紫外分光光度計法測定硝化纖維素含氮量

2024-03-06 09:29:50

為發展綠色無毒、操作簡單且結果準確的 NC 含氮量測量方法，基于硝化纖維素（NC）在堿液中水解后產生的亞硝酸根（NO 2 -）與硝酸根（NO 3 - ）的摩爾比與 NC 含氮量之間的線性關系，采用紫外分光光度計法分析了 NC 含氮量。在相同的反應條件下水解 5種已知含氮量的 NC標品，通過紫外分光光度計測定了水解液中的 NO 2 - 和NO 3 - 含量，對測量體系的反應條件進行了優化；通過***小二乘法確定NO 2 - 和 NO 3- 的摩爾比（y）與 NC 標品含氮量（x）之間的線性關系；***后用 3 種驗證用NC 樣品對此法進行驗證。結果表明，通過紫外分光光度計可同時測定堿解液中 NO 2 -和 NO 3 - 的含量，其***佳反應條件為：氨基磺酸濃度為 20 g·L -1 ，反應時間為30min；在***佳反應條件下得到了R2 為 0.9893的y與 x間的線性關系式；驗證結果表明，采用紫外分光光度計法得到的含氮量與實際含氮量非常吻合，相對標準偏差 RSD（n=4）均小于0.150%。

第二部分：儀器與試劑

試劑及儀器

試劑：不同含氮量的 NC 標品和驗證用NC 樣品

儀器：DZ?1BCⅡ型真空干燥箱

DF?101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器

樣品處理

測量體系：在 219 nm 波長處NO 2 - 與 NO 3 -的摩爾吸光系數相等，且溶液的吸光度具有加和性，因此通過 NO 2 -與 NO 3 - 的總吸光度減去NO3 - 的吸光度可計算得到 NO2 - 的吸光度，其中氨基磺酸溶液能夠破壞水解液中的 NO 2- ，既可作為測定 NO2- 吸光度的空白參比，也可作為測定 NO 3 - 吸光度的測量樣品。因此將每種NC水解液制備3組測量體系樣品。

第三部分: 實驗過程

紫外分光光度計法可行性驗證

通過對比水解液與NO 3 - 標準溶液的紫外吸收分布曲線，確定水解液的“受污染”程度，以驗證紫外分光光度計法的可行性。將0.05g干燥的NC（N含量≥13.15%）水解 2h后產生的水解液稀釋 400 和 800 倍，使用UV3600i Plus 紫外可見分光光度計測量其紫外吸收光譜分布；同時為了比較水解液與近似濃度的標準溶液的紫外吸收分布，測量了濃度為20 mg·L -1 和100 mg·L -1的 KNO 3 標準溶液的紫外吸收光譜分布。

NO 3 - 與 NO 2 - 標準曲線建立

為分析溶液中的 NO 3 - 與 NO 2- 濃度，需建立紫外分光光度計吸光度值與溶液濃度之間的線性關系。

由于所溶解的有機物在219nm 和275nm處均有吸收，而 NO 3 - 在 275 nm 處沒有吸收。因此，通過在219nm處的吸光度（A219）減去2 倍在 275 nm 處吸光度（A275），即 A2192A275，校正NO 3- 的吸光度。

KNO 3 和 NaNO 2 標準母液配制：分別稱量烘干的KNO 3 81.452 mg 和 NaNO 275 mg 于 100 mL 燒杯中，用純水溶解后，在500 mL 容量瓶中定容，其中NO 3 - 與 NO 2 ? 的濃度均為 0.1 g·L -1。

KNO 3 和 NaNO 2 標準系列溶液配制：用移液槍吸取 0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 mL標準母液分別于10 mL容量瓶中，用純水定容，所得溶液濃度分別為4，6，8，10，12，14 mg·L -1 。

NO 3 - 標準曲線：分別取2mL標準系列溶液，加0.1mL純水，用石英比色皿在219nm和275nm 波長處，以純水為參比，測定吸光度（A219、A275），以標準系列濃度為橫坐標、吸光度 A2192A275 為縱坐標繪制標準曲線如圖 1所示，通過***小二乘法擬合得到 NO 3 -濃度與吸光度的函數關系y=49.257x+0.0484，R2 =0.9991。

NO 2 - 的標準曲線：分別取 2mL 標準溶液，加0.1mL純水，用石英比色皿在219nm波長處，以純水為參比，測定吸光度（A219），以標準系列濃度為橫坐標、吸光度A219為縱坐標繪制標準曲線如圖2所示，通過***小二乘法擬合得到NO2-濃度與吸光度的函數關系為 y=75.286x+0.0397，R 2 =0.9998。