N-甲基吡咯烷酮純度檢測法之我見

楊 惠

（新疆維美化工有限責(zé)任公司，新疆 庫爾勒841000）

N-甲基吡咯烷酮純度檢測法之我見

楊 惠

（新疆維美化工有限責(zé)任公司，新疆 庫爾勒841000）

凱氏定氮法是一個(gè)國家通用標(biāo)準(zhǔn)，歷史悠久、成熟而經(jīng)典，在很多實(shí)驗(yàn)室都普遍采用。但對(duì)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件要求較高，而色譜分析法是在化學(xué)分析法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它們各有所長也各有其局限性。色譜法操作簡單、快速，但是在不確定樣品中雜質(zhì)組分的情況下，用此法分析是不準(zhǔn)確的。凱氏定氮法雖然操作難度大，但是用它進(jìn)行定量分析精度很高、準(zhǔn)確可靠。本文對(duì)兩法的測定細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述。

NMP純度；凱氏定氮法；色譜分析法；定量；定性

N-甲基吡咯烷酮?jiǎng)e名NMP，分子式：C5H9NO。該品為優(yōu)良高級(jí)溶劑，廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥、電子材料等領(lǐng)域?？捎米饕胰蔡釢?，合成氣脫硫，潤滑油精制，潤滑油抗凍劑，烯烴萃取劑，難溶工程塑料聚合時(shí)的溶劑，農(nóng)用除草劑，絕緣材料，集成電路制作，PVC尾氣回收，清洗劑，染料助劑，分散劑等，被稱為乙炔提濃的“血液”。由于它是一種重要的化工原料，結(jié)合本公司的實(shí)際情況，采用的驗(yàn)收方法是凱氏定氮法。下面就NMP純度所展開的探索性試驗(yàn)，分別對(duì)化學(xué)分析方法與色譜分析方法加以闡述。

1 NMP含量凱氏定氮法試驗(yàn)情況

1．1 試驗(yàn)過程

按標(biāo)準(zhǔn)對(duì)凱氏燒瓶等試驗(yàn)所需的玻璃儀器進(jìn)行了清洗、干燥。按規(guī)定要求配制了消化劑。在準(zhǔn)備好試驗(yàn)條件后，對(duì)NMP樣品進(jìn)行了測試，6次試驗(yàn)結(jié)果的平均值為97．7%。但在試驗(yàn)過程中存在異常現(xiàn)象：在每個(gè)樣品測試即將結(jié)束時(shí)，凱氏燒瓶底有一塊白色沉淀物質(zhì)，燒瓶受熱不均勻。懷疑可能溶劑中有其它有機(jī)雜質(zhì)。

經(jīng)分析，白色沉淀物質(zhì)可能是氫氧化鈉。經(jīng)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)人員提供的氫氧化鈉溶液的濃度偏高，導(dǎo)致蒸餾過程中形成白色片堿沉淀物，進(jìn)而導(dǎo)致蒸餾不完全，對(duì)測試結(jié)果造成了影響。

由于凱氏定氮裝置上方的“安全球”在蒸餾過程中會(huì)形成冷凝水，容易吸收少量氨氣，從而造成檢測結(jié)果偏低。為避免氨氣被吸收，將化驗(yàn)室凱氏定氮裝置上方的“安全球”去掉，改用塑料管直接連接。

在對(duì)試驗(yàn)條件優(yōu)化基礎(chǔ)上，對(duì)樣品和實(shí)驗(yàn)室購買的分析純NMP試劑 （NMP含量≥99．0%）進(jìn)行了對(duì)照試驗(yàn)，測試結(jié)果為：樣品的NMP含量為98．6%，實(shí)驗(yàn)室購買的NMP試劑的含量為98．5%。由于實(shí)驗(yàn)室購買的NMP試劑的含量理論上應(yīng)大于或等于99．0%，測試結(jié)果仍然偏低，說明測試條件仍然存在問題。

化驗(yàn)人員對(duì)整個(gè)試驗(yàn)過程中的所有可能影響測試結(jié)果的因素進(jìn)行了全面的分析。經(jīng)過反復(fù)確定，發(fā)現(xiàn)化驗(yàn)室的滴定管雖然經(jīng)過了計(jì)量所的檢定，但沒有進(jìn)行逐點(diǎn)校正，將會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的準(zhǔn)確度。采用同一根滴定管，用碳酸鈉基準(zhǔn)試劑對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度進(jìn)行復(fù)查。復(fù)查結(jié)果表明，在消耗滴定溶液30 mL左右時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定的濃度（0．1006 mol·L-1）相吻合，但在其它刻度上則誤差較大。通過固定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱樣量，將消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積固定在與NMP消耗量體積一致的方式來確定鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度，重新標(biāo)定后確認(rèn)鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度為0．1013 mol·L-1。將此濃度值對(duì)保留樣品和NMP試劑對(duì)照試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了重新計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下：保留樣品NMP的含量為99．3%，NMP試劑的含量為99．2%。

同時(shí)，對(duì)保留樣品的水分含量和γ-丁內(nèi)酯含量進(jìn)行了分析，結(jié)果如下：水分0．06%，γ-丁內(nèi)酯0．14%。

1．2 結(jié)論和注意事項(xiàng)

（1）凱氏定氮法是分析含氮物質(zhì)含量的經(jīng)典分析方法，在無其它含氮物質(zhì)干擾情況下，測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，完全可用于NMP含量分析。

（2）以圖1化驗(yàn)室改進(jìn)后的凱氏定氮測定裝置為檢測NMP含量的標(biāo)準(zhǔn)裝置。

（3）配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管應(yīng)逐點(diǎn)校正。

（4）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制所用基準(zhǔn)物最好采用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測試中心的有證產(chǎn)品。

（5）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制所用的脫鹽水應(yīng)確認(rèn)是否符合實(shí)驗(yàn)室三級(jí)水要求。

（6）消化劑由0．5 g硒粉，1g硫酸銅，20 g硫酸鉀混合組成。使用前消化劑應(yīng)進(jìn)行有效的磨細(xì)混勻。在稱取2 g消化劑時(shí)容易導(dǎo)致各組分含量不均勻，將對(duì)檢測結(jié)果造成影響。

（7）消化劑配方中的五水硫酸銅按規(guī)定應(yīng)在258℃條件下灼燒2～3 h。

凱氏蒸餾法—直接蒸餾測定蒸餾裝置圖見圖1。

圖1 凱氏蒸餾法測定裝置圖

2 NMP含量色譜法試驗(yàn)情況

2．1 試驗(yàn)情況

在化驗(yàn)室的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件下，分別用不同極性的DB－wax（0．32，0．53），DB－1701，DB－5MS共4根毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行試驗(yàn)，選定了DB－1701和DB－wax（0．32）色譜柱進(jìn)行樣品分析和實(shí)驗(yàn)室采購的分析純NMP試劑 （NMP含量≥99．0%）分析。在試驗(yàn)過程中，采用內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法進(jìn)行定量。試驗(yàn)結(jié)果表明，樣品色譜圖中未發(fā)現(xiàn)1．4-丁二醇色譜峰，表明樣品未受到1．4-丁二醇的污染。樣品分析色譜圖出峰情況表明，樣品具有較高的純度，但有不少未知的有機(jī)雜質(zhì)峰，峰面積相對(duì)NMP的峰面積非常小，表明有機(jī)雜質(zhì)的含量很低，試驗(yàn)中對(duì)這些雜質(zhì)峰中的γ-丁內(nèi)酯進(jìn)行了定量分析，測試結(jié)果為0．11%，其余雜質(zhì)峰無法進(jìn)行定性和定量分析。樣品和NMP試劑的對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果表明，樣品和試劑的相對(duì)峰面積基本一致，樣品和試劑中的NMP含量應(yīng)該非常接近。

2．2 結(jié)論和注意事項(xiàng)

（1）樣品的NMP含量和外購NMP試劑（NMP含量≥99．0%）的NMP含量非常接近，由于不知道分析純NMP試劑的NMP準(zhǔn)確含量，難以給出樣品中的NMP準(zhǔn)確含量。

（2）用色譜法進(jìn)行高含量有機(jī)物的定量分析時(shí)，采用測總有機(jī)雜質(zhì)含量差減的方法進(jìn)行樣品分析。如果不能對(duì)樣品中所有有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量，則色譜法的分析結(jié)果是不夠準(zhǔn)確的。

（3）如需采用色譜法進(jìn)行NMP的定量分析，需采用差減法，將溶劑中所有的有機(jī)雜質(zhì)和無機(jī)雜質(zhì)及水分全都扣除。按下式進(jìn)行計(jì)算：

（4）在未對(duì)所有有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行定性和定量前，色譜法只能用于NMP樣品的輔助分析，主要目的是監(jiān)測樣品中有無混入1．4-丁二醇等異常雜質(zhì)，尤其是含氮有機(jī)雜質(zhì)。

3 結(jié)語

凱氏定氮法是一個(gè)國家通用標(biāo)準(zhǔn)，歷史悠久、成熟而經(jīng)典，在很多實(shí)驗(yàn)室都普遍采用。而色譜分析法是在化學(xué)分析法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它們各有所長也各有其局限性。色譜法操作簡單、快速，但是在不確定樣品中雜質(zhì)組份的情況下，用此法分析是不準(zhǔn)確的。凱氏定氮法雖然操作難度大，但是用它進(jìn)行定量分析精度很高、準(zhǔn)確可靠。有些生產(chǎn)廠家把兩種方法結(jié)合起來應(yīng)用，把色譜分析法用于中控生產(chǎn)監(jiān)測（操作簡單、快速）；把凱氏定氮法用于產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)（進(jìn)行定量分析精度很高，準(zhǔn)確可靠）。由于每個(gè)生產(chǎn)廠家的色譜分析條件千差萬別，所以NMP的色譜分析方法也沒有統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，一種新檢驗(yàn)方法的建立，是要通過回收率試驗(yàn)來驗(yàn)證其方法準(zhǔn)確度后，才能進(jìn)行推廣和使用的，這里就不再深入探討了。以上只是個(gè)人的一些經(jīng)驗(yàn)之談，以期起到拋磚引玉的作用，與同行們共同探討、互相學(xué)習(xí)。

［1］GB 5009．5-2010， 食品中蛋白質(zhì)的測定 凱氏定氮法［S］．

Purity Determination Method of N-methyl Pyrrolidone

YANG Hui
（Xinjiang Uygur America Chemical industry Limited liability Company，Korla 841000，China）

The kelvin fixation of nitrogen was a national general standard，and generally used in many laboratories．But it had high requirement for the equipment and the experimental condition．The chromatography was developed based on chemistry analytic method and its operation was simple and fast，but it was inaccurate when the impurity component was not indefinite．Although the operation of kelvin fixation of nitrogen was difficult，but it had high accurately when the quantitative analysis was carried on．The determination details and the notices of these two methods were discussed．

NMP purity；kelvin fixation of nitrogen；chromatography；quota；qualitative＼

O 657.31

A

1671-9905（2011）06-0043-02

楊惠（1968-），女，四川人，畢業(yè)于新疆大學(xué)化學(xué)系應(yīng)用化學(xué)專業(yè)?，F(xiàn)就職于新疆維美化工有限責(zé)任公司任質(zhì)量分析工程師，化工工程師（中級(jí)），全國注冊(cè)質(zhì)量工程師（中級(jí)）。郵箱：wmhg11＠wmchemic．com

2011-03-23