工业三聚磷酸钠—不同形式磷酸盐的分离方法

    本方法参照标准GB／T l3173.4—1991。

该标准规定了用离子交换色谱和磷钼蓝比色分离测定洗涤剂中各种磷酸盐的方法。适用于洗衣粉、洗衣膏等洗涤剂中各种磷酸盐的分离测定。

(一)方法概述

    样品溶液注入阴离子交换树脂柱后，先用水洗脱阳离子和非离子表面活性剂，再用递增浓度的氯化钾溶液依次洗提分离出正、焦、三聚、三偏和多聚磷酸盐，经水解后，以磷钼蓝比色法测定。

(二)试剂和仪器

(1)强碱性阴离子交换树脂(HG 2-886)201×7，氯型，粒度70～160μm。在4mol／L盐酸中浸泡1星期，用蒸馏水以倾泻法洗至洗液澄清，保存于水中备用。

(2)缓冲溶液(pH=4.3)  溶解51g三水合乙酸钠(CH₃COONa·3H₂0)  (GB693)和46ml冰乙酸(GB 676)于水中，用水稀释至1L。

    (3)钼酸铵.硫酸溶液溶解7.2g四水合钼酸铵[(NH₄)₆M0₇0₂₄·4H₂0](GB 657)于水中，加入C(H₂S0₄)=5mol／L的硫酸400ml，用水稀释至lL。此溶液中硫酸(H₂S0₄)浓度为2mol／L，含氧化钼(M00₃)6g／L。

    (4)抗坏血酸，25g／L溶液溶解2.5g抗坏血酸于100ml水中。该溶液每隔2～3d需重新配制。

    (5)氯化钾(GB 646)，0.15mol／L溶液溶解11.2g氯化钾于水中，加l0ml缓冲溶液(pH=4.3)，用水稀释至lL。

    (6)氯化钾，0.25mol／L溶液  称取18.6g氯化钾，配制方法同0.15mol/L氯化钾溶液配制法。

    (7)氯化钾，0.50mol／L溶液  称取37.3g氯化钾，配制方法同0.15mol/L氯化钾溶液配制法。

    (8)氯化钾，0.75mol／L溶液  称取55.9g氯化钾，配制方法同0.15mol/L氯化钾溶液配制法。

    (9)五氧化二磷标准溶液(1.00mgP₂0₅／ml)  将磷酸二氢钾(KH₂P0₄)在110℃干燥2h，在干燥器中冷却后称取1.917g(称准至0.0005g)，加水溶解，移人1L容量瓶中，用水稀释至刻度。

    (10)五氧化二磷标准使用溶液10.0μgP₂0₅／ml  移取标准溶液(1.00mgP₂0₅／ml)10.0ml于1L的容量瓶中，用水稀释至刻度。

    (11)盐酸(GB 622) 2mol/L溶液。

    (12)分光光度计  波长范围350～800nm。

    (13)离子交换柱如图1所示，可用25ml滴定管代替。

图1离子交换柱

    (14)分液漏斗  l25ml，固定在铁环上，配备橡皮塞与交换柱顶部连接。

    (15)试管  25mm×200mm，硬质玻璃制。

    (16)玻璃棉。

(三)操作步骤

1.准备工作

(1)离子交换柱的准备将离子交换柱固定在架子上，其柱底装填l0mm厚的玻璃棉，将处理好的树脂装入柱内，控制树脂床高为300mm，用2mol／L盐酸浸泡过夜，用前按下列树脂再生步骤中使用前的处理程序处理后，即可进样。

    (2)树脂的再生  每次样品洗提分离完毕后，用200m12mol／L盐酸流过树脂床且浸泡过夜使树脂再生。使用前用50ml2mol/L盐酸流过柱，关闭交换柱旋塞，将柱充满水，塞上橡皮塞，倒转几次使树脂松动，排出空气泡。将柱竖直固定在架上，连接好分液漏斗(如图l.2)用水先慢速洗树脂，然后以5.5～6.0ml／min流速洗至流出液pH4.5～5.0(用水约80m1)。保持液面高于树脂层约lcm，关闭交换柱和分液漏斗的旋塞，备用。

    (3)选择最佳色谱分离条件各种磷酸盐彼此分离与离子交换树脂的性能、交换柱参数、树脂床高、洗提液浓度、pH值和流速等因素有关，因此，对选用的交换柱、离子交换树脂，制备好的离子交换柱，应按下列分离测定程序，先用已知磷酸盐组分的样品，每5ml流出液收作一份，按标准曲线制作中所述步骤分别测定吸光度，绘制吸光度／流出体积曲线，从而确定最佳分离条件。

典型分离条件示范图见图2。

图2测定洗提条件的示范图

    (4)标准曲线的制作分别移取五氧化二磷标准使用溶液(10.0μgP₂0₅／ml)0ml、2ml、4ml、6ml、8ml、10ml、15ml、20ml至试管中，加水至25ml，依次加入10ml钼酸铵-硫酸溶液和2ml抗坏血酸溶液(25g／L)，在沸水浴中加热45min，冷却，分别转移至l00ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。用分光光度计以20mm比色池，以水作参比，于650nm测定此系列溶液的吸光度。以净吸光度为纵坐标，五氧化二磷含量(μg)为横坐标绘制标准曲线。

    2.分离测定

    称取lg洗涤剂(粉、膏)样品(称准至0.2mg)，用水溶解并转移至500ml容量瓶中，加入10ml缓冲溶液(pH=4.3)，用水稀释至刻度，混匀，用慢速定性千滤纸过滤。移取l0.0ml滤液予离子交换柱上端的分液漏斗中，依次打开分液漏斗和离子交换柱的旋塞，使样品溶液流入树脂床，用10ml水冲洗分液漏斗，随后再加60ml水，加压至表压为9.8×10³Pa(0.1kgf／cm²)，控制流速5.5～6.5ml／min，洗脱阳离子和非离子表面活性剂等组分，弃去流出液。接着依次用0.15mol几氯化钾溶液70ml，0.25mol／L氯化钾溶液90ml，0.5mol／L氯化钾溶液90ml，0.75mol／L氯化钾溶液70ml，分别洗提正磷酸、焦磷酸、三聚磷酸、三偏磷酸根离子，并分别收集流出液于l00ml、250ml、250ml、100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分别移取10～25ml按标准曲线制中所述步骤测定各组分的吸光度，从标准曲线查得相应的五氧化二磷的量(μg)。

(四)计算

    洗衣粉中各种形式磷酸盐含量的质量分数X按式(1)计算

(1)

式中 m₀——试样的质量，g；

         m_l——由i种流出液中测得的五氧化二磷质量，g；

         F_i——从五氧化二磷计算相应形式磷酸钠的换算系数，分别如下，正磷酸钠(Na₂HP0₄)^-，F_i=2.000；焦磷酸钠(Na₂P₂0₇)，Fi=1.873；三聚磷酸钠(Na₅P₃0_l0)，Fi=1.728；  三偏磷酸钠(NaP0₃)₃，F_i=1.437。

测定洗衣粉中正磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠和三偏磷酸钠的双样分析结果之差分别不得大于0.10、0.50、1.0、0.10。