雙滴定法測定合成液甜菜堿的含量

楊秀波，李 秋

(濟南亞西亞藥業有限公司,山東 濟南 251403)

分析與測試

雙滴定法測定合成液甜菜堿的含量

楊秀波，李 秋

(濟南亞西亞藥業有限公司,山東 濟南 251403)

本實驗運用雙滴定法，即結合了銀量法與高氯酸非水滴定法，測定了合成液甜菜堿的含量。高氯酸非水滴定法利用電位滴定法與指示劑法進行了對比試驗，兩法測定的結果一致。同時利用標準樣品對測定方法進行驗證，證實測定方法的準確性符合要求。此法操作方便快捷、準確可靠，可以滿足實際測定的需要。

雙滴定法；甜菜堿;含量；銀量法；高氯酸非水滴定法

甜菜堿廣泛地存在于動植物體內，是良好的飼料及食品添加劑[1]。也可作為多功能表面活性劑，廣泛用于制備護發護膚用品[2]。

濟南亞西亞藥業有限公司是以氯乙酸、純堿和三甲胺為原料進行合成反應，得到的是含量約30%的甜菜堿合成液，其中氯化鈉含量約為15%。作為生產工藝流程的關鍵控制點之一，測定合成液甜菜堿的含量，對于計算反應的轉化率以及后續產品的收率有非常重要的作用。

目前測定甜菜堿含量的方法有很多，但綜合考慮，離子色譜法與高氯酸非水滴定法的測定結果較準確[3]。與離子色譜法相比，高氯酸非水滴定法因其操作簡單快捷、誤差較小的特點，使它仍有廣泛的應用空間。

但是對于高氯酸非水滴定法，利用此法進行檢測只要樣品中具有堿性基團的化合物如胺類、氨基酸類、含氮雜環化合物、某些有機堿的鹽及弱酸鹽、鈉離子等，都會影響高氯酸非水滴定法檢測的準確性[4]。如果可以消除滴定時其它雜質的影響，高氯酸非水滴定法就會繼續適用，迄今為止還沒有這種消除雜質干擾的報道。由于甜菜堿合成液中含有鈉離子雜質，原則上高氯酸非水滴定法是不適用的，但是作者經過大膽創新，改進了實驗，收到了理想的效果。

1 實驗

1.1 實驗原理

甜菜堿合成液中的不揮發性雜質是氯化鈉以及少量的碳酸鈉。作者利用雙滴定法，分別實現了對總鈉離子雜質的定量測定。

合成液中氯化鈉的測定可用銀量法，此法已經非常成熟，樣品的pH接近中性且對測定方法無干擾，因此此法可行。可先將樣品用稀鹽酸處理使雜質碳酸鈉轉化為氯化鈉，然后將樣品依次經過電爐與馬弗爐的處理，從而分解掉樣品中的含氯有機物，最后用銀量法測定樣品中的氯化鈉。

合成液中甜菜堿的測定可用高氯酸非水滴定法，此法參照了甜菜堿鹽酸鹽的非水滴定法[5]。首先氯化鈉與過量乙酸汞反應生成乙酸鈉和難電離的氯化汞，同時碳酸鈉雜質也與冰乙酸作用生成了乙酸鈉。而兩個反應產生的乙酸鈉正好也可以用非水滴定法測定[6]，反應體系的水可以通過乙酸酐除去。在非水滴定反應體系，甜菜堿與乙酸鈉將同時會與高氯酸發生反應，因為兩個滴定反應分別進行時的溶劑、指示劑，以及滴定終點都一致，所以大膽推測在同一體系中發生這兩個反應屬于混合酸堿滴定，是可行的。

因為高氯酸參與了兩個反應，所以按照高氯酸非水滴定法計算出的甜菜堿含量，消去銀量法滴定鈉離子所折合的甜菜堿的含量之后，才是實際甜菜堿的含量。

1.2 儀器、試劑和標準溶液

ZDJ-4A型自動電位滴定儀；分析天平；電爐；馬弗爐；50mL棕色滴定管；250mL玻璃錐形瓶；50mL瓷蒸發皿。冰乙酸、乙酸酐(優級純)。結晶紫指示劑(5g/L)；鉻酸鉀指示劑(0.1g/mL)；乙酸汞溶液(50g/L)。高氯酸滴定液(0.1mol/L)與硝酸銀滴定液(0.1mol/L)[7]；標準樣品溶液：用分析天平按固定質量稱量法稱取烘干后的基準氯化鈉15g、無水甜菜堿標準品30g于200mL玻璃燒杯中，逐步加水并攪拌至物料全部溶解，冷卻后繼續加水至溶液為100±0.01g質量范圍即可。

1.3 實驗內容

1.3.1 銀量法的測定

稱取甜菜堿合成液1.0g(精確至0.0002g)至50mL瓷蒸發皿中，加入1mL鹽酸(1+1)，先在電爐上低溫加熱使試樣蒸發干涸，之后高溫灼燒樣品至無煙，再放入馬弗爐中(600℃)，2h后取出，冷卻后，用80mL蒸餾水分5～6次將瓷蒸發皿中的灰分轉移至250mL玻璃錐形瓶中，加入0.5mL鉻酸鉀指示液，用硝酸銀標準滴定溶液(0.1mol/L)滴定至溶液出現磚紅色沉淀即為終點。同時進行空白試驗。

1.3.2 高氯酸非水滴定法的測定

1.3.2.1 指示劑法

稱取甜菜堿合成液0.8g(精確至0.0002g)至250mL玻璃錐形瓶中，加入20mL冰乙酸、5mL乙酸酐、20mL乙酸汞溶液，冷卻后，加入2滴結晶紫指示劑，搖勻。用高氯酸滴定液滴定至溶液由藍紫色變為綠色。同時進行空白試驗。

1.3.2.2 電位滴定法

1.3.2.2.1 測試空白和終點電極電位的確定

連接好儀器，向溶液杯加入20mL冰乙酸、5mL乙酸酐、20mL乙酸汞溶液，插入電極并開動攪拌器，待儀器運行穩定后，用"mv"檔測量電極電位，選擇手動滴定模式，每次滴加高氯酸滴定液0.02mL，同時記錄對應的電位，打印出現最大電位突躍時使用的高氯酸滴定液的體積和對應的終點電極電位。若無電位突躍，那么按最初的電位值，測試空白計為零。

1.3.2.2.2 樣品測試

稱取甜菜堿合成液0.8g(精確至0.0002g)至溶液杯中，然后20mL冰乙酸、5mL乙酸酐、20mL乙酸汞溶液，插入電極并開動攪拌器。待儀器運行穩定后，進入設置菜單，選擇終點模式[MODE(0)]，選擇慢速滴定(A=0～2)，輸入空白測試所對應的終點電極電位值。儀器將自動進行滴定，到達滴定終點就會顯示所使用滴定液的體積并輸出結果。

1.4 含量的計算

1.4.1 銀量法的計算

為了計算最終結果，需要把氯化鈉折合成甜菜堿的質量百分含量(X1)進行計算。

式中：C——硝酸銀滴定液的濃度，mol/L；

V——滴定試樣時消耗的硝酸銀滴定液的體積，mL；

V0——空白試驗消耗的硝酸銀滴定液的體積，mL；

m——試樣的質量，g；

117.15——甜菜堿的相對分子質量。

1.4.2 高氯酸非水滴定法的計算

為了最終結果計算的需要，要按甜菜堿的質量百分含量(X2)進行計算。

式中：C——高氯酸滴定液的濃度，mol/L；

V——滴定試樣時消耗的高氯酸滴定液的體積，mL；

V0——空白試驗消耗的高氯酸滴定液的體積，mL；

m——試樣的質量，g；

117.15——甜菜堿的相對分子質量。

1.4.3 甜菜堿含量的計算

合成液中實際甜菜堿的質量百分含量(X)是上面兩個含量的差值。

計算公式為： X=X2-X1

2 結果與討論

2.1 標準樣品的對比實驗結果

由表1可知，銀量法、電位滴定法、指示劑法測得的結果與理論計算值30.07、60.07在允許誤差范圍以內，均小于0.2%。說明了三個測定方法準確度較高，都符合常規測定要求。

表1 標準樣品的3次平行測定的對比實驗結果 %

2.2 滴定終點顏色的對比實驗

以結晶紫作為指示劑，它有3個變色點，滴定不同強度的堿時，終點顏色應該不同。為了確定終點顏色，作者采用電位滴定法做實驗，首先向溶液杯加入20mL冰乙酸、5mL乙酸酐、20mL乙酸汞溶液，滴入2滴結晶紫，然后滴加高氯酸標準溶液，觀察到溶劑由藍紫色變為藍綠色繼而變為綠色，電位發生突躍時，溶劑恰好由藍綠色變為綠色，變色過程非常敏銳。實驗數據見表2。

表2 不同滴定終點顏色的結果 %

實驗結果表明，滴定終點顏色為藍綠色時，結果偏低，終點顏色定為綠色時，與電位滴定法的終點吻合。

2.3 乙酸酐不同加入量的對比實驗

乙酸酐對非水滴定條件很重要，其能夠除去反應體系中的微量水以及掩蔽產品中可能的其它微量雜質對滴定結果的影響，使得滴定終點變色敏銳清晰，進而提高了測定準確度。實驗數據見表3。

表3 乙酸酐不同加入量的測試結果 %

實驗數據表明，加入乙酸酐的量較少將導致測定值偏高。加入5mL乙酸酐的量就可以了。

2.4 重復性實驗

為了考察方法的精密度，采用了兩批普通甜菜堿合成液樣品按照所述方法進行實驗。

表4 非水法的重復性實驗 %

表5 銀量法的重復性實驗 %

經過計算知樣品1和2的實際甜菜堿的平均百分含量分別為29.8、29.6。由兩表知雙滴定法的精密度較高，測定方法可靠。

3 結論

本方法儀器簡單易得，操作方便快捷，測定結果準確合理，實用性和針對性強，也拓寬了傳統滴定分析方法的應用范圍。

[1] 王建輝.甜菜堿的合成及產品提純的新方法[J].河北化工，2006(2)：22-23.

[2] 溫惠妹.甜菜堿清潔生產技術方法研究[D]濟南：.山東大學，2011：5.

[3] 楊 雪,王洪榮.甜菜堿含量的測定方法比較[J].飼料工業，2013(7)：48-51.

[4] 周歷嵐.甜菜堿的產品控制及含量測定[J].飼料工業，2010, 31(14):49-51 .

[5] 夏繼紅，宮玲玲.甜菜堿鹽酸鹽含量的幾種檢測方法[J].山東畜牧獸醫，1999(5)：49-50.

[6] 李志就，郭有剛.無水乙酸鈉含量的快速測定[J].上海化工，2002，23(z3)：23-24,27.

[7] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典 二部[M].北京：化學工業出版社，2010：附錄181-182.

(本文文獻格式：楊秀波，李 秋.雙滴定法測定合成液甜菜堿的含量[J].山東化工，2016，45(24)：66-58.)

2016-10-30

楊秀波(1989—)，山東濟南人，擔任化驗主管，獲學士學位，畢業于濟南大學化學系，從事化工技術研究。

S816.7; O657.1

A

1008-021X(2016)24-0066-03