烷烃磺氧化控制分析—磺氧化产物中烷基单磺酸盐含量的测定

按照GB ll988—1989规定测定。测定方法如下：

本方法参照标准GB ll988—1989。

为了应用直接两相滴定法测定烷基单磺酸盐含量，必须知道烷基单磺酸盐的平均摩尔质量。当测定典型样品的平均摩尔质量时，常同时测定样品的烷基单磺酸盐含量。烷基单磺酸盐是指在12～20碳原子直链烷烃的磺氯酰化和磺氧化物中和的工业产品中存在的单磺酸碱金属盐。

本标准适用于烷烃磺氯酰化和磺氧化产品的所有碱金属盐。

(一)方法概述

用乙醇溶解试验份，并用盐酸酸化该乙醇溶液。

在液一液萃取器内用石油醚萃取，使烷基单磺酸转入石油醚相中，烷基二磺酸盐和硫酸根离子留在水一乙醇相，二者得以定量分离。

蒸发石油醚相并加乙醇溶解，通过阳离子交换柱除去痕量碱。

以无碳酸盐的氢氧化钠溶液中和流出液，然后干燥和称量得到的烷基单磺酸钠，计算平均摩尔质量及其含量。

(二)仪器和试剂

    (1)液一液萃取器容积约300ml，上下有磨砂玻璃接头，见图1。

图1液-液萃取器(约300m1)

(2)平底烧瓶0  容积500ml，磨砂玻璃颈与萃取器下部的玻璃接头相配。

(3)平底烧瓶  容积250ml，具有磨砂玻璃塞。

(4)回流冷凝器  下部有磨砂玻璃接头，与液.液萃取器上部磨砂玻璃接口相配。

(5)离子交换树脂柱  内径12mm，长150mm。

(6)烧杯容量l50ml。

(7)滴定管容量25ml。

(8)水浴能控制温度70℃及至水沸。

    (9)电热恒温箱  能控制在(120±2)℃。

(10)丙酮(GB 686)。

(11)乙醇(GB 679)95％(体积)。

(12)乙醇(GB 679)50％(体积)。

(13)石油醚(HG 3.1003)  馏程30～60℃。

(14)盐酸(GB 622)ρ201.18g／ml。

(15)氢氧化钠(GB 629)标准乙醇溶液[c(NaOH)=0.1mol／L]，无碳酸盐。

①溶液的制备称取8.1g粒状氢氧化钠(准至lmg)，放入配有碱-石灰管的250ml锥形瓶中，用l00ml乙醇(体积分数)溶解。溶解后使其冷却，大部分碳酸钠因不溶解而沉降。然后用移液管移取l00ml清液至200ml单刻度容量瓶中，并用无二氧化碳的水稀释至刻度。

②溶液的标定  用邻苯二甲酸氢钾作基准，酚酞作指示剂，测定氢氧化钠溶液的精确浓度。

③无碳酸盐的检验  转移少量溶液于试管中，加入相同体积的硝酸钡溶液(130g／L)，若溶液至少在5min内保持澄清，则此溶液可使用。

(16)酚酞l0g／L乙醇溶液。

(17)阳离子交换树脂  强酸性(磺酸基)，具有相当2％的二乙烯基苯的交联度，粒度0.3～1.OOmm。

(三)操作步骤

1.试验份称取含约0.6～0.8g烷基单磺酸盐(准至0.O001g)的试验份于150ml烧杯中。

2.阳离子交换柱的制备

取阳离子交换树脂lOml于一只150ml烧杯中，加入lOml盐酸和20ml水的混合液，浸泡24h。将此树脂转移至离子交换柱中，先用300～500ml水洗涤，再用95％乙醇洗涤，直至流出液中不再能检测出氯离子为止。

3.阳离子交换树脂的再生.

大约l00次测定以后，用lOml盐酸与20ml水的混合液流经柱子，并用300～500ml水洗涤，再用95％乙醇洗涤，直至流出液中不含氯离子为止。

4.测定

加入50m150％乙醇溶解试验份，再加入20ml盐酸，然后将溶液转移至液一液萃取器，用30m150％乙醇冲洗烧杯，洗涤液并入液一液萃取器。

将萃取器安装到盛有约400ml石油醚(30～60℃)的500ml烧瓶上，上部装回流冷凝器。在70～80℃水浴上加热烧瓶内容物到沸腾，以约l.5L／h的蒸馏速率进行萃取，当测定平均摩尔质量时回流萃取5h，若测定含量需更换新鲜石油醚再继续萃取2h，是否萃取完全，可用标准碱溶液滴定2h萃取液中的烷烃单磺酸，如消耗碱溶液少于0.5ml则视为萃取完全。

停止回流，拆下烧瓶并与索氏抽提器相连，回收石油醚，然后在沸水浴上蒸发至干。

溶解剩余物置于50m195％乙醇中，将溶液通过预先制备好的阳离子交换柱，再用lOOml 95％乙醇洗提离子交换柱，流出液一起收集在预先恒量的250ml平底烧瓶中。加几滴酚酞指示液(10g/L)至流出液，用滴定管以氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mol／Ll滴定至红色刚出现即为终点。

在沸水浴上将此中和液蒸发至干，并用丙酮处理3次，以除去痕量水分，即每次加lOml丙酮溶解残余物，然后在沸水浴上蒸干。在(120±2)℃的烘箱中干燥剩余物lh，然后在盛有变色硅胶的干燥器内冷却，称量，称准至0.O01g。重复干燥、冷却和称量操作，直至两次相继称量之差不超过0.O01g。

(四)计算

工业烷基磺酸盐中的烷基单磺酸盐(以钠盐计)的平均摩尔质量M，由式(1)给出

(1)

式中    m——测定得到的单磺酸钠的质量。g；

V——中和萃取的单磺酸耗用的氢氧化钠标准溶液的体积，ml；   

c——氢氧化钠标准溶液的实际浓度，mol/L。

    工业烷基磺酸盐中的烷基单磺酸盐含量，用钠盐的质量分数X表示，由式(2)算出

(2)

式中    m₀——试验份的质量，g。

对含总可溶物约25％的烷基磺酸盐，嚣定烷基单磺酸盐平均摩尔质量的标准偏差为2.03，再现性的标准偏差为6.4g；测定其单磺酸盐含量的标准偏差为0.1g，再现性的标准偏差为0.36。