表面活性剂中非活性成分—表面活性剂含水量的测定

【方法一】共沸蒸馏法

本方法参照标准GB ll275—1989。规定了一种共沸蒸馏法测定表面活性剂含水量的方法。溶于水而不溶于二甲苯的挥发物将被计入结果中。

该标准适用于含水量大于或等于2％(质量分数)的粉状、浆状和液体产品。该标准不适用于含水溶性挥发物的样品，例如含有乙醇。

(一)方法概述

试样中的水与沸腾的二甲苯共沸蒸馏

(二)试剂和仪器

(1)二甲苯 (HG 3.1011)化学纯。

(2)蒸馏皿包括下列项目(见图1)

图1蒸馏皿

1—烧瓶；2一刻度回收量筒；3一回流冷凝器

①烧瓶 最小容量500ml，装有标准磨口玻璃接头。

②刻度收集量筒。  容量l0ml，刻度间隔为0.1ml，在lml以后刻度间隔为0.2ml。

③回流冷凝器。

(三)操作步骤

本操作必须在通风橱内进行，以防实验人员接触有毒的二甲苯蒸气。

1.试样

称取20～50g实验室试样，称准至0.Olg，放入烧瓶内，选取试样重量必须使水在试验结束时充满刻度量筒的20％。如含水量比较低时，可以适当增加试样称量，并使用较大的烧瓶。

2.测定

在试样中加入l00～300ml二甲苯和沸石(如碎瓷片)，连接烧瓶和其余装置。逐步加热至沸，继续沸腾直至馏出液变清(每s回流2或3滴)而无进一步的水分离出来。如果水滴粘着管壁，用5ml二甲苯洗下来。如果有泡沫干扰测定。可加入少量干燥石蜡或油酸进行消泡，静置，直至水完全分离，没有乳化层，读出刻度管内水的体积。

(四)计算

    含水量的质量分数X由式(1)给出

(1)

式中    V——水层的体积，ml；

m₀——试样的质量，g；

ρt——水在温度t时密度，g／ml。

相同样品在两个实验室所得结果之差不应超过1％。

【方法二】卡尔·费休法

本方法参照标准GB／T 7380—1995，规定了用卡尔·费休试剂测定表面活性剂和洗涤剂中含水量的方法。

该标准适用于粉状、浆状及溶液的产品。对于含水量低于1％(质量分数)的试样，本法是采用的惟一方法。

若试样含有碱金属硅酸盐、碳酸盐、氢氧化物和硼酸盐，碱性化合物与卡尔·费休试剂反应，得到偏高的测定值。在测定前应先分析试样中的碱金属盐。

含水量是指试样中的游离水、结晶水、吸附水或吸留水的量，按照耗用卡尔·费休试剂的量计算，并以质量分数表示。

(一)方法概述

试样中的水与卡尔·费休试剂中的碘和二氧化硫反应，卡尔·费休试剂事先以精确已知量的水用滴定法标定。由试剂的用量计算出含水量的质量分数。   

(二)仪器和试剂   

(1)微量水分测定仪全自动或半自动，由下列部分组成

①双铂电极滴定装置;

②20ml活塞滴定管；

③含活性硅胶、氯化钙或高氯酸镁的干燥管；

④滴定器皿；

⑤磁力搅拌装置。

(2)微量注射器50tA。

(3)容量瓶100ml。

(4)移液管20ml。

(5)蒸馏水(GB／T 6682)  二级水。

    (6)无水甲醇(GB 338)。

(7)卡尔·费休试剂

    ①含吡啶卡尔·费休试剂市售；

②无吡啶卡尔·费休试剂市售。

(8)酒石酸钠(C₄H₄0₆Na₂·2H₂0)(HG 3-1101)或草酸(H₂C₂0₄·2H₂0)(GB／T 9854)。

(三)操作步骤

按GB／T 6372或GB／T l3173.1—1991规定制备和贮存表面活性剂或洗涤剂的实验

室样品。水分测定仪的使用方法按照仪器制造厂的说明书操作。

1.卡尔·费休试剂水滴定度的标定

分析前标定试剂的水滴定度。在反应瓶中加入一定体积(浸没电极2～3mm)无水甲醇，在搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至读数稳定30s不变为终点(不记录所耗用卡尔·费休试剂的体积)。

用50μl微量注射器从进样口注入蒸馏水0.04g(精确至0.0001g)或称取200～250mg(精确至0.0001g)酒石酸钠或草酸于反应瓶中，重新滴定至终点，并记录所耗用卡尔·费休试剂的体积。

    按式(1)或式(2)计算水滴定度T(mg／ml)的值

(1)

或

(2)

式中    m_l——水的质量，g；

V₁——滴定所耗用卡尔·费休试剂的体积，ml；

T——卡尔·费休试剂的水滴定度，mg／ml；   

m₀——酒石酸钠或草酸的质量，mg；

ω——酒石酸钠含水量的质量分数15.66％或草酸含水量的质量分数28.57％。

2.试样的制备

若试样含水量低于l％(质量分数)，则称取5～lOg(精确至0.O01g)相当于含10～50mg水的试样。

若试样中含水量高于1％(质量分数)，则称取1～5g试样(精确至0.O01g)置于lOOml容量瓶中，加入无水甲醇并稀释至刻度，剧烈振摇，使样品中的水溶解，静置，使不溶盐沉淀至瓶底，用20ml移液管吸取.相当于l0～50mg水的上层甲醇清液。

试样含水量高于1％(质量分数)时，须用卡尔·费休试剂滴定无水甲醇中的水分，然后扣除。

3.含水量的测定

在反应瓶中加入一定体积(浸没电极2～3mm)无水甲醇，在搅拌下用卡尔·费休试剂滴定至终点(不记录所耗用卡尔·费休试剂的体积)。

迅速加入试样于反应瓶中，搅拌溶解，滴定至终点，记录所耗用卡尔·费休试剂的体积。

(四)结果

    含水量的质量分数X按式(3)计算

(3)

式中    m₂——试样的质量，g；

V₂——滴定所耗用卡尔·费休试剂的体积，ml；

T——卡尔·费休试剂的水滴定度，mg／ml。

相同试样，同一分析者相继测定两次结果之差，应不大于平均值的6％。相同试样，在两个不同实验室中测得结果之差，应不大于平均值的10％。

(五)试验报告

试验报告应包括下列各项：

a.完全鉴别样品的所有必要情况；

b.标准的参考和溶剂的类型及使用卡尔·费休试剂的类型；

c.得到的结果和结果的表示；

d.试验条件；

e.在本标准中及参考标准中未包括的，任选的或偶然性的，可能会影响结果的任何操作细节。

附录  含吡啶卡尔·费休试剂的制备

(补充件)

将670ml无水甲醇置于容量为1L具磨口玻璃塞干燥的棕色玻璃瓶中。

加入约85g碘。塞住瓶塞，振摇，直至碘完全溶解。然后加入约270ml吡啶，每kg吡啶中水量不超过500mg，塞住瓶塞，混匀。由于反应是放热的，则保持烧瓶在0℃左右。溶解65g二氧化硫，保证液体温度不超过20℃。制备方法如下：

用引入二氧化硫的附加装置及与大气相通的一根小毛细管取代磨口玻璃塞(附加装置为带有温度计及玻璃导管的软木塞，温度计及进气管穿过软木塞到达离烧瓶底部lOmm处)。

把整个装置和冷却浴放置于天平上称量(精确至1g)，然后，通过软管使二氧化硫钢瓶与填充干燥剂的干燥管及进气管连接起来。缓慢打开钢瓶开关。

调节二氧化硫流速使气体全部被吸收，但液体不升溢至进气管。然后，逐渐增加皮重保持天平平衡，同时，保证液体温度不超过20℃，当质量增加一达到65g就关闭钢瓶旋塞。立即移去软管，再次称量烧瓶、冰浴和进气管总量。二氧化硫的质量应为609(最小量)～70g。稍许过量无关紧要。

紧盖烧瓶，混匀，放置24h后使用(由于新配试剂中存在尚不甚明了之反应，使试剂的水滴定度初期迅速减少，然后下降缓慢得多)。此时水滴定度为3.5～4.5mg／ml。