探討乙酰丙酮分光光度法測定水中甲醛的影響因素

王海豐

文章編號(hào)：2095-6835（2016）13-0092-02

摘 要：簡要討論了用乙酰丙酮分光光度法測定水中甲醛含量時(shí)的影響因素，即吸收波長、乙酰丙酮溶液的濃度、乙酸銨溶液的濃度、顯色加熱溫度和顯色劑保存時(shí)間，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：乙酰丙酮；分光光度；甲醛；顯色劑

中圖分類號(hào)：X832；O657.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.092

甲醛（HCHO，分子量30.03）為無色可燃?xì)怏w，有特殊的刺激性氣味，易溶于水、醇和醚。水溶液的濃度最高可達(dá)55%左右。通常情況下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的甲醛水溶液俗稱“福爾馬林”。隨著建筑裝修水平的提高，出現(xiàn)了各種新型材料，但是，這些都離不開甲醛這個(gè)中間體。究其原因，甲醛制備簡單，價(jià)格低廉，應(yīng)用性能好，可用于人造板、水性涂料、水性膠粘劑、水性處理劑、防腐劑和混凝土外加劑，等等。然而甲醛的揮發(fā)性比較大，對(duì)人體的皮膚和粘膜有一定的刺激作用，毒性比較大，含有甲醛的建筑材料會(huì)嚴(yán)重污染室內(nèi)空氣。目前，國內(nèi)還沒有更好的甲醛替代品，所以，只能控制建筑材料中游離甲醛的釋放含量。

建筑材料中的游離甲醛會(huì)嚴(yán)重影響人體健康，因此，要模擬實(shí)際情況，用純水吸收建材中的游離甲醛，制得甲醛水溶液，然后定量分析。

在測定水中的甲醛時(shí)，一般采用的是乙酰丙酮分光光度法。這種方法的選擇性好、準(zhǔn)確度高、實(shí)驗(yàn)成本低、安全易操作。但是，采用這種方法時(shí)，會(huì)有幾個(gè)因素影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。因此，本文著重探討了吸收波長、乙酰丙酮濃度、乙酸銨濃度對(duì)顯色的影響。當(dāng)然，顯色溫度、顯色劑的保存時(shí)間也是很重要的影響因素。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

在pH等于6的乙酸-乙酸銨緩沖溶液中，如果存在過量的銨鹽，那么，甲醛、銨離子、乙酰丙酮就會(huì)反應(yīng)，生成黃色絡(luò)合物。在一定范圍內(nèi)，黃綠色的色度與甲醛含量成正比，符合朗伯比爾定律。因此，可以在有色絡(luò)合物的最大吸收波長415 nm處測定其吸光度，根據(jù)吸光度比色定量。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

在實(shí)驗(yàn)中，用到的儀器有SP723型分光光度計(jì)、恒溫水浴鍋、50 mL的磨口錐形瓶、10 mm的比色皿。

1.3 試劑

乙酰丙酮溶液（0.4%）：將0.4 mL的乙酰丙酮（2，4-戊二酮）（GR）試劑溶解于100 mL的純水中，將此溶液置于2～5 ℃內(nèi)可以穩(wěn)定一個(gè)月。

乙酸銨溶液（20%）：將20 g乙酸銨（AR）試劑溶解于100 mL的純水中，搖勻暗儲(chǔ)。

甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.033 ug/mL）：將3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液置于1 000 mL的容量瓶中，用物質(zhì)的量濃度為1.064 mol/L的硫代硫酸鈉標(biāo)定，然后稀釋得到。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 最大吸收波長的選擇

由GB/T 17657—1999、GB 18582—2008、GB 18583—2008、GB 18580—2001可知，顯色產(chǎn)物呈黃色（略帶綠色），該顯色產(chǎn)物在412 nm、415 nm處存在最大吸收峰，所以，設(shè)定SP723型可見分光光度計(jì)為410～420 nm，設(shè)置波長間隔為1 nm，從而選擇波長，準(zhǔn)確量取10.00 mL質(zhì)量濃度為1.033 ug/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的乙酰丙酮溶液10 mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的乙酸銨溶液10 mL混勻，在60 ℃恒溫水浴鍋中加熱30 min。之后將其取出冷卻1 h，在各波長下，用10 mm比色皿測其吸光度。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

從表1中可以看出，波長為415 nm時(shí)，吸光度最好。此次實(shí)驗(yàn)選擇415 nm作為測定波長。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

2.2.1 乙酰丙酮溶液濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

在10個(gè)50 mL的磨口具塞三角錐形瓶中依次準(zhǔn)確加入10.00 mL質(zhì)量濃度為1.033 ug/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入不同濃度的乙酰丙酮溶液10 mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的乙酸銨溶液10 mL混勻，在60 ℃恒溫水浴鍋中加熱30 min。將其取出冷卻1 h，在415 nm波長下，用10 mm比色皿測其吸光度。結(jié)果如表2所示。

乙酰丙酮溶液是此反應(yīng)的顯色劑，當(dāng)乙酰丙酮含量不足時(shí)，吸光度比較低。當(dāng)乙酰丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.25%以上時(shí)，測定的吸光度基本趨于穩(wěn)定。

2.2.2 乙酸銨液濃度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

在10個(gè)50 mL的磨口具塞三角錐形瓶中依次準(zhǔn)確加入10.00 mL質(zhì)量濃度為1.033 ug/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入不同濃度的乙酸銨溶液10 mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的乙酰丙酮溶液10 mL混勻，在60 ℃恒溫水浴鍋中加熱30 min。將其取出冷卻1 h，在415 nm波長下，用10 mm比色皿測其吸光度，結(jié)果如表3所示。

對(duì)于乙酸銨溶液，將不同含量的乙酸銨試劑溶解于100 mL的純水中配制不同濃度的乙酸銨溶液。

乙酸銨和冰乙酸組成乙酸-乙酸銨緩沖液，在乙酸的作用下有效保護(hù)銨根離子，防止其變成氨水而揮發(fā)，從而降低銨離子的濃度。因此，必須有足量的銨離子和甲醛、乙酰丙酮反應(yīng)生成黃綠色絡(luò)合反應(yīng)。

2.2.3 顯色溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

在10個(gè)50 mL的磨口具塞三角錐形瓶中依次準(zhǔn)確加入10.00 mL質(zhì)量濃度為1.033 ug/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的乙酸銨溶液10 mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的乙酰丙酮溶液10 mL混勻，在恒溫水浴鍋中、不同溫度下加熱30 min。將其取出冷卻1 h，在415 nm波長下用10 mm比色皿測其吸光度。顯色溫度對(duì)吸光度的影響如表4所示。

水浴溫度越低，吸光度越低；水浴溫度越高，吸光度越高。當(dāng)達(dá)到一個(gè)合適的溫度后，其與吸光度接近，吸光度不會(huì)隨著溫度的增高而增高。

2.2.4 不同保存時(shí)間的乙酰丙酮溶液對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可知，將乙酰丙酮溶液置于冰箱內(nèi)冷藏可穩(wěn)定一個(gè)月，保存15 d的乙酰丙酮有吸收空氣中甲醛的作用，而空白值的增大對(duì)實(shí)驗(yàn)有較大的影響，特別對(duì)低濃度甲醛含量的樣品影響更大。所以，在日常檢測中，對(duì)于乙酰丙酮溶液，需低溫密封保存，且保存時(shí)間不要超過15 d，建議現(xiàn)配現(xiàn)用。

3 結(jié)論

用乙酰丙酮分光光度法測定水中甲醛，乙酰丙酮溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%，建議現(xiàn)配現(xiàn)用。另外，乙酸-乙酸銨緩沖液中的乙酸銨含量應(yīng)為25%，在進(jìn)行顯色反應(yīng)時(shí)，采用60 ℃加熱顯色30 min后再冷卻1 h，然后調(diào)整分光光度計(jì)的波長。結(jié)果顯示，在415 nm處測定其吸光度比較合適。

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〔編輯：白潔〕