聚丙烯酰胺中游離單體含量的測定

朱文亮

【摘 要】在酸性條件下，加入溴使其與丙烯酰胺的雙鍵發(fā)生邁克加成反應(yīng)[1]，過量的溴與碘化鉀作用析出單質(zhì)碘，以淀粉做指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液在中性或弱酸性介質(zhì)條件下滴定析出的碘。主要反應(yīng)式如下：

【關(guān)鍵詞】丙烯酰胺；邁克加成；介質(zhì)

0 引言

聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺經(jīng)低溫水溶液聚合而成的熱塑性水溶性樹脂，通常有粉狀和膠狀兩種形式[2]。其被作為水處理劑廣泛應(yīng)用與對水處理行業(yè)中，其具有投加量少、凈水效果好等特點(diǎn)，但是其聚合單丙烯酰胺有毒，因此在飲用水處理中使用受到很大的限制，有的國家規(guī)定對人的丙烯酰胺的容許攝入量為0.5μ；g/kg·體重[3]，但其凈水效果好，功不可滅，為了符合要求，保障生產(chǎn)安全。本文采用間接碘量法測定聚丙烯酰胺中單體丙烯酰胺的含量。

1 試劑和溶液

鹽酸（分析純）：1+1溶液；

碘化鉀（優(yōu)級純）：100g/L；

溴酸鉀（優(yōu)級純）；

溴化鉀（優(yōu)級純）；

溴：c（1/6 K BrO3）約為0.1000mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，免標(biāo)定，準(zhǔn)確稱取0.6959g的溴酸鉀（優(yōu)級純）于潔凈的燒杯中，加入4g溴酸鉀（優(yōu)級純），用蒸餾水溶解后，定量轉(zhuǎn)入250mL容量瓶，用水稀釋至刻度，搖勻。

可溶性淀粉（分析純）：5g/L 溶液；

硫代硫酸鈉（優(yōu)級純）：c （Na2S2O3）約為0.10mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。稱取Na2S2O3·5H2O 25g，溶于剛煮沸并冷卻后的1L水中，再加入Na2CO3約0.2g，將溶液保存在棕色瓶中，于暗處放置幾天后進(jìn)行標(biāo)定。

鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液c （1/6） =0.1000mol/L將K2Cr2O7在150～180℃烘干5h后于干燥劑中放至室溫保存。準(zhǔn)確稱取1.2258g K2Cr2O7于100mL燒杯中，加水溶解后，定量移入250mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。

2 儀器和設(shè)備

一般實驗室用儀器和棕色滴定管（酸式）：50mL。

滴瓶：30mL，碘量瓶

3 測定方法

3.1 Na2S2O3 溶液的標(biāo)定

準(zhǔn)確移取K2Cr2O7溶液25mL 3份，分別置于500mL碘量瓶中，加入10% KI溶液20mL，1mol/LH2SO4溶液20mL，塞上瓶塞在暗處放置5min待反應(yīng)完全，加入100mL水稀釋，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液由棕色轉(zhuǎn)變?yōu)榈S色時，加入5mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榱辆G色即為終點(diǎn)。記錄消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，計算Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。相對偏差不超過±0.2%[4]。

3.2 試樣的測定

用滴瓶以減量法稱量約6g（根據(jù)含量不同自行調(diào)整）試樣，精確到0.0001g。于預(yù)先加入20mL水的500mL的碘量瓶中，加入20.00mL溴標(biāo)準(zhǔn)溶液、5mL鹽酸溶液，搖勻，置暗處30min，取出，加入15mL碘化鉀溶液，搖勻，置暗處5min，取出，加入150mL水，立即以硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色時，加入約3mL淀粉繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失即為終點(diǎn)。

3.3 空白試驗

于500mL碘量瓶中，加入20mL水以下完全按照試驗的測定，從“加入20.00mL溴標(biāo)準(zhǔn)溶液”開始。

4 試驗影響因素

4.1 控制溶液的酸度

滴定必須在中性或弱酸性溶液中進(jìn)行。在堿性中將發(fā)生下列反應(yīng)：

S2O32- + 4I2 + 10OH- ═ 2SO42-+ 8I- + 5H2O

而且I2在堿性中會發(fā)生歧化反應(yīng)生成HOI及IO3-；在強(qiáng)酸性溶液中，溶液會發(fā)生分解反應(yīng)：

S2O32-+ 2H+ → SO2 + S↓ + H2O

4.2 防止的揮發(fā)和氧化

需防止的揮發(fā)和空氣中的O2氧化加入過量的KI可使I3-形成絡(luò)離子，且滴定時使用碘量瓶，不要劇烈搖動，以減少I2的揮發(fā)。I-被氧化的反應(yīng)隨著光照及酸度增高而加快。因此，在反應(yīng)時應(yīng)置于暗處，滴定前調(diào)節(jié)好酸度，析出I2后立即進(jìn)行滴定。

4.3 加入淀粉時間的影響

經(jīng)典方法表明加入淀粉應(yīng)在被滴定物質(zhì)被滴去95%以上即至淺黃色加入較好[4]。

5 結(jié)果計算

以質(zhì)量百分比數(shù)表示的游離單體（以CH2=CH-CONH2計）含量（X）-按下式計算：

V0：空白試驗所消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；

V1：測定試樣時所消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；

c：硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；

m：試樣的質(zhì)量；

0.03603g—1.00mL硫代硫酸鈉溶液[c（Na2S2O3）=1.00mol/L]相當(dāng)于丙烯酰胺的質(zhì)量。

6 結(jié)果與討論

經(jīng)實驗得：采用本方法可根據(jù)不同試樣（單體丙烯酰胺含量不同）稱取不同的量進(jìn)行實驗均取得的很好的效果，所以本方法對于一般的實驗室進(jìn)行對聚丙烯酰胺鑒定具有簡單，可靠等優(yōu)點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]胡宏汶，主編.有機(jī)化學(xué)[M].2版下冊.高等教育出版社，499-500.

[2]王緘，主編.化工辭典[M].4版.化學(xué)工業(yè)出版社，497.

[3]王光燾，等主編.城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃[M].中國建筑工業(yè)出版社，138-139.

[4]武漢大學(xué)，主編.分析化學(xué)實驗[M].3版.高等教育出版社，173-174，170.

[責(zé)任編輯：田吉捷]