表面活性剂检验

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1、第5章 表面活性剂的检验知识目标：l 了解表面活性剂的类型、功能和对产品质量的影响l 熟悉表面活性剂理化检验项目l 掌握表面活性剂理化检验项目的常规检验方法能力目标：l 能进行检验样品的制备l 能进行相关溶液的配制l 能根据表面活性剂的种类和检验项目选择合适的分析方法l 能按照标准方法对表面活性剂相关项目进行检验，给出正确结果案例导入： 如果你是一名企业的检验人员，供应商给你公司送来一批AES，你如何评价这批样品的质量呢。课前思考题:l 表面活性剂有哪几种类型？各类表面活性剂有哪些性能？l 表面活性剂都能起泡吗？表面活性剂分子由亲水基和疏水基两部分组成。具有亲油（疏水）和亲水（疏油）两个部分的

2、两亲分子，能吸附在两相界面上，呈单分子排列使溶液的表面张力降低，它不仅有洗涤去污作用，而且具有润湿、乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、杀菌等多种性能，是日常生活和工业生产不可缺少的产品。表面活性剂的品种十分繁多，性质差异，除与烃基的大小、形状有关外，主要与亲水基的不同有关。因而表面活性剂按亲水基可分为两大类：离子型和非离子型表面活性剂。表面活性剂溶于水时，凡能离解成离子的称离子型表面活性剂；凡不能离解成离子的称非离子型表面活性剂。而离子型表面活性剂又分为阴离子型、阳离子型和两性离子型表面活性剂。另外，还有含氟、硅、硼等特种表面活性剂，一般按其亲油基分类。每类特种表面活性又可分进一步为为阳离子、阴

3、离子、非离子及两性离子表面活性剂。表面活性剂是一类具有特殊性质的专用化学品，其分析除对照产品各级质量标准的测定项目外，尚需要作性能分析、理化性能分析等。从分析方法讲，随着表面活性剂合成工业和应用的发展，其分析方法也不断充实，日趋完善。经典的化学分析法已相当成熟，进入标准化和规范化阶段。本章介绍表面活性剂的性能、类型及定量分析。5.1 表面活性剂的基本性能试验5.1.1 表面活性剂发泡力的测定泡沫是表面活性剂的基本特征之一。泡沫与表面活性剂的许多用途相关，如泡沫灭火器、泡沫浮选、泡沫钻井液等。表面活性剂泡沫性能的测定方法有搅动法、气流法、倾注法等。国际标准（ISO 696-1975）和国家标准（

4、GB/T 7462-94）中采用的是罗氏泡沫仪的测定方法。下面介绍表面活性剂发泡力的测定方法（改进Ross-Miles法）。本方法参照GB/T 74621994，适用于所有的表面活性剂。然而测量易于水解的表面活性剂溶液的发泡力，不能给出可靠的结果，因为水解物聚集在液膜中，并影响泡沫的持久性。也不适用于非常稀的表面活性剂溶液发泡力的测定。1方法原理使500 mL表面活性剂溶液从450 mm高度流到相同溶液的液体表面之后，测量得到的泡沫体积。2仪器设备(1)泡沫仪：由分液漏斗、计量管、夹套量筒及支架部分组成。见图5-1至图5-4。1)分液漏斗：容量1 L，其构成为有一个球形泡与长200 mm的管子

5、相连接，管的下端有一旋塞。分液漏斗梗在旋塞轴心线以上150 mm处带一刻度，供在试验中指示流出量的下限。在分液漏斗旋塞轴线下40 mm处严格地垂直于管的长度切断管子的下端。图5-1。2)计量管：不锈钢材质，长70 mm，内径(1.90.02)mm，壁厚0.3 mm。管子的两端用精密工具车床垂直于管的轴线精确地切割。计量管压配入长度为（1020）mm的钢或黄铜安装管，安装管的内径等于计量管的外径，外径等于分液漏斗的玻璃旋塞的底端管外径。计量管上端和安装管上端应在同一平面上，用一段短的厚橡皮管（真空橡皮管）固定安装管，使得安装管的上端和玻璃旋塞的底端管相接触。如图5-2。3)夹套量筒：容量1.3

6、L,刻度分度l0 mL。由壁厚均匀的耐化学腐蚀的玻璃管制成，管内径(651)mm,下端缩成半球形，并焊接一梗管直径12 mm的直孔标准锥形旋塞，塞孔直径6 mm。下端50 mL处刻一环形标线，由此线往上按分度l0 mL刻度，直至1300 mL刻度，容量准确度应满足（130013）mL。距50 mL标线以上450 mm处刻一环形标线，作为计量管下端位置标记。量筒外焊接外径约90 mm的夹套管，如图5-3。 4)支架：使分液漏斗和量筒固定在规定的相对位置，并保证分液漏斗流出液对准量筒中心，如图5-4。(2)刻度量筒: 500 mL。(3)容量瓶: 1000 mL。(4)恒温水浴：带有循环水泵，可控

7、制水温于(500.5) 图5-1 分液漏斗图 图5-2 计量管装配图 图5-3 夹套量筒3检验步骤(1)仪器的清洗彻底清洗仪器是试验成功的关键。试验前尽可能将所有玻璃器皿与铬酸硫酸混合液接触过夜。然后用水冲洗至没有酸，再用少量的待测溶液冲洗。将安装管和计量管组件在乙醇和三氯乙烯的共沸混合物蒸气中保持30 min,然后用少量待测溶液冲洗。对同一产品相继间的测量，用待测溶液简单冲洗仪器即可，如需要除去残留在量筒中的泡沫时，不管用什么方法来完成，随后都要用待测溶液冲洗。(2)仪器的安装用橡皮管将恒温水浴的出水管和回水管分别连接至夹套量筒夹套的进水管（下）和出水管（上），调节恒温水浴温度至(500.5

8、)。安装带有计量管的分液漏斗，调节支架，使量筒的轴线和计量管的轴线相吻合，并使计量管的下端位于量筒内50 mL溶液的水平面上450 mm标线处。图5-4 仪器装配示意图1-分液漏斗,2-计量管,3-夹套量筒(3)待测样品溶液的配制将待测样品，按其工作浓度或其产品标准中规定的试验浓度配制溶液。配制溶液先调浆，然后用所选择的已预热至50 的水溶解。必须很缓慢地混合，不搅拌，以防止泡沫形成，保持溶液于（500.5），直至试验进行。稀释用水可用鼓泡法制备经空气饱和的蒸馏水或用3 mmol/L钙离子（Ca 2+）硬水。在测量时溶液的时效，应不少于30 min，不大于2 h。 (4)灌装仪器 将配制的溶液

9、沿着内壁倒入夹套量筒至50 mL标线，不使在表面形成泡沫。也可用灌装分液漏斗的曲颈漏斗来灌装。 第一次测定时，将部分试液灌入分液漏斗至150 mm刻度处，并将计量管的下端浸入保持（500.5）的盛有试液的小烧杯中，用连接到分液漏斗顶部的适当抽气器吸引液体。这是避免在旋塞孔形成气泡的最可靠方法。将小烧杯放在分液漏斗下面，直到测定开始。为了完成灌装，用500 mL刻度量筒量取500 mL保持在(500.5)的试液倒入分液漏斗，缓慢进行此操作。为了避免生成泡沫，可用一专用曲颈漏斗，使曲颈的末端贴在分液漏斗的内壁上来倾倒试液。为了随后的测定，将分液漏斗放空至旋塞上面（1020）mm的高度。仍将分液漏斗

10、放在盛满（500.5）的试验溶液的烧杯中，再用试验溶液灌装分液漏斗至150 mm刻度处，然后，如上所述，再次倒入500 mL保持在（500.5）的试验溶液。(5)测定使溶液不断地流下，直到水平面降至150 mm刻度处，记录流出时间。流出时间与观测的流出时间算术平均值之差大于5 的所有测量应予忽略，异常的长时间表明在计量管或旋塞中有空气泡存在。在液流停止后30 s、3 min和5 min，分别测量泡沫体积（仅仅泡沫）。如果泡沫的上面中心处有低洼，按中心和边缘之间的算术平均值记录读数。进行重复测量，每次都要配制新鲜溶液，取得至少3次误差在允许范围的结果。4检验结果以所形成的泡沫在液流停止后30 s

11、、3 min和5 min的体积(mL)来表示结果，必要时可绘制相应的曲线。以重复测定结果的算术平均值作为最后结果。重复测定结果之间的差值不超过15 mL。5.1.2 表面活性剂表面张力及界面张力的测定表面张力是液体的，尤其是表面活性剂水溶液的一种基本性质。表面张力是指由自由表面能引起的沿液面表面作用在单位长度的力，在数值上同单位表面上的自由表面能相等。表面张力是反映表面活性剂表面活性大小的一个重要物化性能指标。溶液的表面对测定条件非常敏感，即使微小的变动也容易影响表面张力的测定。为了测得可靠的表面张力，测定前必须注意以下几点：首先，必须在液面不振动的干净环境中操作。例如，水面易与尘埃、油气接触

12、而污染，瞬间约可变化10 mN/m。其次，要正确控制温度，测定体系尽可能密闭。这样，因蒸发引起的液面浓缩和温度不稳可被抑制到最小范围。水的表面张力（H2O）与温度（t）有如下关系：H2O75.680 0.138t 0.35610-3t 2 0.4710-6t 3 所以希望温度变化控制在0.1 以内。再者，应该注意水的精制纯化，除去所含的痕量表面活性杂质等，以达到表面研究所必要的试剂纯度。此外，表面活性剂溶液的表面张力达到平衡的时间可从数分钟到数小时，因此必须根据实验的目的选择合适的方法。最好在一段时间内多次测量，以得到表面张力对时间的曲线，由曲线的平坦位置，确定表面达平衡的时间。测定表面张力的

13、方法很多，有用平板、U形环或圆环拉起液膜法、毛细管法、最大气泡压力法、滴体积法、悬滴法等。我国国标中，则规定了圆环拉起膜法及滴体积法测定表面张力的方法，在此介绍圆环拉起液膜法。1方法原理将圆环放在一只测量杯中待测的表面活性剂溶液中，当拉起环时，有一作用力垂直作用于圆环上，测量垂直作用于圆环，使圆环从此表面脱离所需要的最大力。本方法参照QB/T 1323-1991，用圆环拉起液膜测定含一种或几种表面活性剂的水溶液或有机溶液表面张力。可测定表面活性剂和洗涤剂溶液的表面张力，也适用于纯溶液或溶液的表面张力。2仪器设备(1)表面张力计：由水平平台、测力计和仪表组成。1)水平平台：用微调螺丝可使其垂直上

14、下移动；装有千分尺能估计0.1 mm的垂直位移。2)测力计：能连续测量作用于测量单元上的力，并具有至少0.1 mN/m的准确度。3)仪表：用于指示或记录测力计测量值。装置应防震避风。整个仪器要用天平罩保护起来，这有利于减小温度变化和尘埃污染。(2)铂铱环：铂铱丝直径0.3 mm。环的周长通常为（4060）mm，用一铂丝镫形环固定在悬杆上（见图5-5）。(3)测量杯：玻璃制品，内径至少8 cm。对于纯液体的测定，理想的测量杯是矩形平行六面体小皿，边长至少8 cm；这种形状有利于用洁净的玻璃棒或聚四氟乙烯板刮净液体表面。 图5-5 铂铱环 图5-6 用圆环测定3、试剂蒸馏水：二级水，注意防止污染。

15、4、检验步骤(1)表面活性剂溶液的配制取一定量的表面活性剂样品，配成试样溶液，溶液的温度要保持一定，温度变化应在0.5 之内。配制表面活性剂溶液时应注意： 1)配制测定溶液用作溶剂的水应是重蒸馏水，20 时水的表面张力至少71 mN/m。软木塞和橡皮塞决不能用于制备蒸馏水的蒸馏装置接口中，或用来塞盛水的容器。2)溶液的温度应精确保持在0.5 之内。（注：在临界温度点，如在克拉夫特温度，环氧乙烷缩合物的混浊温度等附近进行的测定，常由于误差大而失败。最好在高于克拉夫特温度或低于环氧乙烷缩合物的混浊温度下进行）。3）因溶液表面张力随时间而变化，表面活性剂的性质、纯度、浓度和吸附倾向，在这些变化中都起

16、着特殊的作用，很难建议一个标准时效周期，所以需要在一段时间内进行几次测量，作出表面张力对时间的函数曲线，求出其水平部分的位置，即可得到溶液达到平衡状态的时效，能将表面张力值作为时间的函数记录下来的自动化仪器非常适合于这种测量。4)溶液表面对于大气尘埃或附近溶剂的蒸气污染非常敏感，所以不要在进行测定的房间里处理挥发性物质。5）建议用移液管从大量液体的中心吸取待测液体的试验份，因为表面可能易受不溶性粒子或尘埃的污染。(2)清洗仪器如果污垢（如聚硅酮）不能被硫酸铬酸液、磷酸或过硫酸钾硫酸溶液除去，则可用甲苯、四氯乙烯或氢氧化钾甲醇溶液预洗测量杯。如果不存在这种污垢，或者这种污垢已被清洗，则用热的硫酸

17、铬酸洗液洗涤测量杯，然后用浓磷酸(83 %92 %)洗涤，最后用重蒸馏水冲洗至中性。测量前，用待测液冲洗几次。要避免触摸测量元件和测量杯内表面。(3)校正仪器可用两种方法进行校正：1）用一系列已知质量的游码，放在圆环上，调节测力计使其平衡，记录下刻度盘读数。绘游码质量/刻度盘读数曲线图，该曲线在测力计测量范围内为直线，求出直线的钭率。该法操作时间较长，但是非常精确。仪器读出值表面张力按式（5-1）计算，单位为mN/m。 （5-1）式中：m游码的质量，g；b圆环的周长，b = 4r，m；r圆环的半径，m；g重力加速度，m/s2。2）用已知准确表面张力的纯物质。调好张力，如需要，按测量步骤进行操作

18、，直至观察到读数与校正液体的已知值相符。这种方法快速。一些纯有机液体的表面张力值列于表5-2。表5-1 与空气接触的水的表面张力（mN/m）表5-2纯有机液体与空气的表面张力（20）(4)测量1)张力计水平调节：在平台上放一水准仪，调节仪器底板上的调节螺丝，直至平台成水平。2)测定：将盛有待测液的测量杯放在平台上，并处于圆环的下方。升起平台用液体表面作镜子，观察几乎与液体表面接触的圆环的像。检查圆环的周边是否水平。升高平台使圆环刚一接触液面即被拉入液体。继续升高平台至测力计再一次处于平衡。因圆环浸入液体时，扰乱了表面层的排列，需要等几分钟后再测定。缓慢降低平台直至测力计稍微失去平衡。然后，调节

19、施加于测力计的力以及平台的位置，随着环的周边处于液体自由表面上，测力计恢复平衡。用微调螺杆降低平台，同时调节施加于测力计的力，使测力计始终保持平衡，直至连接圆环和液体表面的“膜”破碎，仔细注意施加在“膜”碎裂瞬间时的力。5、结果计算试液的表面张力按式（5-2）计算，单位为mN/m。= fF/（4r） （5-2）式中：F当连接圆环与液体表面的“膜”破裂瞬间，或“膜”较低的弯月面脱离的瞬间施加于张力计的力，F = kg刻度盘读数，mN；r圆环的半径，m；k校正曲线钭率，g/刻度；g重力加速度，m/s2；f校正因子，因在“膜”破裂前的瞬间，或“膜”的弯月面底部脱离前的瞬间，圆环的内部和外部弯月面之间

20、不是完全对称的（见图5-6）,应考虑作用在圆环上表面张力的方向。f值取决于圆环的半径，铂铱丝的粗细，待测液体的密度，以及“膜”破裂前的瞬间或“膜在自由表面上升高的液体的体积。5.2 表面活性剂的类型鉴别表面活性剂品种繁多，对未知的表面涤性剂首先需要快速、简便、有效地确定其离子型，即确定阴离子、阳离子、非离子及两性表面活性剂，是非常必要有。下面我们介绍几种表面活性齐离子类型的鉴别方法。5.2.1 泡沫特征试验这个试验可以初步鉴定存在的表面活性剂的类型，可以和下面其他试验联合应用。具体操作步骤如下。在一支沸腾管中，用几毫升水摇动少量醇萃取物，如果生成泡沫，表示存在表面活性剂。加23滴稀盐酸溶液，摇

21、动，如果泡沫被抑制，表示在其他表面活性剂中存在肥皂；如果泡沫保持，表示存在除肥皂外的表面活性剂。若在这种情况下加热至沸，并沸腾几分钟，如果泡沫消失，并形成脂肪层，表示存在易水解阴离子洗涤剂（烷基硫酸盐或烷基醚硫酸盐）；如果泡沫保持，表示存在不易水解的阴离子洗涤剂烷基（芳基）磺酸盐、阳离子或非离子表面活性剂，或其混合物。5.2.2 亚甲基蓝-氯仿试验亚甲基蓝是水溶性染料，但阴离子表面活性剂与亚甲基蓝可形成可溶于氯仿的蓝色络合物，从而使蓝色从水相转移到氯仿相。利用该性质可定性定量分析阴离子表面活性剂。（1）溶液的配制1）亚甲基蓝溶液：将6.8 g浓硫酸缓慢地注入约50 mL水中，待冷却后加亚甲基蓝

22、0.03 g和无水硫酸钠50 g,溶解后加水稀释至1 L。2）阴离子表面活性剂溶液：B 0.5 g/L（2）检验步骤移取5 mL试样于在带玻璃塞的试管中，加入10 mL亚甲基蓝溶液和5 mL氯仿，塞上塞子充分振荡后静置分层，观察两层颜色。如氯仿层呈蓝色，表示有阴离子表面活性剂存在。因为试剂是酸性的，如果存在肥皂的话，则已经分解成脂肪酸，所以肥皂不能被检出。如果水层的颜色较深，则表明存在阳离子表面活性剂，因为试剂是酸性的，两性表面活性剂通常呈（微弱的）阳性结果。如果水层呈乳状，或两层基本呈同一颜色则表明有非离子表面活性剂存在。如果有疑问，可用2mL水代替试样溶液进行对照试验。硝酸盐、磷酸盐等无机

23、盐不会产生干扰。本试验的改良方法是在5 mL试样溶液中加入l0 mL亚甲基蓝溶液和5 mL氯仿，将混合物振荡（23）min，然后使其分层，观察两层颜色，若氯仿层呈蓝色的话，则表明存在阴离子表面活性剂。再加入试样溶液，则氯仿层产生更深的蓝色。5.2.3 混合指示剂颜色反应（1）溶液配制混合指示剂溶液参照GB 5173-1985。（2）检验步骤将少量试样溶于水中，分成两份，把一份溶液的pH值调节到1，另一份pH调节到11，然后各加5mL混合指示剂溶液和5 mL氯仿，振荡后静置分层，观察氯仿层的颜色。氯仿层都显粉红色时，表示存在阴离子表面活性剂。非离子表面活性剂和磺基甜菜碱显阴性（无色）。甲基牛磺酸

24、烷基酯、肥皂和肌氨酸盐在碱性条件下显粉红色，在酸性条件下显阴性。烷基甜菜碱在碱性条件下显蓝色，在酸性条件下显阴性。季铵盐阳离子表面活性剂都显蓝色。氧化胺、氧肟酸季铵盐和叔胺及其卤化物在酸性条件下显蓝色，在碱性条件下显阴性。5.2.4 磺基琥珀酸酯试验在大约1 g试样的醇萃取物中加入过量（KOH）=30 g/L的氢氧化钾乙醇溶液，并沸腾5 min。过滤沉淀（琥珀酸钾），用乙醇洗涤并干燥。将部分沉淀与等量的间苯二酚混合，加2滴浓硫酸，在小火焰上加热至混合物变黑，立即冷却并溶于水中，用稀氢氧化钠溶液使呈碱性。若产生强的绿色荧光，则表示存在磺基琥珀酸酯。5.2.5 溴酚蓝试验（1）溶液配制溴酚蓝溶液：

25、将（乙酸钠）= 0.2mol/L的乙酸钠溶液75 mL、（乙酸）= 0.2mo1/L的乙酸95mL和（溴酚蓝）= 1g/L的溴酚蓝乙醇溶液20mL混合，调节pH值至3.63.9。（2）操作步骤调节l0 g/L试样溶液至pH值为7,加25滴试样溶液于l0 mL溴酚蓝试剂溶液中，若呈现深蓝色，则表示存在阳离子表面活性剂。两性长链氨基酸和烷基甜菜碱（内铵盐）呈现轻微蓝色和紫色荧光。非离子表面活性剂呈阴性，而且在与阳离子表面活性剂共存时并不产生干扰。低级胺亦呈阴性。5.2.6 浊点试验浊点法适用于聚氧乙烯类表面活性剂的粗略鉴定。浊点测定法未必敏锐，也就是说，在其他物质共存时会受到影响，当存在少量阴离子

26、表面活性剂时会使浊点上升或受抑制。无机盐共存时会使浊点下降。制备l0 g/L试样溶液，将试样溶液加入试管内，边搅拌边加热，管内插入（0100）温度计一支。如果呈现浑浊，逐渐冷却到溶液刚变透明时，记下此温度即为浊点。若试样呈阳性，则可推定含有中等EO数的聚氧乙烯型非离子表面活性剂。如加热至沸腾仍无浑浊出现，可加入食盐溶液（=100 g/L），若再加热后出现白色浑浊，则表面括性剂是具有高EO数的聚氧乙烯型非离子表面活性剂。如果试样不溶于水，且常温下就出现白浊，那么在试样的醇溶液中再加入水，要是仍出现白浊，则可推测为低EO数的聚氧乙烯型非离子表面活性剂。5.2.7 硫氰酸钴盐试验硫氰酸钴铵试剂溶液：

27、将174 g硫氰酸铵与28 g硝酸钴共溶于1 L水中。滴加硫氰酸钴铵试剂溶液于5 mL =l0g/L的试样溶液中，放置，观察溶液颜色，若呈现蓝色的话，则表示存在聚氧乙烯型非离子表面活性剂。呈现红色至紫色为阴性。阳离子表面活性剂呈同样的阳性反应。5.2.8 氧肟酸试验（1）溶液配制1) 盐酸羟胺溶液：在15 mL水中溶解7 g盐酸羟胺，并加入78 g 2-甲基戊二醇-2,4。2) 盐酸醇溶液：将44 mL 2-甲基戊二醇2,4和4 mL（HCl）= 12 mol/L盐酸混合。3) 氢氧化钾醇溶液：在20 mL水中溶解3.3 g氢氧化钾，并加入45 g 2-甲基戊二醇-2,4。4)氯化亚铁溶液:（

28、FeCl2）=100g/L。（2）检验步骤在0.l g无水试样中加入1 mL盐酸羟胺溶液，加热使溶解或分散，冷却后，加入氢氧化钾醇溶液或盐酸醇溶液，直至刚果红试纸呈酸性。将其温和地煮沸3 min后冷却，加入2滴氯化亚铁溶液，紫色或者深红色表示存在脂肪酰烷醇胺非离子表面活性剂。应注意脂肪酰烷醇胺硫酸盐也呈现同样反应。5.3 表面活性剂定量分析5.3.1 阴离子表面活性剂定量分析1直接两相滴定法本方法参照GB/T 5173-1995，适用于分析烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基羟基硫酸盐、烷基酚硫酸盐、脂肪醇甲氧基及乙氧基硫酸盐和二烷基琥珀酸酯磺酸盐，以及每个分子含一个亲水基的其他阴离子活

29、性物的固体或液体产品。不适用于有阳离子表面活性剂存在的产品。（1）方法原理在水和三氯甲烷的两相介质中，在酸性混合指示剂存在下，用阳离子表面活性剂氯化苄苏鎓滴定，测定阴离子活性物的含量。阴离子活性物和阳离子染料生成盐，此盐溶解于三氯甲烷中，使三氯甲烷层呈粉红色。滴定过程中水溶液中所有阴离子活性物与氯化苄苏鎓反应完，氯化苄苏鎓取代阴离子活性物-阳离子染料盐内的阳离子染料（溴化底米鎓），因溴化底米鎓转入水层，三氯甲烷层红色褪去，稍过量的氯化苄苏鎓与阴离子染料（酸性蓝-1）生成盐，溶解于三氯甲烷层中，使其呈蓝色。（2）、仪器设备1）具塞玻璃量筒：100 mL；2）滴定管：25 mL和50 mL；3）容

30、量瓶：250 mL、500 mL和1 000 mL；4）移液管：25 mL。（3）试剂1）三氯甲烷。2）硫酸溶液：(H2SO4)245 g/L 3）硫酸标准溶液：(H2SO4)0.5 mol/L4）氢氧化钠标准溶液：(NaOH)0.5 mol/L5）月桂基硫酸钠标准溶液：(C12H25S04Na)0.004 mol/L。所用月桂基硫酸钠用气液色谱法测定，其中小于C12的组分应小于1.0 ，使用前如需干燥，温度应不超过60 。检验月桂基硫酸钠的纯度并同时配制标准溶液。 月桂基硫酸钠纯度的测定称取（2.50.2）g月桂基硫酸钠（试剂级），称准至1 mg，放入具有磨砂颈的250 mL圆底玻璃烧瓶中，

31、准确加入25 mL = 0.5 mol/L硫酸标准溶液，装上水冷凝管，将烧瓶置于沸水浴上加热60 min。在最初的（510）min溶液会变稠并易于强烈发泡，对此可将烧瓶撤离热源和旋摇烧瓶中内容物的办法予以控制。再经10 min,溶液会变清，停止发泡，再移至电热板上加热回流90 min。移去热源，冷却烧瓶，先用30 mL 95 %的乙醇接着用水小心冲洗冷凝管。加入数滴酚酞溶液，用=0.5 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定。用氢氧化钠标准溶液滴定25mL硫酸标准溶液，进行空白试验。月桂基硫酸钠的纯度按式（5-3）计算，单位为mmol/g。 （） （5-3）式中：月桂基硫酸钠的纯度，mmol /g ;

32、 空白试验耗用氢氧化钠溶液的体积，mL； 试样耗用氢氧化钠溶液的体积，mL； 氢氧化钠溶液的浓度，mol /L； 月桂基硫酸钠的质量，g。(C12H25S04Na)0.004 mol/L的月桂基硫酸钠标准溶液的配制称取1.141.16 g月桂基硫酸钠，称准至1 mg，并溶解于200 mL水中，移入1000 mL容量瓶内，用水稀释至刻度。溶液的浓度(C12H25S04Na)按式（5-4）计算，单位为mol/L。(C12H25S04Na)/1000 （5-4）式中：月桂基硫酸钠的质量，g； P月桂基硫酸钠的纯度, mmol/g。6）(C27H42ClNO2) 0.004 mol/L的氯化苄苏鎓标准

33、溶液氯化苄苏鎓化学名为苄基二甲基-22-4(1,1,3,3-四甲丁基)苯氧-乙氧基-乙基氯化铵单水合物，分子式为(C27H42ClNO2)。另外，如果没有此试剂时，可以用其他阳离子试剂，如十六烷基三甲基溴化铵或十二烷基二甲基苄基氯化铵。但仲裁时只用氯化苄苏鎓。 标准溶液的配制称取（1.751.85）g氯化苄苏鎓（称准至1 mg），溶于水并定量转移至1 000 mL容量瓶内，用水稀释至刻度。 标准溶液的标定用移液管移取25.0 mL月桂基硫酸钠标准溶液至具塞量筒中，加10 mL水，15 mL三氯甲烷，10 mL酸性混合指示剂溶液。用氯化苄苏鎓溶液滴定。开始时每次加入约2 mL滴定溶液后，塞上塞子

34、，充分振摇，静置分层，下层呈粉红色。继续滴定并振摇，当接近滴定终点时，由于振荡而形成的乳状液较易破乳。然后逐滴滴定，充分振摇。当三氯甲烷层的粉红色完全退去，变成淡灰蓝色时，即达到终点。氯化苄苏鎓溶液的浓度(C27H42ClNO2) 按式（5-5）计算，单位为mol/L。(C27H42ClNO2)(C12H25S04Na)25 （5-5）式中：(C12H25S04Na)月桂基硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L； 滴定时耗用氯化苄苏鎓溶液的体积，mL。7）酚酞乙醇溶液：(酚酞)10g/L。8）混合指示剂：由阴离子染料（酸性蓝-1）和阳离子染料（溴化底米鎓或溴化乙啶鎓）配制。 贮存液的配制称取（0.5

35、0.005）g溴化底米鎓或溴化乙啶鎓于一个50 mL烧杯内，再称（0.250.005）g酸性蓝-1于另一个50 mL烧杯中，均称准至1 mg。向每一烧杯中加（2030）mL 体积分数为10 %的热乙醇，搅拌使其溶解。将两种溶液转移至同一个250 mL容量瓶内，用10 %乙醇冲洗烧杯，洗液并入容量瓶，再稀释至刻度。 酸性混合指示剂溶液吸取20 mL贮存液于500 mL容量瓶中，加200 mL水，再加入20 mL=245 g/L的硫酸，用水稀释至刻度并混合。避光贮存。 表5-3是按相对分子量360计算的取样量，可作参考。表5-3 按相对分子量360计算的取样量样品中活性物含量，%取样量，g1550

36、45608010010.05.03.22.41.81.4 （4）检验步骤1) 称取含有（35）mmol阴离子活性物的实验室样品，称准至1 mg，放入150 mL烧杯内。2) 测定：将试验份溶于水，加入数滴酚酞溶液，并按需要用氢氧化钠溶液或硫酸溶液中和到呈淡粉红色。定量转移至1 000 mL的容量瓶中，用水稀释到刻度，混匀。用移液管移取25 mL试样溶液至具塞量筒中，加10 mL水,15 mL三氯甲烷和10 mL酸性混合指示剂溶液，按氯化苄苏鎓溶液滴定步骤滴定至终点。（5）结果的表示阴离子活性物的质量分数按式（5-6）计算。 （5-6）阴离子活性物含量B按式（5-7）计算，单位为mmol/g。B

37、 （5-7）式中：试样质量，g； 阴离子活性物的平均摩尔质量，g/mol； 氯化苄苏鎓溶液的浓度，mol/L； 滴定时所耗用的氯化苄苏鎓溶液体积，mL。对同一样品，由同一分析者用同一仪器，两次相继测定结果之差应不超过平均值的1.5 %。对同一样品，在两个不同的实验室中，所得结果之差不超过平均值的3 %。2亚甲基蓝分光光度法（1）方法原理用三氯甲烷萃取阴离子表面活性剂与亚甲基蓝所形成的复合物，然后用分光光度法定量阴离子表面活性剂。（2）仪器设备分光光度计：波长（360800）nm,具有30 mm比色池。（3）、试剂1) 阴离子表面活性剂标准溶液：称取相当于1 g阴离子表面活性剂（100 %）的参

38、照物（准称至1 mg）,用水溶解并转移至1 L容量瓶中，然后稀释至刻度，混匀，该溶液为=l g/L的表面活性剂溶液。移取此溶液10.0 mL，用水稀释至1 L，该溶液阴离子表面活性剂浓度为0.Ol g/L。2）亚甲基蓝溶液：称取0.l g亚甲基蓝，用水溶解并稀释至100 mL，移取30 mL溶液于1 L容量瓶中，加入6.8 mL浓硫酸及50 g磷酸二氢钠水合物（NaH2P04H20），溶解后用水稀释至1 L。3）三氯甲烷。4）磷酸二氢钠洗涤液：将6.8 mL浓硫酸及50 g磷酸二氢钠溶于水中，稀释至1 L。（4）检验步骤1）标准曲线的绘制取一系列含有（0150）g阴离子表面活性剂的标准溶液作为

39、试验溶液，于250 mL分液漏斗中加水至总量100 mL，然后按下列2）的程序进行萃取和测定吸光度，绘制阴离子表面活性剂含量（mg/L）与吸光度的标准曲线。2）试样中阴离子表面活性剂含量的测定准确移取适量体积的试样溶液于250 mL分液漏斗中，加水至总量l00 mL（应含阴离子表面活性剂10g100g），然后用0.l mol/L的硫酸溶液或0.1 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至7。加入25 mL亚甲基蓝溶液，摇匀后加入20 mL三氯甲烷，振荡30 s，静置分层，若水层中蓝色褪尽，则应再加入l0 mL亚甲基蓝溶液，再振荡，静置分层。将三氯甲烷层放入另一250 mL分液漏斗中（注意勿将界面絮

40、状物随同三氯甲烷层带出），重复萃取3次。合并三氯甲烷萃取液于一分液漏斗中，加入50 mL磷酸二氢钠洗涤液振荡30 s，静置分层，将三氯甲烷层通过洁净的脱脂棉过滤至100 mL容量瓶中，再加入10 mL三氯甲烷于分液漏斗中，振荡30 s，静置分层，将三氯甲烷层经脱脂棉过滤至容量瓶中，再以少许三氯甲烷淋洗脱脂棉，然后用三氯甲烷稀释到刻度，混匀，同时做空白试验。用30 mm比色池，以空白试验的三氯甲烷萃取液作参比，用分光光度计于波长650 nm测定试样三氯甲烷萃取液的吸光度。将测得试样吸光度与标准曲线比较，得到相应表面活性剂的量，以毫克每升（mg/L）表示。5.3.2阳离子表面活性剂定量分析本方法参

41、照GB 51741985，用直接两相滴定法测定。该法适用于分析长链季铵化合物、月桂胺盐和咪唑啉盐等阳离子活性物。适用于水溶性的固体活性物或活性物水溶液。若其含量以质量百分含量表示，则阳离子活性物的分子量必须已知，或预先测定。1方法原理与GB/T 51731995直接两相滴定法测定阴离子活性物一致。用试样溶液滴定一定量的月桂基硫酸钠标准溶液。2仪器设备具塞玻璃量筒：100 mL；滴定管：25 mL或50 mL；容量瓶：1000 mL；移液管：10 mL。3试剂（1）三氯甲烷。（2）硫酸溶液：（H2SO4）5 mol/L（3）月桂基硫酸钠标准溶液：(C12H25S04Na)0.004 mol/L（

42、4）酸性混合指示剂溶液。4检验步骤称取约5 g试样（称准到1 mg）。溶于100 mL水中，移入1000 mL容量瓶，用水稀释至刻度，混匀。用移液管吸取10 mL月桂基硫酸钠标准溶液至具塞量筒中，加10 mL水、15 mL三氯甲烷和酸性混合指示剂溶液。在滴定管中注满试样溶液。用试样溶液滴定月桂基硫酸钠溶液，每次加入试样溶液后，塞住塞子，充分振摇，静置分层，下层应呈粉红色。当接近滴定终点时，振摇而形成的乳状液较易破乳，然后逐滴滴定，充分振摇，当三氯甲烷层的粉红色完全退去，变成淡灰蓝色时，即达终点。记录滴定所耗用的试样溶液毫升数。耗用的试样溶液体积至少10 mL，若少于10 mL，则应调整相应的试

43、样量后重新试验。5、结果的表示阳离子活性物的质量分数按式（5-8）计算。1000/（） （5-8）式中：阳离子活性物的摩尔质量，g/mol；月桂基硫酸钠溶液的摩尔浓度，mol/L；试样的质量，g；滴定耗用试样溶液的体积，mL。对同一样品，由同一分析者用同一仪器，两次相继测定结果之差应不超过平均值的1.5 %。对同一样品，在两个不同的实验室中，所得结果之差不超过平均值的3 %。5.3.3非离子表面活性剂的定量分析1硫氰酸钴分光光度法该法适用于聚乙氧基化烷基酚、聚乙氧基化脂肪醇、聚乙氧基化脂肪酸酯、山梨糖醇脂肪酸酯含量的测定。（1）方法原理 非离子表面活性剂与硫氰酸钴所形成的络合物用苯萃取，然后用

44、分光光度法定量非离子表面活性剂。（2）仪器设备1）紫外分光光度计：具有l0 mm石英比色池，波长322 nm。2）离心机：转速（10004000）r/min。（3）试剂1）硫氰酸钴铵溶液：将620 g硫氰酸铵(NH4CNS)和280 g硝酸钴Co(N03)26H20溶于少许水中，再稀释至1 L,然后用30 mL苯萃取两次后备用。2）非离子表面活性剂标准溶液：称取相当于1 g非离子表面活性剂（100 %）（正月桂基聚氧乙烯醚）（EO=7），称准至1 mg，用水溶解，转移至1 L容量瓶中，稀释至刻度，该溶液中非离子表面活性剂浓度为1 g/L。移取10.O mL上述溶液于1 L容量瓶中，用水稀释到刻

45、度，混匀，所得稀释液非离子表面活性剂浓度为0.Ol g/L。3）苯、氯化钠。（4）检验步骤 1）标准曲线的绘制 取一系列含有（04000）g非离子表面活性剂的标准溶液作为试验溶液于250 mL分液漏斗中。加水至总量100 mL，然后按下列2）规定程序进行萃取和测定吸光度，绘制非离子表面活性剂含量（mg/L）与吸光度标准曲线。2）试样中非离子表面活性剂含量的测定准确移取适量体积的试样溶液于250 mL分液漏斗中，加水至总量100 mL（应含非离子表面活性剂0 g 3000 g），再加入15 mL硫氰酸钴铵溶液和35.5 g氯化钠，充分振荡1 min，然后准确加入25 mL苯，再振荡1 min，静

46、止15 min，弃掉水层，将苯放入试管，离心脱水10 min（转速2000 r/min），然后移入10 mm石英比色池中，用空白试验的苯萃取液做参比，用紫外分光光度计于波长322 nm测定试样苯萃取液的吸光度。 将测得的试样吸光度与标准曲线比较，得到相应非离子表面活性剂的量，以毫克每升（mg/L）表示。2泡沫体积法 本方法参照标准GB/T 15818-1995附录B，适用于脂肪酰二乙醇胺类非离子表面活性剂含量的测定。（1）方法原理本方法是将试样溶液，在一定条件下振荡，根据生成的泡沫体积定量非离子表面活性剂。（2）仪器设备具塞量筒：100 mL，分度值1 mL。（3）试剂基础培养基溶液：参照标准

47、GB/T 15818-1995。（4）操作步骤1）标准曲线绘制用培养基溶液将待试月桂酰二乙醇胺非离子表面活性剂配制成1 mg/L, 3 mg/L,5 mg/L，7 mg/L，10 mg/L的标准溶液，然后各取50 mL按下列程序测定泡沫体积，同时做空白试验。标准溶液的泡沫体积减去空白试验的泡沫体积，得到净泡沫体积，绘制浓度（mg/L）与净泡沫体积的标准曲线。2）非离子表面活性剂含量的定量 将50 mL试样溶液放入100 mL具塞量筒中，用力上下振摇50次（每秒约2次），静置30 s后，观测净泡沫体积，重复上述操作，取两次测定结果的平均值。将测得的净泡沫体积查标准曲线，得相应月桂酰二乙醇胺表面活

48、性剂样品溶液的浓度（mg/L）。5.3.4 两性表面活性剂的定量分析两性表面活性剂的定量分析有磷钨酸法、铁氰化钾法、高氯酸铁法、碘化铋络盐螯合滴定法、电位滴定法等。1磷钨酸法（1）方法原理在酸性条件下甜菜碱类两性活性剂和苯并红紫4B络合成盐。这种络盐溶在过量的两性表面活性剂中，即使酸性，在苯并红紫4B的变色范围也不呈酸性色。两性表面活性剂在等电点以下的pH溶液中呈阳离子性，所以同样能与磷钨酸定量反应，并生成络盐沉淀，而使色素不显酸性色。用磷钨酸滴定含苯并红紫4B的两性活性剂盐酸酸性溶液时，首先和未与色素结合的两性活性剂络合成盐，继而两性表面活性剂-苯并红紫4B的络合物被磷钨酸分解，在酸性溶液中

49、游离出色素，等电点时呈酸性色。（2）仪器设备移液管：10 mL；容量瓶：500 mL，1000 mL；滴定管；25 mL。（3）试剂1）盐酸溶液：浓度为0.1 mol/L和1 mol/L的溶液；2）硝基苯；3）苯并红紫4B指示剂：0.1 g苯并红紫4B溶于100 mL水中。4）磷钨酸标准溶液：0.02 mol/L（4）检验步骤用移液管吸取10 mL含(0.22) %有效成分的两性活性剂溶液，加3滴指示剂，用0.1 mol/L盐酸调pH值为23。加56滴硝基苯作滴定助剂，摇匀，用磷钨酸标准溶液滴定至浅蓝色为终点。由此滴定值求出两性活性剂的浓度。对未知分子量的样品，重新移取10 mL同一试样，加1

50、 mL1mol/L盐酸及0.5 g氯化钠，待氯化钠溶解后，加入滴定量1.5倍的磷钨酸标准溶液，使生成络盐沉淀。用干燥称重的G4漏斗过滤，用50 mL水洗净容器和沉淀后，于60 真空干燥至恒重，称得最终沉淀量。（5）结果计算两性离子活性剂的质量分数及未知两性离子摩尔质量MB按式（5-9）、（5-10）计算。VcMB / m （5-9）MB mP （Vc959.3） /（Vc） （5-10）式中：V滴定用的磷钨酸溶液量，mL； c磷钨酸溶液浓度，mmol/L； mP络盐沉淀质量，mg； MB 两性表面活性剂相对分子质量； m10 mL样品溶液中样品质量，mg； 959.3磷钨酸的摩尔质量，g/mo

51、l。2比色法（1）方法原理如果存在甜菜碱氧肟酸盐，则可以与铁离子试剂反应生成红色铁络合物，即可用于定性鉴定，也可用于定量分析。（2）试剂1）铁离子试剂；溶解含0.4 g铁的氯化铁于5 mL浓盐酸中，加入5 mL质量分数为70 %高氯酸，在通风柜里蒸发至干。用水稀释残渣至100 mL。将10 mL此液与1 mL 70 %高氯酸溶液混合，用乙醇稀释至100 mL。2）乙醇：体积分数为95 %。（3）检验步骤 1）绘制标准曲线：用纯氧肟酸盐在250 mL水中制备含0.30 g氧肟酸基团（-CONHON）的溶液作贮备液。分别吸取1 mL、2 mL、3 mL、4 mL、5 mL贮备液于5只250 mL容

52、量瓶中，分别用水稀释至5 mL。再分别加入5 mL铁离子试剂，用乙醇稀释至刻度。以铁离子试剂作参比，用1 cm比色池，在520 nm处测定吸光度。绘制氧肟酸基团毫克数-吸光度曲线。 2）测定：制备含0.1 g氧肟酸基团的试样水溶液。吸取5 mL此液于250 mL容量瓶中，加入5 mL铁离子试剂，用乙醇定容。以铁离子试剂作参比，用1 cm比色池，在520 nm处测定吸光度。根据标准曲线计算测定结果。练习题1. 什么是表面活性剂？结构有什么特点？有哪些特性？2. 表面活性剂分为哪几类？各类的用途有哪些？3. 阴离子和非离子表面活性剂的溶解度随温度变化规律如何？怎样测定浊点？4. 什么叫表（界）面张力？拉起液模法和滴体积法测定表（界）面张力原理是什么？5. 什么是发泡力？泡沫是如何形成的？怎样用改进的Ross-Miles法测定发泡力？6. 如何利用泡沫特征初步鉴别表面活性剂的类型7. 亚甲基兰法定性分析阴离子和阳离子表面活性剂的原理是什么？8. 怎样用分光光度法定量测定阴离子表面活性剂？9. 常用的非离子表面活性剂定量方法有那两种？各适用于那些类型的表面活性剂？15 / 15文档可自由编辑打印