烷烴磺氧化控制分析—磺氧化產(chǎn)物中烷基單磺酸鹽含量的測定

按照GB ll988—1989規(guī)定測定。測定方法如下：

本方法參照標(biāo)準(zhǔn)GB ll988—1989。

為了應(yīng)用直接兩相滴定法測定烷基單磺酸鹽含量，必須知道烷基單磺酸鹽的平均摩爾質(zhì)量。當(dāng)測定典型樣品的平均摩爾質(zhì)量時(shí)，常同時(shí)測定樣品的烷基單磺酸鹽含量。烷基單磺酸鹽是指在12～20碳原子直鏈烷烴的磺氯酰化和磺氧化物中和的工業(yè)產(chǎn)品中存在的單磺酸堿金屬鹽。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于烷烴磺氯酰化和磺氧化產(chǎn)品的所有堿金屬鹽。

(一)方法概述

用乙醇溶解試驗(yàn)份，并用鹽酸酸化該乙醇溶液。

在液一液萃取器內(nèi)用石油醚萃取，使烷基單磺酸轉(zhuǎn)入石油醚相中，烷基二磺酸鹽和硫酸根離子留在水一乙醇相，二者得以定量分離。

蒸發(fā)石油醚相并加乙醇溶解，通過陽離子交換柱除去痕量堿。

以無碳酸鹽的氫氧化鈉溶液中和流出液，然后干燥和稱量得到的烷基單磺酸鈉，計(jì)算平均摩爾質(zhì)量及其含量。

(二)儀器和試劑

    (1)液一液萃取器容積約300ml，上下有磨砂玻璃接頭，見圖1。

圖1液-液萃取器(約300m1)

(2)平底燒瓶0  容積500ml，磨砂玻璃頸與萃取器下部的玻璃接頭相配。

(3)平底燒瓶  容積250ml，具有磨砂玻璃塞。

(4)回流冷凝器  下部有磨砂玻璃接頭，與液.液萃取器上部磨砂玻璃接口相配。

(5)離子交換樹脂柱  內(nèi)徑12mm，長150mm。

(6)燒杯容量l50ml。

(7)滴定管容量25ml。

(8)水浴能控制溫度70℃及至水沸。

    (9)電熱恒溫箱  能控制在(120±2)℃。

(10)丙酮(GB 686)。

(11)乙醇(GB 679)95％(體積)。

(12)乙醇(GB 679)50％(體積)。

(13)石油醚(HG 3.1003)  餾程30～60℃。

(14)鹽酸(GB 622)ρ201.18g／ml。

(15)氫氧化鈉(GB 629)標(biāo)準(zhǔn)乙醇溶液[c(NaOH)=0.1mol／L]，無碳酸鹽。

①溶液的制備稱取8.1g粒狀氫氧化鈉(準(zhǔn)至lmg)，放入配有堿-石灰管的250ml錐形瓶中，用l00ml乙醇(體積分?jǐn)?shù))溶解。溶解后使其冷卻，大部分碳酸鈉因不溶解而沉降。然后用移液管移取l00ml清液至200ml單刻度容量瓶中，并用無二氧化碳的水稀釋至刻度。

②溶液的標(biāo)定  用鄰苯二甲酸氫鉀作基準(zhǔn)，酚酞作指示劑，測定氫氧化鈉溶液的精確濃度。

③無碳酸鹽的檢驗(yàn)  轉(zhuǎn)移少量溶液于試管中，加入相同體積的硝酸鋇溶液(130g／L)，若溶液至少在5min內(nèi)保持澄清，則此溶液可使用。

(16)酚酞l0g／L乙醇溶液。

(17)陽離子交換樹脂  強(qiáng)酸性(磺酸基)，具有相當(dāng)2％的二乙烯基苯的交聯(lián)度，粒度0.3～1.OOmm。

(三)操作步驟

1.試驗(yàn)份稱取含約0.6～0.8g烷基單磺酸鹽(準(zhǔn)至0.O001g)的試驗(yàn)份于150ml燒杯中。

2.陽離子交換柱的制備

取陽離子交換樹脂lOml于一只150ml燒杯中，加入lOml鹽酸和20ml水的混合液，浸泡24h。將此樹脂轉(zhuǎn)移至離子交換柱中，先用300～500ml水洗滌，再用95％乙醇洗滌，直至流出液中不再能檢測出氯離子為止。

3.陽離子交換樹脂的再生.

大約l00次測定以后，用lOml鹽酸與20ml水的混合液流經(jīng)柱子，并用300～500ml水洗滌，再用95％乙醇洗滌，直至流出液中不含氯離子為止。

4.測定

加入50m150％乙醇溶解試驗(yàn)份，再加入20ml鹽酸，然后將溶液轉(zhuǎn)移至液一液萃取器，用30m150％乙醇沖洗燒杯，洗滌液并入液一液萃取器。

將萃取器安裝到盛有約400ml石油醚(30～60℃)的500ml燒瓶上，上部裝回流冷凝器。在70～80℃水浴上加熱燒瓶內(nèi)容物到沸騰，以約l.5L／h的蒸餾速率進(jìn)行萃取，當(dāng)測定平均摩爾質(zhì)量時(shí)回流萃取5h，若測定含量需更換新鮮石油醚再繼續(xù)萃取2h，是否萃取完全，可用標(biāo)準(zhǔn)堿溶液滴定2h萃取液中的烷烴單磺酸，如消耗堿溶液少于0.5ml則視為萃取完全。

停止回流，拆下燒瓶并與索氏抽提器相連，回收石油醚，然后在沸水浴上蒸發(fā)至干。

溶解剩余物置于50m195％乙醇中，將溶液通過預(yù)先制備好的陽離子交換柱，再用lOOml 95％乙醇洗提離子交換柱，流出液一起收集在預(yù)先恒量的250ml平底燒瓶中。加幾滴酚酞指示液(10g/L)至流出液，用滴定管以氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(NaOH)=0.1mol／Ll滴定至紅色剛出現(xiàn)即為終點(diǎn)。

在沸水浴上將此中和液蒸發(fā)至干，并用丙酮處理3次，以除去痕量水分，即每次加lOml丙酮溶解殘余物，然后在沸水浴上蒸干。在(120±2)℃的烘箱中干燥剩余物lh，然后在盛有變色硅膠的干燥器內(nèi)冷卻，稱量，稱準(zhǔn)至0.O01g。重復(fù)干燥、冷卻和稱量操作，直至兩次相繼稱量之差不超過0.O01g。

(四)計(jì)算

工業(yè)烷基磺酸鹽中的烷基單磺酸鹽(以鈉鹽計(jì))的平均摩爾質(zhì)量M，由式(1)給出

(1)

式中    m——測定得到的單磺酸鈉的質(zhì)量。g；

V——中和萃取的單磺酸耗用的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；   

c——氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的實(shí)際濃度，mol/L。

    工業(yè)烷基磺酸鹽中的烷基單磺酸鹽含量，用鈉鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)X表示，由式(2)算出

(2)

式中    m₀——試驗(yàn)份的質(zhì)量，g。

對(duì)含總可溶物約25％的烷基磺酸鹽，囂定烷基單磺酸鹽平均摩爾質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.03，再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.4g；測定其單磺酸鹽含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.1g，再現(xiàn)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.36。