工业甲醇中羰基化合物含量测定的标准比色法
阅读说明：本技术 工业甲醇中羰基化合物含量测定的标准比色法 (Standard colorimetric method for measuring content of carbonyl compound in industrial methanol ) 是由 张�杰 杜静 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法,属于工业甲醇领域。包括以下步骤：配制一系列羰基化合物含量各不相同的标准溶液,在一定条件下先后与2,4-二硝基苯肼、氢氧化钾反应后,观察发现随着羰基化合物含量的逐渐增加,颜色也会逐渐的由淡黄色递变到深红褐色。依据标液的颜色、羰基化合物含量的体积份质量数、甲醇等级等信息,制成标准比色卡片。将试样在同样的条件下反应完全后,与标准比色卡片进行比对,找出最接近的颜色,直接读出羰基化合物含量、甲醇样品等级等信息。可实现对羰基化合物含量的定量计算。该种测定方法具有直观快速,简便,对检测设备、仪器、场所、要求低等特点。(A standard colorimetric method for carbonyl compound content in industrial methanol belongs to the field of industrial methanol. The method comprises the following steps: a series of standard solutions with different carbonyl compound contents are prepared, and after the standard solutions are reacted with 2, 4-dinitrophenylhydrazine and potassium hydroxide in sequence under a certain condition, the observation shows that the color gradually changes from light yellow to dark reddish brown along with the gradual increase of the carbonyl compound content. And (4) preparing a standard colorimetric card according to the information of the color of the standard solution, the volume part mass number of the content of the carbonyl compound, the methanol grade and the like. And (3) after the reaction of the sample is completed under the same condition, comparing the reaction with a standard colorimetric card, finding out the closest color, and directly reading out the information such as the content of the carbonyl compound, the grade of the methanol sample and the like. The quantitative calculation of the content of the carbonyl compound can be realized. The measuring method has the characteristics of intuition, rapidness, simplicity, low requirements on detection equipment, instruments, places and the like.)
技术领域
本发明涉及一种可以准确、快速测定工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法，特别涉及生产一线工业甲醇中羰基化合物含量的快速、直接、简便的测定方法。
背景技术
工业甲醇是非常重要的化工基础原料，产销量巨大。其中羰基化合物含量是判定工业甲醇品质、等级的一个重要的依据。因此人们对工业甲醇中羰基化合物含量的测定进行了大量研究，其中应用比较广泛的有：(1)分光光度法：试样中的羰基化合物先后在一定条件下与2，4-二硝基苯肼、氢氧化钾反应，而后再用分光光度计测定吸光度，最后换算出羰基化合物的含量。(2)容量法：样品中的羰基化合物与盐酸羟胺反应生成酸，以溴酚蓝做指示剂，用氢氧化钠溶液滴定，计算得到羰基化合物含量。
然而，上述两种测定方法需要有专业仪器设备，同时对检验人员能力和水平提出较高要求。而且，还需要提供专门的检验场地，大大限制了这两种方法应用的广泛性和灵活性。
发明内容
工业甲醇中羰基化合物含量测定的标准比色法，包括以下步骤：
1.溶剂和试液的配置
1.1 无羰基甲醇溶液的制备
量取1000体积份甲醇，加入5体积份重量的2，4-二硝基苯肼和1体积份的盐酸(质量分数为36.5％)，水浴温度控制在95℃，回流4h，后静置0.5h后，将回馏装置改为蒸馏装置，弃去最初蒸馏出的30体积份的蒸馏液和最后剩余的50体积份的黄色溶液，只收集中间馏分。在接完前馏分后必须换一新的接受瓶来收集中间馏分。蒸馏过程控制温度保持在86℃，使馏出液能匀速馏出。馏出液应为清澈、透明、无色。将收集到的无羰基甲醇存于棕色试剂瓶中。
1.2 氢氧化钾-甲醇溶液：100g/L
称取10体积份重量的分析纯氢氧化钾溶于20体积份的蒸馏水中，加入80体积份的无羰基甲醇。
1.3 2，4-二硝基苯肼：1g/L
称取50体积份重量的2，4-二硝基苯肼，量取50体积份的无羰基甲醇，先加入10～30体积份的无羰基甲醇，再加入0.5～1.0体积份的盐酸(质量分数为36.5％)，最后加入剩余的无羰基甲醇。
2.标准比色卡制作
2.1 羰基化合物标准溶液：0.25mg/mL
量取500体积份的无羰基甲醇，取出100体积份的无羰基甲醇，称取0.322体积份重量的2-丁酮加入到这100体积份的无羰基甲醇中，而后再将剩余的400体积份的无羰基甲醇加入进去。(该溶液需要使用前配制)。
2.2 标准溶液
分别移取羰基化合物的标准溶液(具体移取体积份数数见下表A栏)，用无羰基的甲醇稀释至100体积份，摇匀。
A.需移入2.1中羰基化合物标准溶液的体积份数B.比色溶液中含有的羰基化合物的体积份质量
2.3 比色溶液
分别向40个同一规格的比色管中，移入2体积份的标准溶液(2.2)，然后各加入2体积份的2，4-二硝基苯肼溶液，盖塞，在20-25℃的温度条件下反应(30±2)min，加入21体积份的氢氧化钾-无羰基甲醇溶液，加塞摇匀，放置(12±1)min。标准比色溶液、2，4-二硝基苯肼溶液、氢氧化钾-无羰基甲醇溶液三种药品的体积比为1∶1∶10.5。25体积份的比色溶液中含有羰基化合物的体积份质量列于表1中的B栏。
2.4 标准比色卡片的制作
将40个比色管放于白色背景的同一位置。使用同一数码相机为每一个比色管拍照，整个拍照时间控制在0.5h内。将图片进行处理，洗印，会发现从1号到40号颜色逐渐由淡黄色到红褐色直至深红褐色。参照表1的编号，溶液含有的羰基化合物的体积份质量数，甲醇等级等信息，制成标准比色卡片。
3.样品的测定
3.1 标准比色
向同规格的比色管中，移入2体积份的含有羰基化合物的样品，加入2体积份的2，4-二硝基苯肼溶液，盖塞，在20-25℃的温度条件下反应(30±2)min，加入21体积份的氢氧化钾-无羰基甲醇溶液，放置(12±1)min。样品溶液、2，4-二硝基苯肼溶液、氢氧化钾-无羰基甲醇溶液的体积比为1∶1∶10.5。将样品比色管放置到白色背景下，与标准比色卡片进行比对，找到最接近的颜色，查出相应编号、羰基化合物含量、甲醇等级等信息。可直接判定样品的等级。
3.2 结果计算
羰基化合物的质量分数ω以羰基(CO)计，数值按％表示，按式(1)计算：
式中：
m----试样与标准比色卡所对应的羰基化合物含量的体积份质量
ρ-----工业甲醇的密度，在20-25℃的温度条件密度值：0.792
V----所取工业甲醇的体积份数最终报告结果取小数点后三位.
所述的工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法，优选以下操作步骤：所述的工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法中步骤1.1中蒸馏装置须使用刺型蒸馏头，收集的前馏分、蒸馏烧瓶剩余量占所量取的甲醇的量体积分数分别为3％，5％。
所述的工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法中步骤1.3中盐酸与所要配制溶液的体积比为1∶50～1∶100。
本发明的优点是：
1.直观、快速，只需向待测样品中加入相关反应物，半小时后与标注比色卡进行比对，直接找出对应的颜色。确定羰基化合物的含量。
2.简单、方便，除步骤1相关溶剂配制与步骤2中比色卡的制作需要专业技术人员来完成外。样品检测可以由操作人员直接在生产车间、储运场所等现场检测。
3.测试条件简单，如对检测设备、仪器、场所、要求低。只需一套标准比色卡、一个比色管、还有2，4-二硝基苯肼溶液和氢氧化钾-无羰基甲醇溶液两种药品即可。
附图说明
图1为标准比色用溶液配制及对应的甲醇等级
图2为标准比色用溶液配制及对应的甲醇等级
图3为标准比色用溶液配制及对应的甲醇等级
图4为标准比色用溶液配制及对应的甲醇等级
图5为标准比色用溶液配制及对应的甲醇等级
具体实施方式
本发明的目的是克服上述测定方法的某些不足，提供一种可以在工业甲醇生产、储运的任何生产流程和储运地点进行快速、直接、简便测定羰基化合物含量的方法。
见图1-图5，本发明解决问题采取的技术方案是：工业甲醇中羰基化合物含量测定的标准比色法，其特征是包括以下步骤：
1.溶剂和试液的配置
1.1 无羰基甲醇溶液的制备
量取1000体积份甲醇，加入5体积份重量的2，4-二硝基苯肼和1体积份的盐酸(质量分数为36.5％)，水浴温度控制在95℃，回流4h，后静置0.5h后，将回馏装置改为蒸馏装置，弃去最初蒸馏出的30体积份的蒸馏液和最后剩余的50体积份的黄色溶液，只收集中间馏分。在接完前馏分后必须换一新的接受瓶来收集中间馏分。蒸馏过程控制温度保持在86℃，使馏出液能匀速馏出。馏出液应为清澈、透明、无色。将收集到的无羰基甲醇存于棕色试剂瓶中。
1.2 氢氧化钾-甲醇溶液：100g/L
称取10体积份重量的分析纯氢氧化钾溶于20体积份的蒸馏水中，加入80体积份的无羰基甲醇。
1.3 2，4-二硝基苯肼：1g/L
称取50体积份重量的2，4-二硝基苯肼，量取50体积份的无羰基甲醇，先加入10～30体积份的无羰基甲醇，再加入0.5～1.0体积份的盐酸(质量分数为36.5％)，最后加入剩余的无羰基甲醇。
2.标准比色卡制作
2.1 羰基化合物标准溶液：0.25mg/mL
量取500体积份的无羰基甲醇，取出100体积份的无羰基甲醇，称取0.322体积份重量的2-丁酮加入到这100体积份的无羰基甲醇中，而后再将剩余的400体积份的无羰基甲醇加入进去。(该溶液需要使用前配制)。
2.2 标准溶液
分别移取羰基化合物的标准溶液(具体移取体积份数数见下表A栏)，用无羰基的甲醇稀释至100体积份，摇匀。
A.需移入2.1中羰基化合物标准溶液的体积份数B.比色溶液中含有的羰基化合物的体积份质量
2.3 比色溶液
分别向40个同一规格的比色管中，移入2体积份的标准溶液(2.2)，然后各加入2体积份的2，4-二硝基苯肼溶液，盖塞，在20-25℃的温度条件下反应(30±2)min，加入21体积份的氢氧化钾-无羰基甲醇溶液，加塞摇匀，放置(12±1)min。标准比色溶液、2，4-二硝基苯肼溶液、氢氧化钾-无羰基甲醇溶液三种药品的体积比为1∶1∶10.5。25体积份的比色溶液中含有羰基化合物的体积份质量列于表1中的B栏。
2.4 标准比色卡片的制作
将40个比色管放于白色背景的同一位置。使用同一数码相机为每一个比色管拍照，整个拍照时间控制在0.5h内。将图片进行处理，洗印，会发现从1号到40号颜色逐渐由淡黄色到红褐色直至深红褐色。参照表1的编号，溶液含有的羰基化合物的体积份质量数，甲醇等级等信息，制成标准比色卡片。
3.样品的测定
3.1 标准比色
向同规格的比色管中，移入2体积份的含有羰基化合物的样品，加入2体积份的2，4-二硝基苯肼溶液，盖塞，在20-25℃的温度条件下反应(30±2)min，加入21体积份的氢氧化钾-无羰基甲醇溶液，放置(12±1)min。样品溶液、2，4-二硝基苯肼溶液、氢氧化钾-无羰基甲醇溶液的体积比为1：1：10.5。将样品比色管放置到白色背景下，与标准比色卡片进行比对，找到最接近的颜色，查出相应编号、羰基化合物含量、甲醇等级等信息。可直接判定样品的等级。
3.2结果计算
羰基化合物的质量分数ω以羰基(CO)计，数值按％表示，按式(1)计算：
式中：
m----试样与标准比色卡所对应的羰基化合物含量的体积份质量
ρ-----工业甲醇的密度，在20-25℃的温度条件密度值：0.792
V----所取工业甲醇的体积份数最终报告结果取小数点后三位.
所述的工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法，优选以下操作步骤：所述的工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法中步骤1.1中蒸馏装置须使用刺型蒸馏头，收集的前馏分、蒸馏烧瓶剩余量占所量取的甲醇的量体积分数分别为3％，5％。
所述的工业甲醇中羰基化合物含量的标准比色法中步骤1.3中盐酸与所要配制溶液的体积比为1∶50～1∶100。
本发明的优点是：
1.直观、快速，只需向待测样品中加入相关反应物，半小时后与标注比色卡进行比对，直接找出对应的颜色。确定羰基化合物的含量。
2.简单、方便，除步骤1相关溶剂配制与步骤2中比色卡的制作需要专业技术人员来完成外。样品检测可以由操作人员直接在生产车间、储运场所等现场检测。
3.测试条件简单，如对检测设备、仪器、场所、要求低。只需一套标准比色卡、一个比色管、还有2，4-二硝基苯肼溶液和氢氧化钾-无羰基甲醇溶液两种药品即可。