuSO4溶液、3.2 mL不同浓度的甘油溶液。离心10 min(3000 r/min)，取上层清液，在630 nm处测定其吸光度。

由图2可得出，甘油铜溶液的标准曲线方程为：Y=0.34372X+0.02355，拟合度R2为0.98944，说明在甘油质量分数0.00%～3.94%范围内，其线性关系良好。

图2 甘油铜溶液的标准曲线Fig.2 Standard curve of glycerol copper solution

2.2 准确度试验

按照步骤1.4.3的方法配制5份质量分数分别为0.66%、1.09%、1.97%、3.06%、3.94%的甘油溶液，与Cu(OH)2悬浊液反应，离心，取上层清液，测定其吸光度，结果见表1。由表1可知，实验的相对误差在0.25%～0.45%之间，准确性良好。

表1 准确度试验测定结果Table 1 Measurement results of accuracy test

2.3 实验条件的探究

2.3.1 NaOH溶液pH对甘油铜溶液吸光度的影响

依次向6支离心管中加入6 mL pH为9.48、10.70、12.00、13.00、13.60、14.00的NaOH溶液，3 mL 3%的CuSO4溶液，3.2 mL 2%的甘油溶液，振荡使其混合均匀，离心，取上层清液，测定其吸光度。

由图3可知，在Cu(OH)2悬浊液的添加体积和Cu(OH)2悬浊液放置时间全部一致的情况下，随着NaOH溶液pH的增大，甘油铜溶液的吸光度也随之增大。在pH为14时，吸光度直线上升，故由此确定，NaOH溶液pH为14时是测定甘油含量的最佳条件。

图3 NaOH溶液pH对吸光度的影响Fig.3 Influence of pH of NaOH solution on absorbance

2.3.2 Cu(OH)2悬浊液的添加体积对甘油铜溶液吸光度的影响

将60 mL 5%的NaOH溶液和30 mL 3%的CuSO4溶液混合后得到Cu(OH)2悬浊液，分别在5支离心管中加入5 mL、7 mL、9 mL、11.25 mL、13.5 mL、15.75 mL、18 mL Cu(OH)2悬浊液和3.2 mL 2%的甘油溶液，离心，取上层清液，测定其吸光度。

由图4可知，在pH和Cu(OH)2悬浊液放置时间全部一致的情况下，随着Cu(OH)2悬浊液的添加体积的增大，甘油铜溶液的吸光度在逐渐下降。由此确定，Cu(OH)2悬浊液的添加体积为9 mL是测定甘油含量的最佳条件。

图4 Cu(OH)2悬浊液的添加体积对吸光度的影响Fig.4 Influence of addition volume of Cu(OH)2 suspension on absorbance

2.3.3 Cu(OH)2悬浊液的放置时间对甘油铜溶液吸光度的影响

将60 mL 5%的NaOH溶液和30 mL 3%的CuSO4溶液混合后得到Cu(OH)2悬浊液，分别放置0 min、15 min、30 min、60 min、120 min后取9 mL与3.2 mL 2%的甘油溶液反应，离心，取上层清液，测定其吸光度。

由图5可知，在Cu(OH)2悬浊液的添加体积和pH全部一致的情况下，随着Cu(OH)2悬浊液放置时间的延长，甘油铜溶液的吸光度逐渐下降。由此确定，使用放置0 min，即使用新制的Cu(OH)2悬浊液是测定甘油含量的最佳条件。

图5 Cu(OH)2悬浊液的放置时间对吸光度的影响Fig.5 Influence of placement time of Cu(OH)2 suspension on absorbance

2.4 手工皂中甘油含量的测定

采用步骤2.3实验条件的探究中确定的最佳实验条件，依据步骤1.5手工皂中甘油含量的测定中的方法，将得到的吸光度代入甘油质量分数-吸光度标准曲线，求得自制手工皂中甘油含量为20.21%。

3 结 论

本文在碱性条件下，利用甘油与Cu(OH)2悬浊液反应生成甘油铜绛蓝色溶液，从而引起溶液吸光度的改变的特点，采用分光光度法，绘制甘油质量分数-吸光度的标准曲线，以Cu(OH)2悬浊液放置时间，NaOH溶液的pH，Cu(OH)2悬浊液的添加体积为自变量，吸光度为因变量做了单因素实验，确定了测定手工皂中甘油含量的最佳实验条件：在波长为630 nm下，即新制的Cu(OH)2悬浊液，pH为14，Cu(OH)2悬浊液的添加体积为9 mL，配制完成立即使用，在此条件下测定结果灵敏度高、准确性好。

本文所确定的测定手工皂中甘油含量最佳实验条件，补充了手工皂的检验标准，为检验手工皂的品质提供了一个可靠的参考。