紫外分光光度计法测定硝化纤维素含氮量

2024-03-06 09:29:50

为发展绿色无毒、操作简单且结果准确的 NC 含氮量测量方法，基于硝化纤维素（NC）在碱液中水解后产生的亚硝酸根（NO 2 -）与硝酸根（NO 3 - ）的摩尔比与 NC 含氮量之间的线性关系，采用紫外分光光度计法分析了 NC 含氮量。在相同的反应条件下水解 5种已知含氮量的 NC标品，通过紫外分光光度计测定了水解液中的 NO 2 - 和NO 3 - 含量，对测量体系的反应条件进行了优化；通过***小二乘法确定NO 2 - 和 NO 3- 的摩尔比（y）与 NC 标品含氮量（x）之间的线性关系；***后用 3 种验证用NC 样品对此法进行验证。结果表明，通过紫外分光光度计可同时测定碱解液中 NO 2 -和 NO 3 - 的含量，其***佳反应条件为：氨基磺酸浓度为 20 g·L -1 ，反应时间为30min；在***佳反应条件下得到了R2 为 0.9893的y与 x间的线性关系式；验证结果表明，采用紫外分光光度计法得到的含氮量与实际含氮量非常吻合，相对标准偏差 RSD（n=4）均小于0.150%。

第二部分：仪器与试剂

试剂及仪器

试剂：不同含氮量的 NC 标品和验证用NC 样品

仪器：DZ?1BCⅡ型真空干燥箱

DF?101S 集热式恒温加热磁力搅拌器

样品处理

测量体系：在 219 nm 波长处NO 2 - 与 NO 3 -的摩尔吸光系数相等，且溶液的吸光度具有加和性，因此通过 NO 2 -与 NO 3 - 的总吸光度减去NO3 - 的吸光度可计算得到 NO2 - 的吸光度，其中氨基磺酸溶液能够破坏水解液中的 NO 2- ，既可作为测定 NO2- 吸光度的空白参比，也可作为测定 NO 3 - 吸光度的测量样品。因此将每种NC水解液制备3组测量体系样品。

第三部分: 实验过程

紫外分光光度计法可行性验证

通过对比水解液与NO 3 - 标准溶液的紫外吸收分布曲线，确定水解液的“受污染”程度，以验证紫外分光光度计法的可行性。将0.05g干燥的NC（N含量≥13.15%）水解 2h后产生的水解液稀释 400 和 800 倍，使用UV3600i Plus 紫外可见分光光度计测量其紫外吸收光谱分布；同时为了比较水解液与近似浓度的标准溶液的紫外吸收分布，测量了浓度为20 mg·L -1 和100 mg·L -1的 KNO 3 标准溶液的紫外吸收光谱分布。

NO 3 - 与 NO 2 - 标准曲线建立

为分析溶液中的 NO 3 - 与 NO 2- 浓度，需建立紫外分光光度计吸光度值与溶液浓度之间的线性关系。

由于所溶解的有机物在219nm 和275nm处均有吸收，而 NO 3 - 在 275 nm 处没有吸收。因此，通过在219nm处的吸光度（A219）减去2 倍在 275 nm 处吸光度（A275），即 A2192A275，校正NO 3- 的吸光度。

KNO 3 和 NaNO 2 标准母液配制：分别称量烘干的KNO 3 81.452 mg 和 NaNO 275 mg 于 100 mL 烧杯中，用纯水溶解后，在500 mL 容量瓶中定容，其中NO 3 - 与 NO 2 ? 的浓度均为 0.1 g·L -1。

KNO 3 和 NaNO 2 标准系列溶液配制：用移液枪吸取 0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4 mL标准母液分别于10 mL容量瓶中，用纯水定容，所得溶液浓度分别为4，6，8，10，12，14 mg·L -1 。

NO 3 - 标准曲线：分别取2mL标准系列溶液，加0.1mL纯水，用石英比色皿在219nm和275nm 波长处，以纯水为参比，测定吸光度（A219、A275），以标准系列浓度为横坐标、吸光度 A2192A275 为纵坐标绘制标准曲线如图 1所示，通过***小二乘法拟合得到 NO 3 -浓度与吸光度的函数关系y=49.257x+0.0484，R2 =0.9991。

NO 2 - 的标准曲线：分别取 2mL 标准溶液，加0.1mL纯水，用石英比色皿在219nm波长处，以纯水为参比，测定吸光度（A219），以标准系列浓度为横坐标、吸光度A219为纵坐标绘制标准曲线如图2所示，通过***小二乘法拟合得到NO2-浓度与吸光度的函数关系为 y=75.286x+0.0397，R 2 =0.9998。