分光光度法测定水溶液中的有机酸含量_图文(精)

第27卷第3期 2010年3月

应用化学

CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY

V01.27No.3 Mar.2010

分光光度法测定水溶液中的有机酸含量

牛金刚刈梁晓静钆6刘霞4.蒋生祥”

(“中国科学院兰州化学物理研究所甘肃省天然药物重点实验室兰州730000;6中国科学院研究生院北京

摘要利用水溶液中的有机酸在高氯酸羟胺(HAP和Ⅳ,∥一二环己基碳酰亚胺(DCC存在的条件下生成的羟肟酸,以及羟肟酸在酸性高氯酸铁溶液中显色的性质,建立了一种分光光度测定水中有机酸含量的方法。对显色剂的酸度、浓度、加入体积、HAP和DCC的浓度、加入体积以及显色反应的温度、反应时间对吸光度的影响进行了考察。结果表明,该显色反应在反应条件:0.0687mol/L HAP 1.0mL、0.6mol/-L DCC 0.5mL、震荡均匀后室温下放置反应。15min、0.02mol/L酸性高氯酸铁溶液(高氯酸浓度o.3mol/L显色条件下具有最大的吸光度;并对正丁酸、正戊酸、苯甲酸进行了线性关系考察。结果表明,该检测方法具有仪器简单、操作方便、线性范围较宽、准确度高等优点,可用于那些不易从水溶液中萃取的有机酸的测定,也可用于液相色谱洗脱液中有机酸的测定。

关键词有机酸,.7、r,Ⅳ,一二环己基碳酰亚胺,高氯酸羟胺,羟肟酸,羟肟酸铁络合物,分光光度法

中图分类号:0655文献标识码:A 文章编号:1000-0518(201003-0342-05

DOI:10.3724/SP.J.1095.2010.90183

羟肟酸铁分光光度法测定水溶液中的酯类化合物已有较多报道¨“o,该方法是利用酯和羟胺反应生成羟肟酸,然后与三价铁反应得羟肟酸铁显色。在该方法的基础上,先将羧酸转化为相应的酯或酰氯,然后再按上述方法显色可测定无水溶液中的有机酸含量,由于该反应必须在无水条件下进行,并且反应步骤较多,操作繁琐,影响测定的准确度。Cetin等∞’利用水溶液中羧酸可以在羟胺和DCC‘的存在下一步反应生成羟肟酸,并和过量高氯酸铁反应生成紫红色的羟肟酸铁络合物的现象,采用分光光度法测定了药片中赖诺普利的含量,Kostic等∞3利用相同的原理测定了人造果汁中柠檬酸的含量。本文利用该方法原理,采用分光光度法测定水溶液中的有机酸含量,详细考察了不同的反应条件对吸光度的影响,给出了比色反应的最佳条件,并对不同种类的羧酸进行了线性考察。结果表明,该方法具有仪器简单、操作方便、线性范围较宽准确度高等优点,可以作为水溶液中有机酸检测方法。

1实验部分

1.1试剂和仪器

Ⅳ,Ⅳ’.二环己基碳酰亚胺(DCC购于国药集团化学试剂有限公司;高氯酸铁购于Alfa Aesar公司; 高氯酸羟胺(HAP自制"],以盐酸羟胺和高氯酸钠为原料,甲醇为反应介质60℃反应24h,取上层清液蒸干可得到白色晶体状的HAP。其它试剂均为分析纯试剂,实验用水为二次蒸馏水。721型可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司;Lambda 35型紫外可见分光光度计(德国柏琴公司。

1.2实验方法

o.02mol/L酸性高氯酸铁溶液(其中高氯酸的浓度为0.3mol/L。羧酸标准溶液:分别称取 0.125g正丁酸、正戊酸和苯甲酸用蒸馏水定容至25mL,得到浓度为

500mg/L的羧酸标准溶液。在 5mL容量瓶中准确移入0.5mL羧酸标准溶液或蒸馏水,依次加入0.0687mol/L HAP的甲醇溶液 1.0mL、0.6mol/L DCC的乙醇溶液

0.5mL震荡摇匀后,于室温下(25℃反应15min,最后加入 0.02mol/L酸性高氯酸铁溶液2mL,用乙醇定容至5.0mL,震荡摇匀后,用l CI'II比色皿以未加羧酸的溶液为参比溶液,于520nnl波长处测定吸光度值。

2009-03.18收稿,2009-06-24修回

国家自然科学基金(20775084资助项目

通讯联系人:蒋生祥,男,研究员.博士生导师;E—mail:sxjians@;研究方向:色谱及相关技术

第3期牛金刚等:分光光度法测定水溶液中的有机酸含量

2结果与讨论

2.1反应原理

将含有羧酸的水溶液与高氯酸羟胺的甲醇溶液在DCC的存在下,可以直接反应形成羟肟酸,该酸遇高氯酸铁显色,在520n/n有最大吸收峰,并且符合郎伯一比尔定律,因此可以进行比色定量测定。根据文献bJ,1所提出的反应机理,可以推断出羧酸、DEC以及羟胺之问的反应如Scheme 1所示,值得注意的是该反应除了包含生成羟肟酸铁的主反应外,还存在一系列的副反应。

(Side re∞tion 11(Ⅳ

・厂基芦Ⅳ’

RcooH—』!兰竺一Itcooc—NR.

:竺 . RcoNHoH+o—c——NHR (Re∞tj。n 1 土HR。(Reaction 2 ^HR。

RCONHOH+F一+——+Fe(RCONHOHy+

(Reaction 3

洲一c—N掣

竺翌竺!.inert products(s DCC(Side reaction 3 Scheme 1Reaction of ferric hydroxamate formation and side reactions

2.2吸收光谱曲线

按本文1.2节方法测定吸收光谱曲线结果如图1所示。图中可见,羟肟酸与高氯酸铁形成羟肟酸铁配合物的最大吸收峰位于520nm,所以选择吸收

波长520nm作为定量测定波长。按照上述实验方

法,以500mg/L正戊酸水溶液为测试样品,对显色

反应的条件进行优化。

2.3显色剂对显色反应的影响

按照本文1.2节实验方法,取2个5mL容量

瓶,其中一个移入0.5

mL 500mg/L正戊酸标准溶液,另一个移入0.5mL蒸馏水,然后分别依次加入0.275mol/L HAP溶液1.0mL,0.5mol/L DCC溶

液1.0mL震荡摇匀后,于室温下(25℃反应 3min,最后加入0.02mol/L酸性高氯酸铁溶液

1.0

mL显色,用乙醇定容至5.0mL,改变显色剂的图’l

羟肟酸铁配合物的吸收光谱 Fig.1Absorption spectrum of ferric hydroxamate

酸度,测定显色反应吸光度和稳定性变化如图2A所示。由图2,4可知,随着显色剂中高氯酸浓度的增加,样品的吸光度逐渐增加,并且吸光度随时间变化的趋势逐渐减小,当高氯酸的浓度增加至0.3mol/L 时,吸光度达到最大,并且随时问已没有明显变化,再增加高氯酸的浓度,对吸光度的大小和稳定性并没有多大改善,所以选择显色剂中高氯酸的浓度为o.3mol/L。