硝基苯含量检测方案确定.ppt

产品分析与仪器使用——硝基苯含量的检测方案确定指导教师：徐科任务• 1、硝基苯的物化性质• 2、硝基苯检测方法• 3、硝基苯检测方案的确定一、硝基苯的物化性质1、物理性质： 分子式C6H5NO2（结构如图）分子量123.11相对密度1.205(15/4℃)、 1.2037(20/4℃) 熔点5.7℃沸点210.9℃ 闪点87.78℃自燃点482.22℃蒸气密度4.25蒸气压0.13kPa(1mmHg44.4℃)无色 或淡黄色（含二氧化氮杂质）的油状液体 ，有像杏仁油的特殊气味纯净应为无色， 实验室制硝基苯由于溶有硝酸分解产生的二氧化氮而有颜色，除杂方式：加氢氧化钠溶液 分液）微溶于水，密度比水大; 易溶于乙醇、乙醚、苯和油遇明火、高热会燃烧、爆 炸2、化学性质硝基是强钝化基，硝基苯须在较强的条件下才发生亲电取代反应 ， 生成间位产物；有弱 氧化作用，可用作氧化脱氢的氧化剂硝基苯常用硝酸和硫酸的混合酸与苯反应制取主 要用于制取苯胺、联苯胺、偶氮苯等硝基苯毒性较强，吸入大量蒸气或皮肤大量沾染， 可引起急性中毒，使血红蛋白氧化或络合，血液变成深棕褐色，并引起头痛、恶心、呕吐 等 化学性质活泼，能被还原成重氮盐、偶氮苯等。

由苯经硝酸和硫酸混合硝化而得与硝酸 反应剧烈作有机合成中间体及用作生产苯胺的原料二、硝基苯检测方法测定硝基苯的方法主要有高效液相色谱法、气相色谱法、盐酸奈乙二胺比色法、阻抑动力 学光度法、示波极谱法、差分脉冲极谱法、电化学法㈠高效液相色谱法 ⑴实验部分 1、仪器及试剂 Waters 600 高效液相色谱仪( 美国Waters 公司) ;Waters 2487 紫外检测器( 美国Waters 公司) 甲醇( 色谱纯) ; 蒸馏水; 冰乙酸; 硝基苯 2、色谱条件 色谱柱: C18( 250mm *4.6mm, 5μm) 流动相: 甲醇：水：乙酸= 70：29：1 流￿￿ 速: 1.00mL/min 检测波长: 262nm 柱￿￿ 温: 30 ℃ 灵敏度: 1.0000AUFS3 、标准曲线的绘制精确称取硝基苯0.0290g, 置于50mL 容量瓶中,加甲醇溶解并稀释至刻度, 摇匀, 此溶液作 为标准溶液的母液从母液中精确吸取5.00mL 至50mL 容量瓶中, 加入水定容, 此溶液浓 度为58mg/L, 然后精确吸取1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL, 置于不同的10mL 容量瓶 中, 加入水定容, 制成浓度分别为5.8、11.6、17.4、23.2、29.0mg/L的标准溶液系列1。

从 5.8mg/L溶液中取5.00mL 至50mL 容量瓶中加水定容, 此溶液浓度为0.58mg/L, 然后精确吸取0.20、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL, 置于不同的10mL 容量瓶中, 制成浓 度分别为0.0116、0.0290、0.0580、0.116、0.174、0.232、0.2900mg/L的标准溶液系列 2, 将两个标准系列分别取20μL 进样用峰面积为纵坐标( Y) 对测得浓度进行回归得线性 方程 标准系列1：Y1 = 22347+ 318535X1相关系数r = 0.9998; 标准系列2：Y2= 1242+ 351347X2,相关系数r = 0.9995, 线性范围0.0116 ~ 29.0mg/L结果见图1、2由图1、2 可知, 峰面积与浓度成线性关系4、测含量取供试品在上述色谱条件下进行实验, 连续进样6 次, 计算其含量值⑵特点： 高效液相色谱法适用范围广，较多的应用于高沸点有机物的分析中，在实际使用中得到 了较好效果㈡、气相色谱法⑴实验部分⑵特点：气相色谱法采用电子捕获检测器有较高的灵敏度广泛应用于可以气化而不分解的物质的 检测中。

三、盐酸萘乙二胺比色法 ⑴实验方案1、仪器 (1)多孔玻板吸收管普通型 (2)空气采样器 流量范围为0.2～1.0L/min，流量稳定使用时，用皂膜流量计校准采样系 列在采样前和采样后的流量，流量误差应小于5% (3)具塞比色管 20ml(有10ml、15ml刻度线)，体积刻度应校正 (4)分光光度计 用30mm比色皿，在波长560nm下，测定吸光度 2、试剂 (1)吸收液 10%乙醇溶液 (2)9mol/L盐酸溶液 (3)锌粉 (4)2%硫酸铜溶液 (5)0.25%亚硝酸钠溶液 临用现配 (6)2.5%氨基磺酸铵溶液 临用现配 (7)0.5%盐酸萘乙二胺溶液 称量0.5g盐酸萘乙二胺溶解于水中，并稀释至100ml移于棕 色瓶中，放冰箱中，可保存一周 (8)标准溶液于25ml容量瓶中加入10ml 95%乙醇，盖塞，准确称量加入2滴硝基苯，盖 塞，再准确称量两次称量之差，即为硝基苯的质量然后，加乙醇至刻度，充分混匀 计算1ml溶液中硝基苯的含量(μg)临用时，用10%乙醇溶液稀释成1.00ml含10μg硝基苯 的标准溶液3、采样 用一个内装8ml吸收液的多孔玻板吸收管，以0.5L/min流量，采气50L。

长时间采样，乙醇 挥发，需随时补充记录采样时的温度和大气压力 4、分析步骤 ①标准曲线的绘制 按下表制备标准色列管 各管加入2ml水及1ml 9mol/L盐酸溶液，再加约0.2g锌粉及1滴2%硫酸铜溶液，摇匀，放 置10min用滤纸过滤至20ml比色管中，用少量水洗涤锌渣及滤纸至滤液总体积为15ml 各加0.5ml 0.25%亚硝酸钠溶液摇匀，放置10min再各加0.5ml 2.5%氨基磺酸铵溶液 ，振摇至无小气泡发生为止放置10min各管加1ml 0.5%盐酸萘乙二胺溶液，混匀放 置20min，用30mm比色皿，以10%乙醇作参比，在波长560nm下，测定吸光度，以硝基 苯的含量(μg)为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率以斜率 的倒数作为样品测定的计算因子Bs(μg) ②样品测定 采样后，将吸收液全部移入20ml比色管中用少量吸收液洗涤吸收管，合并倒入比色管中 ，使总体积为10ml然后，按绘制标准曲线的操作步骤，测定吸光度 在每批样品测定的同时，用未采样的吸收液，按相同的操作步骤作试剂空白的测定 5计算计算硝基苯的含量⑵特点：适用于测定大气中硝基苯的含量四、阻抑动力学光度法⑴实验方案 1、主要仪器与试剂 53WB 微机型分光光度计( 上海分析仪器厂) ;pHs- 3 型酸度计( 上海分析仪器厂) ; 1002 型气相色谱仪, 附ECD 检测器( 上海分析仪器厂) ; 超级恒温水浴锅( 重庆试验设备厂) 。

硝基苯标准溶液: 取AR 级硝基苯( 以NB 表示) 经蒸馏纯化后配制成1. 0mg/ml的95% 乙醇 储备液, 置冰箱中保存, 使用时逐级稀释成5. 0g/ml 的工作液; 碘酸钾溶液: 0. 1ml/L ; 甲基 橙( 以MO 表示) 乙醇溶液: 2. 0 10- 3mol/L ; 二氯化锡( SnCl2 ) 溶液: 1. 0% ( 含少许HCl 和 金属锡粒) ; 盐酸-邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液( pH= 2. 20) :0. 1mol/L 邻苯二甲酸氢钾 KHC8H4O4 ) 溶液50ml 与0. 1mol/LHCl 溶液50. 0ml 混合后稀释至100ml; 溴化十六烷基三 甲铵( CTMAB) 溶液: 1. 0*10-3mol/L所用试剂除注明外均为分析纯,实验用水为石英亚沸 水 2、实验方法 在两支具玻璃塞刻度一致的50ml 比色管中,分别加入0. 60ml 甲基橙溶液、3ml 盐酸-邻苯 二甲酸氢钾缓冲溶液, 1. 2ml CTMAB 溶液, 其中一支管中溶液的吸光度记为A 1 ; 再在另 一支比色管中加入0. 0~ 30. 0μg/ml范围内适量的硝基苯, 1. 4ml二氯化锡溶液, 其吸光度记 为A2 ; 最后在两支比色管中分别加入0. 1ml 碘酸钾溶液, 用水稀释至25ml, 摇匀, 放入90 ℃水浴中加热6min, 迅速取出比色管, 启开玻璃塞, 在流水中冷却4min, 终止反应。

分别将 两溶液倒入1cm 吸收池中, 以水作参比, 于波长515nm 处测量A 1 和A 2 , 计算￿￿ A= A 1 -A2 之值3、试剂及其用量的选择 当反应温度为90 ± 0. 5 ℃ , 反应时间为6min时, 分别改变甲基橙、碘酸钾、硝基苯、二氯 化锡的用量, 按实验方法进行实验结果表明, 甲基橙用量在0. 50~ 0. 80ml, 碘酸钾用量在 0. 8~ 1. 2ml, 硝基苯用量在2. 0~ 2. 5ml, 二氯化锡用量在1. 2~1. 8ml 时阻抑效果明显, 即 △A 值较大实验中还发现, 若无二氯化锡存在, 硝基苯基本无阻抑作用, 硝基苯与二氯化 锡的用量之比控制在1：0. 6~ 0. 7 范围内, 阻抑效果较好考虑到体系测定时吸光度的合 适读数范围, 实验中选用甲基橙0. 6ml, 碘酸钾1. 0ml, 硝基苯2. 0ml, 二氯化锡1. 4ml 实验表明, 溶液pH 值在1. 80~ 2. 80 范围内,反应体系△ A 值较大且基本不变化, pH 值小 于1. 80和大于2. 80 时, △ A 值较小且不稳定, 实验中选用pH 值为2. 20; 试验了盐酸-邻苯 二甲酸氢钾、HAc-NaAc、HCl-六次甲基四胺等缓冲体系, 结果表明, 加入3ml 盐酸-邻苯二 甲酸氢钾缓冲溶液时效果较好。

试验了溴化十六烷基三甲铵、氯经十六烷基三甲铵、溴化 十四烷基吡啶、十二烷基硫酸钠、乳化剂OP、聚乙烯醇等表面活性剂的增敏作用, 结果表 明, 1. 0~ 1. 5ml 阳离子表面活性剂溴化十六烷基三甲铵( CTMAB) 的增敏效果较好, 实验 中选用CTMAB 溶液1. 2ml⑵特点： 该方法操作简便、灵敏、快速，用于废水中硝基苯的测定五、示波极谱法⑵特点：用于测定痕量硝基苯操作繁琐、灵敏度低, 并 且干扰因素多六、差分脉冲极谱法⑵特点： 因基线不稳, 重复性差, 灵敏度低, 无法满足生产控制分析与提高产品质量的需要七、电化学法⑵特点： 此方法简便、快速，灵敏度高，尤 其适用于不同水体 系中硝基苯检测三、硝基苯检测方案的确定结论：选用气相色谱法理由：①根据硝基苯的物化性质可知其满足气相色谱法的适用范围，选择此方法成本也相对较低 ，操作液较简单②根据学校实验室器材的选择要求可知，选用气相色谱法能满足要求实验室操作方案：仪器：福立GC9790J型气相色谱仪，带SE-30型毛细管柱工具：扳手、微量注射器（10μL）、点火枪试剂：硝基苯试样色谱操作条件控制参数操作条件载气氮气检测器温度/℃300汽化室温度/℃280燃烧气（氢气）流量/（ mL/min）30助燃气（空气）流量/（ mL/min）300补偿气（氮气）流量/（ mL/min）27分流比30:1柱温/℃190进样量/μL0.2实施：1）、开机及测定参数设置•打开载气（N2）钢瓶总阀，调节减压阀至输出压力为0.4MPa。

•打开载气净化气开关，调节载 气合适柱前压，如0.1 MPa，控制载气流量为约 30mL/min•打开气相色谱仪电 源开关•设置柱温为190℃、气化温度为280℃和检测温度为300℃•待柱温、气化温度和检测温度达到设定值并稳定后，打开空气钢瓶，调节输 出压力 为0.4 MPa；打开氢气钢瓶，调节输 出压力为0.2 MPa•打开空气净化气开关，调节空气合适柱前压，如0.02 MPa，控制其流量为约 300mL/min •打开氢气净化气开关，调节氢 气合适柱前压，如0.2 MPa，控制其流量为约60 mL/min •用点火枪点燃氢火焰•点着氢火焰后，缓缓将氢气压力降至0.1 MPa，控制其流量为约30 mL/min•调节合适的尾吹气流量，一方面使峰形正常，另一方面不致氢火焰熄灭•在上述条件下运行色谱仪，待基线稳定后即可进。