用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法

摘要

本发明提供了一种用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法，涉及物质含量检测技术领域，该方法采用蒸馏设备替代色谱仪/质谱仪，并结合化学滴定法及计算公式来反推出凯松防腐剂中异噻唑啉酮的含量。该测定方法步骤简单，所用到的检测设备为实验室常用设备，检测设备投资小，具有较高的检测精度且检测过程所用耗材价格便宜，经济实惠。

说明书

技术领域

本发明涉及物质含量检测技术领域，特别涉及一种用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法。

背景技术

凯松防腐剂又称卡松防腐剂，其中的活性份为异噻唑啉酮类化合物，异噻唑啉酮是一类衍生物的通称，主要为5-氯-2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮的混合物，其中5-氯-2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮简称为CMIT，2-甲基-1-异噻唑啉-3-酮简称MIT。

1963年Goerdeler和Mittler首先提出异噻唑啉酮的制备方法后，Rohm&Hass公司一直对其进行研究，并将其用作杀生剂，异噻唑啉酮具有高效、广谱、对环境安全等优点，是一种较为理想的杀生剂，其市场用量大，广泛应用于石化/日化产品及工业循环水处理中，目前国内不少公司也在生产和销售含异噻唑啉酮的凯松防腐剂。

在此之前，测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量通常采用气相色谱-质谱法或者高效液相色谱(HPLC)法，上述测定方法虽然具有精确度高的优点，但是其测定过程需要用到的实验设备价格昂贵(大多在10万元以上)，且所用耗材也不便宜，若非专门的对外检测机构，购置上述设备和耗材仅仅用来对凯松防腐剂中异噻唑啉酮的含量进行检测，显然不划算。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种检测精度较高、检测设备简单经济的用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在常温和常压下，往蒸馏装置中加入蒸馏水、凯松防腐剂样品、85％的磷酸及适量沸石，将所述蒸馏水、凯松防腐剂样品及85％的磷酸混合均匀，所述蒸馏水、凯松防腐剂样品及85％的磷酸的质量配比为50:0.5:25.34；

步骤二、对蒸馏装置中的液体进行加热蒸馏并收集蒸馏液，当所述蒸馏装置中的液体开始沸腾时，以与所述蒸馏液流出速度相当的速度往所述蒸馏装置中加入蒸馏水；

步骤三、取一容器，往其中加入亚硫酸钠溶液和0.1％的百里香酚酞指示剂，然后用0.25mol/L的硫酸标液滴定至溶液浅蓝色消失，所述亚硫酸钠溶液和0.1％的百里香酚酞指示剂的体积比为200：1，所述亚硫酸钠溶液中亚硫酸钠的含量为126g/L；

步骤四、将收集到的全部蒸馏液转入步骤三中的容器中，再次用0.25mol/L的硫酸标液滴定至溶液浅蓝色消失，记录消耗的硫酸标液的体积；

步骤五、利用以下式(1)计算出HCHO的百分含量，然后根据所述HCHO的百分含量，利用式(2)反推出所述凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的含量：

$>A=\frac{v\times c\times M}{m\times 1000}\times 100\%---\left(1\right)$>

式(1)中，V表示所述步骤四中消耗的硫酸标液的体积；

C表示所述硫酸标液的浓度；

M表示HCHO的摩尔质量；

m表示步骤一中加入的凯松防腐剂样品的质量；

A表示HCHO的百分含量；

$>B=\frac{M_1\times A}{3\times M}---\left(2\right)$>

式(2)中，M₁表示凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的摩尔质量；

M表示HCHO的摩尔质量；

A表示根据式(1)计算得出的HCHO的百分含量；

B表示凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的百分含量。

其中，所述蒸馏装置包括1号烧瓶、2号烧瓶、烧瓶夹、电热套、蒸馏头、球形冷凝管、恒压分液漏斗、1号软管和2号软管；

所述1号烧瓶用于加入蒸馏水、凯松防腐剂样品、85％的磷酸及适量沸石，所述1号烧瓶置于电热套内并通过烧瓶夹夹持住，所述蒸馏头的底端插入1号烧瓶的瓶口中，所述蒸馏头的侧端出口连接球形冷凝管进口端，所述2号烧瓶用于接住球形冷凝管的出口端流出的蒸馏液；

所述1号软管作为冷却水出水管与球形冷凝管前端小孔连接，所述2号软管作为冷却水进水管与球形冷凝管下端小孔连接；

所述蒸馏头的顶端插入恒压分液漏斗。

本发明取得的有益效果在于：本发明提供的用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法测试步骤简单，所用到的检测设备为实验室常用设备(蒸馏装置)，检测设备投资小，检测结果与背景技术中的检测方法基本一致，具有较高的检测精度且检测过程所用耗材价格便宜，经济实惠。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的一个显著特征是采用蒸馏设备替代色谱仪/质谱仪，并结合公式计算来测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮的含量，从而达到减小设备投资及耗材消费的目的。

具体地，可以采用以下方案来实施本发明，一种用于测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的方法，包括以下步骤：

步骤一、在常温和常压下，往蒸馏装置中加入蒸馏水、凯松防腐剂样品、85％的磷酸及适量沸石，将蒸馏水、凯松防腐剂样品及85％的磷酸混合均匀，蒸馏水、凯松防腐剂样品及85％的磷酸的质量配比为：50:0.5:25.34；

步骤二、对蒸馏装置中的液体进行加热蒸馏并收集蒸馏液，当蒸馏装置中的液体开始沸腾时，以与蒸馏液流出速度相当的速度往蒸馏装置中加入蒸馏水；

步骤三、取一容器，往其中加入亚硫酸钠溶液和0.1％的百里香酚酞指示剂，然后用0.25mol/L的硫酸标液滴定至溶液浅蓝色消失，亚硫酸钠溶液和0.1％的百里香酚酞指示剂的体积比为200：1，亚硫酸钠溶液中亚硫酸钠的含量为126g/L；

步骤四、将收集到的全部蒸馏液转入步骤三中的容器中，再次用0.25mol/L的硫酸标液滴定至溶液浅蓝色消失，记录消耗的硫酸标液的体积；

步骤五、利用以下式(1)计算出HCHO的百分含量，然后根据HCHO的百分含量，利用式(2)反推出凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的含量：

$>A=\frac{v\times c\times M}{m\times 1000}\times 100\%---\left(1\right)$>

式(1)中，V表示步骤四中消耗的硫酸标液的体积；

C表示硫酸标液的浓度；

M表示HCHO的摩尔质量；

m表示步骤一中加入的凯松防腐剂样品的质量；

A表示HCHO的百分含量；

$>B=\frac{M_1\times A}{3\times M}---\left(2\right)$>

式(2)中，M₁表示凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的摩尔质量；

M表示HCHO的摩尔质量；

A表示根据式(1)计算得出的HCHO的百分含量；

B表示凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的百分含量。

在上述实施例中，优选的，蒸馏装置包括1号烧瓶、2号烧瓶、烧瓶夹、电热套、蒸馏头、球形冷凝管、恒压分液漏斗、1号软管和2号软管；

1号烧瓶用于加入蒸馏水、凯松防腐剂样品、85％的磷酸及适量沸石，1号烧瓶置于电热套内并通过烧瓶夹夹持住，蒸馏头的底端插入1号烧瓶的瓶口中，蒸馏头的侧端出口连接球形冷凝管进口端，2号烧瓶用于接住球形冷凝管的出口端流出的蒸馏液；

1号软管作为冷却水出水管与球形冷凝管前端小孔连接，2号软管作为冷却水进水管与球形冷凝管下端小孔连接；

蒸馏头的顶端插入恒压分液漏斗。

需要说明的是，在上述实施例中，蒸馏装置所用到的1号烧瓶、2号烧瓶、烧瓶夹、电热套、蒸馏头、球形冷凝管、恒压分液漏斗、1号软管和2号软管均为现有技术中已知的通用结构，本发明并不涉及对上述实验器材的改进，介于上述器材间的连接方式较为简单，通过以上文字描述，本领域技术人员已能够非常清楚地知道蒸馏装置中各部件之间的连接结构，故本发明不再提供该蒸馏装置的连接结构图。

下面介绍采用以上优选结构的蒸馏装置来测定凯松防腐剂中异噻唑啉酮含量的操作方法。

步骤一、在常温和常压下，往1号烧瓶中加入蒸馏水50g(50ml)、凯松防腐剂样品0.5g、85％的磷酸25.34g(15ml)及1-2个沸石，将蒸馏水、凯松防腐剂样品及85％的磷酸摇匀，往恒压分液漏斗中加入蒸馏水200ml，并用皮塞将口塞紧；

步骤二、开启电热套对1号烧瓶中的液体进行加热蒸馏并通过2号烧瓶收集蒸馏液，当1号烧瓶中的液体开始沸腾时，打开恒压分液漏斗的开关，以与蒸馏液流出速度相当的速度往1号烧瓶中加入蒸馏水；

步骤三、取一锥形瓶，往其中加入30ml亚硫酸钠溶液和3滴(约0.15ml)0.1％的百里香酚酞指示剂，然后用0.25mol/L的硫酸标液滴定至溶液浅蓝色消失，上述亚硫酸钠溶液中亚硫酸钠的含量为126g/L；

步骤四、将2号烧瓶中收集到的全部蒸馏液转入步骤三中的锥形中，再次用0.25mol/L的硫酸标液滴定至溶液浅蓝色消失，记录消耗的硫酸标液的体积；

步骤五、利用以下式(1)计算出HCHO的百分含量，然后根据HCHO的百分含量，利用式(2)反推出凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的含量：

$>A=\frac{v\times c\times M}{m\times 1000}\times 100\%---\left(1\right)$>

式(1)中，V表示步骤四中消耗的硫酸标液的体积；

C表示硫酸标液的浓度；

M表示HCHO的摩尔质量；

m表示步骤一中加入的凯松防腐剂样品的质量；

A表示HCHO的百分含量；

$>B=\frac{M_1\times A}{3\times M}---\left(2\right)$>

式(2)中，M₁表示凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的摩尔质量；

M表示HCHO的摩尔质量；

A表示根据式(1)计算得出的HCHO的百分含量；

B表示凯松防腐剂样品中异噻唑啉酮的百分含量。

为验证上述测定方法的准确性，申请人选取市售的一种凯松防腐剂(型号：DL604，其中异噻唑啉酮实际含量为2％)采用上述方法和气相色谱-质谱法分别对其中的异噻唑啉酮含量进行测定，经本发明提供的方法测得其中异噻唑啉酮含量为1.985％(为提高精度，测试过程中各步骤中相关物质的加入量精确到小数点后三位)，经高效液相色谱(HPLC)法测得其中异噻唑啉酮含量为2.010％，从上述数据可以看出，本发明提供的测定方法与气相色谱-质谱法检测结果非常接近，由此可以确定，本发明提供的测定方法也具有较高的检测精度。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

最后，应该强调的是，为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些描述已经被简化，并且为清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。