CN102967598A

CN102967598A - 一种检测高纯氨中总亚硫酸盐含量的方法

Info

Publication number: CN102967598A
Application number: CN2012104326364A
Authority: CN
Inventors: 金向华; 王海; 王磊
Original assignee: Suzhou Jinhong Gas Co Ltd
Current assignee: Suzhou Jinhong Gas Co Ltd
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明公开了一种检测高纯氨中总亚硫酸盐含量的方法，向洁净的碘量瓶中加入纯净水后，直接向里面通入高纯氨气，然后将此样品溶液放入60±5℃的水浴加热，让氨气大量挥发，亚硫酸盐溶解在水中且不挥发，然后冷却至实验室温度；再往碘量瓶中加酚酞指示剂，然后用盐酸溶液来中和多余的氨气，中和时让其颜色由粉红色转化为无色，再往碘量瓶中添加盐酸溶液,这样溶液就显示为酸性，在酸性的条件亚硫酸盐变为亚硫酸，亚硫酸和单质碘起氧化还原反应生成硫酸盐；通过消耗标准碘溶液的质量来计算出总亚硫酸的质量，最后得出高纯氨气中的总亚硫酸盐的含量；发明用于检测高纯氨中总亚硫酸盐含量,其优点是取样简单，操作简便，成本低廉，分析速度快，检测精度高，方法检测限低。

Description

一种检测高纯氨中总亚硫酸盐含量的方法

技术领域

本发明涉及一种气体中杂质的检测方法，特别涉及一种检测高纯氨中总亚硫酸盐含量的方法。

背景技术

4.5N高纯氨是食品添加剂中一种非常重要的原料，在我们日常生活中，和我们密切相关，几乎无处不在，可以这么说，如果没有食品添加剂就不可能有食品的色、香、味、形态与质地等，也就没有我们今天多姿多彩的生活。而甘草酸铵是我们日常生活中接触到最普遍的食品添加剂：将甘草酸粉溶于有机溶剂溶液回流提取，加入氨气或氨水，过滤、干燥，即得甘草酸铵；甘草酸铵具有抗肝中毒，是由中药甘草中提取的一个活性成分,降低谷丙转氨酶，恢复肝细胞功能，防止脂肪性变等作用；促进胆色素代谢和退黄及解毒作用，减少胶原纤维增生，防止肝硬化等。其主要成分的甜度是蔗糖的200-300倍，在食品添加剂方面具有低热能、安全无毒和较强的医疗保健功效，是高血压、肥胖症、糖尿病、心脏病患者使用的最理想甜味剂，有浓郁的甘草特殊香味，具有保健、解毒、护肝、消炎、增香等功效，是非常理想的纯天然甜味剂原料；主要作为食品添加剂应用在肉类罐头、调味料、调味品、酱油、豆酱、色拉酱、腌制品、冷冻甜食、口香糖、槟榔、面包食品、糖果蜜饯、饼干、低糖类食品、无糖食品、果汁、乳制品、奶粉、功能性饮料等。

而我们日常生活中的第二大食品添加剂是季铵盐，用脂肪酸为原料，经氨化制得脂肪腈，再经氢化为脂肪胺，然后将伯胺与溴代烷反应，即得季铵盐。能够有效抑制食品中菌藻的繁殖和粘泥的产生，从而起到杀菌、抑霉和防蛀功能；同时聚季铵盐也具有一定的去油、除臭和缓释的用处，起到了食品保鲜作用；主要的作用作为杀菌剂与防腐剂广泛应用在超市的肉类罐头、酱油、豆酱、色拉酱、腌制品、冷冻甜食、面包食品、糖果蜜饯、低糖类食品、无糖食品、果汁、肉食品等。

通过研究发现：在人体内,亚硫酸离子本来就是含硫氨基酸代谢过程中的产物,因而,机体内存在能使其氧化的亚硫酸氧化酶,亚硫酸氧化酶在肝脏中最多,其他各种器官,例如心和肺中也有分布,在细胞线粒体中也存在,是人体必不可少的一种酶。但是人类如果长期摄入高剂量亚硫酸盐就会造成胃肠障碍,引起剧烈腹泻.慢性中毒,可引起头疼,肾脏障碍,红血球和血红蛋白减少等症状；亚硫酸盐可对染色体及DNA造成损伤，在低浓度下主要诱发染色单体型畸变, 在高浓度下既可引起染色单体型畸变, 又可引起染色体型畸变，最终让人体的抵抗能力丧失，甚至产生畸形等。

因此，4.5N高纯氨是食品添加剂制造领域重要的上游关键配套材料，对其醛类物质的控制是产业链发展中的主要环节之一，直接决定着食品行业的发展，目前已经受到人们的大力关注与重视。但在国内添加剂行业现有技术中，关于氨的标准中，均未提及对总亚硫酸盐含量的监控和检测。而高纯氨中的亚硫酸盐物质主要来源于原料氨：氢气作为合成原料氨的原料之一，而氢气是通过天然气裂解产生的，这样在裂解与合成的工艺中均没有很好得到控制；而在高温高压条件下合成原料氨的同时也生成了这些副产物；一般来说，其亚硫酸盐含量都较低的，都是呈气态或者气态大分子形式存在，目前没有专门的方法来检测，只能通过适当的方式汽化或者吸附或溶解等方法，然后再利用检测设备来进行定量。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服背景技术的缺陷，提供提供了一种操作简单，且成本低廉的检测方法。

本发明专利的技术方案是：一种检测高纯氨中总亚硝酸盐含量的方法

（1）样品的制备：每个样品都按照下列处理方法

（a）取洁净的250mL具塞碘量瓶，加200mL水同时盖好盖子，然后放在电子天平上称取重量（精确到0.0001g），记录重量为m₁；取用一段直径为0.125cm的聚四氟乙烯软管，将其一端用专门的连接接头连接在高纯、超纯氨储罐上，软管的另一端直接插入该250ml碘量瓶中，打开储罐阀门，直接将高纯、超纯氨通入到水中溶解，流量为200-220mL每分钟，取样60-80分钟后停止，待该四氟乙烯软管一段无液体流出以后，拿出该管子并匀速盖上盖子，记录此时的重量为m₂，用差量法计算出溶解于水中的高纯、超纯氨的重量，即m= m₂-m₁。

注意：塑料软管的粗细以连接好后不漏气为宜，将氨通入到水中相关设备必须要清洁干净，在取样之前要通入待测氨气吹扫几次，而且实验过程中不能有水溅出容量瓶，通入氨气的流量以不向液面外冒出气泡为准。

（b）将上述制取好的样品溶液放入60±5℃的水浴加热50~60分钟，然后冷却至实验室温度；再往碘量瓶中加1mL酚酞指示剂（10g/L），然后用盐酸溶液（1%）滴定让其粉红色转化为无色，再往碘量瓶中添加盐酸溶液（1%）10~20mL,然后等待检测。

（2）分析步骤

（a）向洁净的碘量瓶中加入300mL水到500mL碘量瓶中并盖好盖子；

（b）向碘量瓶总加入5mL淀粉指示剂（10g/L），然后加标准碘溶液（0.01N）直至碘量瓶出现浅蓝色为止，轻轻摇晃30秒钟不变色，这时候为滴定终点，同时将碘量瓶的盖子盖好；

（c）将按照上述步骤3准备好的样品直接倒入此显示为蓝色的碘量瓶中，然后用标准碘溶液（0.01N）来滴定，直至碘量瓶出现浅蓝色为止，轻轻摇晃30秒钟不变色，这时候为滴定终点，消耗的标准碘溶液（0.01N）体积为V；

（d）至少检测两组样品溶液，样品溶液之间滴定的误差在5%之内方可接受，否则重新制备与检测，直到结果满足条件为止；

本发明的有益效果是：国外一般选用液相色谱或者离子色谱来检测亚硫酸盐的含量，一台进口液相色谱或者离子色谱都需要35~50万元，而且在操作的时候对其环境、人员等要求都比较高；同时氨气是一种呈碱性气体，进样过程中会对色谱仪器的零配件造成腐蚀，色谱仪和色谱柱的材料都是不锈钢，而氨气在常温下极易腐蚀不锈钢物质，对仪器造成致命性的毁坏。全新投入工作的仪器，一般三个多月就需要更换一次色谱柱与耗材，甚至几周就让仪器无法工作，维修起来一般每次都要两万多元，而且浪费了大量的时间，这样严重地阻碍了我们的日常检测；我们采用此操作步骤：先将氨气转化为氨水，再蒸发挥发氨水最后让溶液接近酸性。这样就避免了很多原因造成的样品污染，为高纯氨的生产与内控起到了监控作用，同时为合理化生产提供了技术支持和保障。本发明还具有取样简单，操作简便，成本低廉，分析速度快,检测精度高的优点。

具体实施方式

1. 仪器设备

（1）烧杯：100mL、500mL、1000mL；

（2）棕色容量瓶：体积为100mL、1000mL；

（3）具塞碘量瓶：体积为500mL，在100mL处有可视刻度线；

（4）棕色碱式滴定管：体积为5mL或者10mL，最小刻度有0.01mL或者0.02mL；

（5）棕色酸式滴定管：体积为50mL，最小刻度为0.02mL；

（6）棕色试剂瓶：体积为100mL 、500mL 、1000mL；

（7）水浴锅：至少为四孔，直径在60~80cm左右，可以加热至60±5℃；

2.试剂

（1）实验室一级水或更高纯水；

（2）淀粉指示剂（10g/L）--准确称量1.0克淀粉入烧杯中，然后放在沸水中2~3分钟后冷却并转移入100mL容量瓶，用谁稀释至刻度线；

（3）酚酞指示剂（10g/L）：称量1克酚酞溶于乙醇（95%），用乙醇稀释至100mL；

（4）盐酸溶液（1%）：量取23.4mL盐酸（35~37%）溶于水并稀释至1000mL；

（5）K₂Cr₂O₇溶液（0.1N）：准确称量2.452克 K₂Cr₂O₇并溶解入500mL容量瓶然后用水定容至刻度线，然后用棕色玻试剂瓶保存；

（6）碘溶液（0.1N）:准确称量13.0克碘和35克碘化钾（KI）到1L烧杯中，用200mL的水到烧杯中，轻轻摇晃直至所有固体都溶解，再加500mL的水到烧杯中，然后用滤纸过滤到棕色容量瓶里，用水稀释至刻度线，同时避光保存；

（7）Na₂S₂O₃溶液（0.1N）：准确称量26.0克Na₂S₂O₃.5H₂O晶体然和0.2克Na₂CO₃后溶解、稀释与定容至1000mL棕色容量中，最后用棕色试剂瓶避光保存。

（8）Na₂S₂O₃标准溶液（0.1N）：准确称量0.18克于120±2℃恒重的工作基准试剂重铬酸钾，至于碘量瓶中，溶于25mL的水，加2.0克碘化钾与20%硫酸溶液（体积比），摇匀，与暗处放置10分钟，加150mL水（15~20℃），用配置好的上述Na₂S₂O₃溶液滴定，近终点时候加2mL淀粉指示剂（10g/L）,继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色；同时做空白试验，两次标定结果差异在0.5%之内，否则重新标定，最后用棕色指示剂瓶保存，此标准溶液放置至少一周后方可使用；

（9）标准碘溶液（0.1N）：准确量取上述碘溶液35.00~40.00mL置于碘量瓶中，加150mL水（15~20℃），用上述0.1N标准Na₂S₂O₃溶液滴定，近终点时候加2mL淀粉指示剂（10g/L）,继续滴定至溶液蓝色消失；两次标定结果差异在0.5%之内，否则重新标定；此标准溶液放置至少一周后须再次标定方可使用；同时做水所消耗碘的空白试验：取250mL水（15~20℃），加0.05~0.20mL配置好的碘溶液及2mL淀粉指示剂（10g/L），用上述0.1N标准Na₂S₂O₃溶液滴定溶液蓝色消失。

（10）标准碘溶液（0.01N）：准确移取10.0mL标准碘溶液（0.1N）入100mL容量瓶并用水稀释至刻度线稀释至刻度线，最后用棕色指示剂瓶保存；

3.样品的制备

每个样品都按照下列处理方法

（1）取洁净的250mL具塞碘量瓶，加200mL水同时盖好盖子，然后放在电子天平上称取重量（精确到0.0001g），记录重量为m₁；取用一段直径为0.125cm的聚四氟乙烯软管，将其一端用专门的连接接头连接在高纯、超纯氨储罐上，软管的另一端直接插入该250ml碘量瓶中，打开储罐阀门，直接将高纯、超纯氨通入到水中溶解，流量为200-220mL每分钟，取样60-80分钟后停止，待该四氟乙烯软管一段无液体流出以后，拿出该管子并匀速盖上盖子，记录此时的重量为m₂，用差量法计算出溶解于水中的高纯、超纯氨的重量，即m= m₂-m₁。

（2）将上述制取好的样品溶液放入60±5℃的水浴加热50~60分钟，然后冷却至实验室温度；再往碘量瓶中加1mL酚酞指示剂（10g/L），然后用盐酸溶液（1%）滴定让其粉红色转化为无色，再往碘量瓶中添加盐酸溶液（1%）10~20mL,然后等待检测。

4.分析步骤

（1）向洁净的碘量瓶中加入300mL水到500mL碘量瓶中并盖好盖子；

（2）向碘量瓶总加入5mL淀粉指示剂（10g/L），然后加标准碘溶液（0.01N）直至碘量瓶出现浅蓝色为止，轻轻摇晃30秒钟不变色，这时候为滴定终点，同时将碘量瓶的盖子盖好；

（3）将按照上述步骤3准备好的样品直接倒入此显示为蓝色的碘量瓶中，然后用标准碘溶液（0.01N）来滴定，直至碘量瓶出现浅蓝色为止，轻轻摇晃30秒钟不变色，这时候为滴定终点，消耗的标准碘溶液（0.01N）体积为V；

（4）至少检测两组样品溶液，样品溶液之间滴定的误差在5%之内方可接受，否则重新制备与检测，直到结果满足条件为止；

5.计算

根据仪公式（1）就可以计算得出该氨气样品中总亚硫酸盐的含量（c）。

Figure 2012104326364100002DEST_PATH_IMAGE002

﹡10³………………………………………………（1）

其中c——该氨气中的总亚硫酸盐的含量（ppm）；

V——滴定该样品所消耗标准碘溶液的体积（mL）；

N——该标准碘溶液的摩尔浓度（mol/L）

m—该样品中氨气的质量（g）

R——亚硫酸盐的摩尔质量

Claims

1.一种检测高纯氨中过总亚硫酸盐含量的方法，特征是本方法是通过如下工艺步骤实现的：

（1）样品的制备：每个样品都按照下列处理方法

（a）取洁净的250mL具塞碘量瓶，加200mL水同时盖好盖子，然后放在电子天平上称取重量，精确到0.0001g，，记录重量为m₁；取用一段直径为0.125cm的聚四氟乙烯软管，将其一端用专门的连接接头连接在高纯、超纯氨储罐上，软管的另一端直接插入该250ml碘量瓶中，打开储罐阀门，直接将高纯、超纯氨通入到水中溶解，流量为200-220mL每分钟，取样60-80分钟后停止，待该四氟乙烯软管一段无液体流出以后，拿出该管子并匀速盖上盖子，记录此时的重量为m₂，用差量法计算出溶解于水中的高纯、超纯氨的重量，即m= m₂-m₁；

塑料软管的粗细以连接好后不漏气为宜，将氨通入到水中相关设备必须要清洁干净，在取样之前要通入待测氨气吹扫几次，而且实验过程中不能有水溅出容量瓶，通入氨气的流量以不向液面外冒出气泡为准；

（b）将上述制取好的样品溶液放入60±5℃的水浴加热50～60分钟，然后冷却至实验室温度；再往碘量瓶中加1mL浓度为10g/L的酚酞指示剂，然后用浓度为1%的盐酸溶液滴定让其粉红色转化为无色，再往碘量瓶中添加浓度为1%的盐酸溶液10～20mL,然后等待检测；

（2）分析步骤

（b）向碘量瓶总加入5mL的浓度为10g/L的淀粉指示剂，然后加0.01N的标准碘溶液直至碘量瓶出现浅蓝色为止，轻轻摇晃30秒钟不变色，这时候为滴定终点，同时将碘量瓶的盖子盖好；

（c）将按照上述步骤3准备好的样品直接倒入此显示为蓝色的碘量瓶中，然后用0.01N的标准碘溶液来滴定，直至碘量瓶出现浅蓝色为止，轻轻摇晃30秒钟不变色，这时候为滴定终点，消耗的0.01N的标准碘溶液体积为V；

（d）至少检测两组样品溶液，样品溶液之间检测结果的误差在5%之内方可接受，否则重新制备与检测，直到结果满足条件为止。

2.如权利要求1所述的检测高纯氨中总亚硫酸盐含量的方法，其特征是所述步骤（2）（d）中的高纯氨中总亚硫酸盐是通过如下公式（1）计算所得到的：

Figure 2012104326364100001DEST_PATH_IMAGE001

﹡10³………………………………………………（1）

其中c——该氨气中的总亚硫酸盐的含量（ppm）；

V——滴定该样品所消耗标准碘溶液的体积（mL）；

N——该标准碘溶液的摩尔浓度（mol/L）

m—该样品中氨气的质量（g）

R——亚硫酸盐的摩尔质量。