甘油铜分光光度法测定生物柴油转化率的研究.pdf
田红 李本卫
[摘 要]本文主要分析了如何应用甘油铜比色法测定甘油含量，探讨了测定的思路和测定的具体的原理，希望可以为今后的甘油铜比色法测定甘油含量的工作提供参考。
[关键词]甘油铜比色法，甘油，含量
中图分类号：TQ646 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0108-01
前言
在目前甘油铜比色法测定甘油含量的过程中，测定的手法和测定的流程会直接影响测定的效果，为此，我们有必要进一步分析甘油铜比色法测定甘油含量的具体的步骤和方法。
1、甘油概述
甘油，学名1，2，3-丙三醇，简称丙三醇，是一种无毒、无臭、无腐蚀性、无色或微黄色、味甜并具有较强吸湿性的透明粘稠液体。
甘油是重要的工业原料，在国防、化工、油漆、食品、日化、医药、农药及生物制品等领域有着广泛的应用。在食品领域，甘油是食品加工业中通常使用的甜味剂和保湿剂，能分解果汁、果醋和果酒等饮料中的苦涩异味，增进其香味，提升其品质和口感，甘油的含量是判断其品质的重要指标之一。在医学上，甘油是重要的药用辅料，被用作制剂中的润滑剂、湿润剂、注射剂或胃肠道用药的溶剂。在生活中，甘油被用于化妆品等产品的锁水、保湿和矫味。在工业上，甘油被用作化学原料或中间产物，制造合成树脂、塑料、油漆、硝酸甘油、油脂和蜂蜡等。在发酵行业中，甘油作为底物，是发酵液中生物合成的直接前体，会影响外源蛋白的启动表达效率，其含量的高低直接影响产物的发酵单位，是决定菌种取舍的重要指标，是提高工程菌的发酵密度，提高产品生产率的关键。在生物柴油生产中，它是副产物，其含量直接影响生物柴油的使用性能，是衡量生物柴油产品品质的重要指标之一。
2、Cu2+比色法研究现状
Cu2+比色法的测定原理是在碱性条件下（pH=11～12），甘油与Cu2+生成深蓝色络合物（甘油铜），该络合物在630nm波长下有最大吸收，用比色法即可对甘油进行测定。根据朗伯-比尔定律，配制一系列不同甘油含量的甘油铜溶液，在630nm波长处分别测定这些不同甘油含量溶液的吸光度，制作标准曲线，并得到回归方程。再用供试样品与Cu2+作用，测定吸光度，代入回归方程，得出甘油含量。
李盛林等通过此法测定生物柴油制备过程中产生的甘油，计算生物柴油的转化率。结果表明，当甘油的质量分数在3%～9%时，其与吸光度的线性关系良好（R=0.9984），平均回收率在101.1%；与气质联谱比较，相同生物柴油样品转化率的测定值差值小于0.1%。
阎杰等探讨了Cu2+比色法测定甘油含量的优化条件。结果表明，最佳测定条件为：取CuSO4溶液（0.05g/mL）1mL与碱液（0.05g/mL）3.5mL，摇匀，加入处理后的样品，振荡12min，过滤，然后在波长630nm处测定吸光度。实测显示，所建立的测定方法操作简单、速度快，相对误差为-1.33%～4.33%，变异系数为0.546%。
3、实验案例
硝化甘油是火药的主要能源成分之一，同时在火药中也起到溶解硝化棉的作用。在制造硝化甘油的废酸中含有一定量溶解的硝化甘油、甘油的低级硝酸酯，还可能含有少量游离状的硝化甘油。废酸在存放期间，低级硝酸脂能继续被废酸硝化，生成更多的硝化甘油，上浮到废酸面上。这种游离硝化甘油的存在是很不安全的，往往在废酸贮存、运输和脱硝处理时，造成急剧分解以致爆炸。
测定硝化甘油废酸中硝化甘油的含量有两个目的：（1）了解废酸成分，以杜绝不安全事故的发生；（2）物料平衡、提高产率提供必要的数据。目前，硝化甘油废酸中硝化甘油含量的测定还没有比较可靠的方法，本文采用比色法对测定硝化甘油的方法条件做了分析研究，测定结果的精确度能够满足对废酸进一步分析的需求。
3.1 仪器与试剂
分液漏斗（50mL）、移液管（25mL）、容量瓶（25mL、100mL）、量筒（100mL、1000mL）、滴定管（50mL）、比色试管（50mL）。
三氯甲烷（AR）、二苯胺（AR）、硝化甘油（AR）、浓硫酸（CP）、蒸馏水（电阻率为10.6Ω·cm左右）。
3.2 辅助试剂的配制
二苯胺浓硫酸的配制：将二苯胺和浓H2SO4按体积比4∶1混匀。
Fe（NH4）2（SO4）2溶液的配制：称取130g的（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O置于1L容量瓶中，加20mL的1∶4H2SO4溶液及850mL水，震荡摇晃使其溶解，加水稀释至刻度线，混匀。
3.3 标准溶液的配制
用纯硝化甘油配置标准溶液。设废酸的密度为ρg·mL-1，称取0.5ρg纯硝化甘油，置于100mL容量瓶中，以三氯甲烷溶解，稀释至刻度，混匀，得标准溶液A。取10mL标准溶液A，置于另一个100mL容量瓶中，以三氯甲烷溶解，稀释至刻度，混匀，得标准溶液B，则得出每毫升标准溶液B中含硝化甘油的量为0.0005ρg。
3.4 样品溶液的配制
用移液管吸取25mL废酸溶液试样，置于分液漏斗中，加入25mL三氯甲烷，激烈摇荡10min，加入用冰水冷却的蒸馏水，使三氯甲烷层下沉。分层后，将萃取液放入另一分液漏斗，加25mL水振摇洗涤，同样两次。用二苯胺浓硫酸试剂检验洗涤水，如不呈蓝色，即表示已经洗净。将萃取液放入25mL容量瓶中，已三氯甲烷稀释至刻度，混匀。
3.5 试验原理
硝化甘油在浓硫酸存在下，能与过量Fe（NH4）2（SO4）2作用，生成暗棕色的亚硝基硫酸亚铁络合物：
C3H（5ONO2）3+3H2SO4→C3H（5HSO4）3+3HNO32HNO3+6（NH4）2Fe（SO4）2→3Fe（2SO4）3+4H2O+2NO+6（NH4）2SO4
NO+（NH4）2Fe（SO4）2→Fe（NO）SO4+（NH4）2SO4因三氯甲烷易溶解油脂及橡膠类有机物而带黄色，本试验中不使用油脂及橡胶塞。分液漏斗的旋塞用浓H2SO4作为润滑剂。
4、结果与讨论
4.1 样品萃取溶剂的选择
废酸中含有一定量溶解的硝化甘油、甘油的低级硝酸酯，甘油的3种硝酸脂在溶剂中的溶解度不同。三氯甲烷是比较理想的萃取溶剂，能够有效溶解废酸中微量的硝化甘油。
4.2 试验测定
比色时用两支50mL带塞比色试管，各加入10mL浓H2SO4及1.5mLFeSO4亚铁溶液，在一支试管中加入三氯甲烷萃取液10mL，在另一试管中用滴定管加入标准液BVmL及三氯乙烷（10-V）mL，一起震荡摇晃几分钟，使其充分反应，静置分层后，比较硫酸层的颜色，判定硝化甘油的含量。可同时准备一系列标准试管，其级差为0.1mL。
4.3 验证试验
按照试验方法对3种已知的不同含量纯硝化甘油三氯甲烷溶液进行回收试验，平行测定6次，并计算加标回收率和相对标准偏差。
结果表明，采用本方法，硝化甘油的回收率在90.9%～92.2%之间，相对标准偏差（n=6）在2.4%～3.4%之间。
本工作建立了比色法测定硝化甘油废酸中硝化甘油的含量，获得了比较准确的结果，该方法具有操作简便、快捷、准确、可靠的特点，能够满足对硝化甘油废酸进一步分析的需求。
结束语
综上所述，要更好的应用甘油铜比色法测定甘油含量，就要掌握测定的具体的思路和方法，才能够进一步提升甘油铜比色法测定甘油含量的准确性，提高测量饿效果。
参考文献
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