便攜式拉曼光譜儀內標法快速測定乙酸濃度

薛紹秀 ，王江平 ，胡 宏 ，楊麗萍

（1．貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550001;2．貴州省經(jīng)濟與信息化委員會，貴州 貴陽 550001;3．甕福（集團）有限責任公司，貴州 福泉 550501）

便攜式拉曼光譜儀內標法快速測定乙酸濃度

薛紹秀1，王江平2，胡 宏3，楊麗萍3

（1．貴州大學化學與化工學院，貴州 貴陽 550001;2．貴州省經(jīng)濟與信息化委員會，貴州 貴陽 550001;3．甕福（集團）有限責任公司，貴州 福泉 550501）

利用激光拉曼散射原理，研究得到乙酸的特征峰（892cm－1附近），以硝酸的特征峰為內標，建立了一種醋酸濃度測定的新方法。在醋酸濃度為1%～60%范圍內，線性關系良好，線性方程為I＝4．4886x＋0．34312，相關系數(shù)r＝0．9997。該方法加標回收率為96%～107%。對樣品進行了測試，相對標準偏差分別為0．57%、0．42%、0．33%，說明了該檢測方法精密度高，是一種快速簡便的分析測定方法。

激光拉曼光譜儀;乙酸濃度;內標法

乙酸是一種重要的有機化工原料，廣泛應用于有機合成、醫(yī)藥、農藥等行業(yè)，乙酸含量還是研究溫室氣體、水體生物活動和調查化工廢水背景值等的重要項目。因為其是醋的主要成分，故又稱醋酸。醋酸為有機弱酸，常用檢測方法有化學分析法，紫外分光光度法，氣相色譜法，離子色譜法。

激光拉曼光譜法是一種新型的無損檢測技術，可用于樣品的定性、定量分析，這種檢測方法精確度高，快速、簡單且可重復，在一定條件下，拉曼信號的強度與待測物質的濃度成正比，但在實際檢測應用中，為消除儀器及外界條件的影響，選擇合適的內標物是很好的辦法，且便攜式拉曼光譜儀體積小，可用于現(xiàn)場分析。本文利用激光拉曼光譜法對乙酸水溶液進行了測定研究。以硝酸為內標物，利用乙酸的特征峰（982cm－1）與硝酸的特征峰（1045cm－1）的比值，對溶液中的乙酸含量進行測定，得到了乙酸水溶液濃度與相對強度比值的關系。本方法檢測結果的準確度和精密度良好，能夠滿足水體中醋酸含量測定的要求。

1 實驗部分

1．1 儀器

手持式拉曼光譜儀，儀器規(guī)格參數(shù):激發(fā)光源波長:785nm;激發(fā)光源輸出功率:0～300MW;FWHM 帶寬:0．2nm（標準），0．3nm（最大）;光譜覆蓋范圍:500～1800cm－1／785nm; 積分時間:20μs～300s;外形尺寸:125mm×223mm×85mm;重量:2400g;電源:可支持4h工作的充電電池。

1．2 實驗參數(shù)選擇

Integration＿Time:5000ms;Noise Threshold:4000;Power:medium。

1．3 試劑配制

分 別 取 2．5mL，5mL，7．5mL，10mL，12．5mL，15 mL，17．5mL，20mL，22．5mL，25mL，27．5mL，30mL 分析純乙酸于50mL容量瓶中，并各加入5mL分析純硝酸作內標物。

1．4 實驗方法

將配制好的不同濃度乙酸溶液倒入玻璃小瓶中，將小瓶放入樣品池中，然后以手持式拉曼光譜儀依次采集乙酸溶液拉曼譜和小瓶拉曼譜。用origin軟件進行數(shù)據(jù)處理，以硝酸特征峰為內標，做強度比值與乙酸濃度的曲線，并擬合方程。

2 結果與分析

2．1 冰乙酸拉曼光譜圖

圖1為冰乙酸的拉曼光譜圖，從圖中可以看出，冰乙酸在629cm－1和 892cm－1附近有較強的特征峰，892cm－1峰是由O－H面外彎曲振動所產(chǎn)生的，629cm－1是由C－H彎曲振動引起的。而1355 cm－1和 1442 cm－1是玻璃小瓶本身的峰。

2．2 內標物和定量峰的選擇

在對乙酸進行攝譜的過程中，由于樣品濃度不同，會引起散射指數(shù)的變化，另外溶液其它噪聲等因素，對拉曼譜峰都會帶來影響，通常需要加入內標物來消除一部分因素影響。對非水溶液，常用內標為四氯化碳（459cm－1），對水溶液，常用內標為硝酸根離子（1050cm－1）和高氯酸根離子（930cm－1）。本實驗考慮到高氯酸根離子的峰與乙酸特征峰非常靠近，因此選用硝酸根離子作為內標，得到很好的結果。

2．3 標準曲線繪制與線性范圍

對不同濃度的乙酸水溶液攝譜發(fā)現(xiàn) （如圖2所示），特征峰的強度隨著乙酸溶度的增加而增強。

將乙酸最強峰（892cm－1附近）與硝酸根離子的峰（1050cm－1附近）強度進行對比，得到表 1，通過origin軟件對數(shù)據(jù)進行線性擬合得到比值I與乙酸濃度C的關系見圖3。

2．4 重現(xiàn)性

用移液管分別精密量取 5mL，10mL，17．5mL 冰醋酸于50mL容量瓶中，各配制5份，結果見表2。

2．5 回收率測定

精密量取冰醋酸5mL于50mL容量瓶中，加入5mL硝酸作為內標物，加水稀釋至刻度，搖勻，作為回收試驗用空白溶液。分別精密量取9mL、10mL、11mL于50mL容量瓶中，定容。用便攜式拉曼光譜儀攝譜，將數(shù)據(jù)用origin進行處理，用標準曲線計算得到對應的醋酸濃度，計算回收率，結果見表3。

表3 回收率試驗結果Table3 result of recovery test

3 討論

本文提出了一種新的方法來檢測乙酸濃度，通過實驗、數(shù)據(jù)分析以及回收率實驗可知，用硝酸作內標精確度高，且這種方法具有制樣簡單、檢測快速、操作簡便等優(yōu)點，為快速準確的檢測乙酸濃度提供了一種新的簡單有效的方法。有很好的商業(yè)應用前景。

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Quantitative Determination of Acetic Acid by Handheld Raman Spectrometer and Internal Standard Method

XUEShao-xiu1， WANGJiang-ping2， HUHong3
（1．College of Chemical and Chemistry Engineering，Guizhou University， Guiyang550001，China;2．Guizhou Economy and Informatization Commission ，Guiyang550002，China;3．Wengfu （Group）Co．， Ltd．，F(xiàn)uquan 550501，China）

Based on the laser Raman scattering theory， the characteristic peak （892cm－1） of acetic acid was acquired，so a new determination method for the acetic acid was established using the nitric acid as the internal standard substance．There was a good linear relationship between the acetic acid and the relative intensity in the range of 1% ～60% ，the linear regression equation was I＝4．4886x＋0．34312， the correlation cofficent was 0．9997， the recoveries of standard addition was 96% ～ 107%and the relative standard deviation were 0．57%、0．42%、0．33%respectively．

laser Raman spectrometer;acetic acid concentration;internal standard

O 657.37

A

1671-9905（2011）08-0045-03

薛紹秀（1987-），女，貴州大學，在讀碩士研究生，精細化工，15285169364，xueshaoxiu＠163．com

2011-05-09