氣相色譜法分析乙醇鎂純度

吳金海

(黑龍江大慶煉化公司,黑龍江大慶163411)

氣相色譜法分析乙醇鎂純度

吳金海

(黑龍江大慶煉化公司,黑龍江大慶163411)

建立了乙醇鎂純度分析的氣相色譜方法。將乙醇鎂與鹽酸水溶液反應(yīng),以異丙醇為內(nèi)標(biāo)物,利用氣相色譜測(cè)定乙醇質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算乙醇鎂樣品的純度。該方法的相關(guān)性為1.000000,相對(duì)偏差為0.0065%。

乙醇鎂;乙醇;色譜分析

乙醇鎂又稱乙氧基鎂,是一種重要的金屬有機(jī)物,呈白色固體粉粒狀。乙醇鎂以其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)獲得了廣泛的應(yīng)用,可用來(lái)生產(chǎn)納米氧化鎂以制造精密陶瓷[1];或用來(lái)合成地美羅酸鎂、酮咯酸氨丁三醇、雙脂雙芐生物素等藥物[2～4];還是制備聚丙烯、聚乙烯等α-烯烴聚合催化劑的重要原料[5～10]。

目前,乙醇鎂純度的分析方法主要有灼燒法和滴定法[11,12],存在著過(guò)程繁瑣、誤差大、準(zhǔn)確性低的缺點(diǎn)。作者建立了測(cè)定乙醇鎂純度的氣相色譜方法,具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn),對(duì)乙醇鎂純度分析方法的改進(jìn)具有積極的意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原理

乙醇鎂是固態(tài)物質(zhì),不能直接采用氣相色譜進(jìn)行分析,但乙醇鎂極易與水發(fā)生反應(yīng)生成乙醇和氫氧化鎂。根據(jù)乙醇鎂的這一性質(zhì),可用氣相色譜測(cè)定乙醇鎂與水反應(yīng)后生成的乙醇的量,通過(guò)計(jì)算即可獲得乙醇鎂的純度。乙醇鎂與水的反應(yīng)方程式如下:

1.2 方法

1.2.1 色譜條件的確定

采用Agilent 6890型氣相色譜儀,配置FID檢測(cè)器、Agilent 19095N(30.0 m×330μm×1μm)毛細(xì)柱、安捷倫化學(xué)工作站,版本B.01.01C SR1。

樣品采用1.5%的乙醇溶液,對(duì)氣相色譜的進(jìn)樣口溫度、檢測(cè)器溫度、色譜柱溫度及色譜柱載氣流量等參數(shù)進(jìn)行研究,確定了適宜的色譜條件。

1.2.2 相關(guān)性實(shí)驗(yàn)

配制不同濃度的異丙醇、乙醇的鹽酸溶液,進(jìn)行分析方法的相關(guān)性實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 精密度實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取0.1 g乙醇鎂樣品,準(zhǔn)確加入5 mL內(nèi)標(biāo)液(2.0%異丙醇的鹽酸溶液,鹽酸濃度為2 mol· L-1),反應(yīng)10 min后進(jìn)行樣品分析,采用5μL進(jìn)樣器,每次進(jìn)樣1μL。乙醇鎂的純度按下式計(jì)算:

式中:m1為氣相色譜測(cè)定的乙醇質(zhì)量,g;m2為樣品質(zhì)量,g。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的確定

2.1.1 進(jìn)樣口溫度

在保持檢測(cè)器溫度210℃、色譜柱溫度160℃、色譜柱載氣流量1.1 mL·min-1的條件下,考察進(jìn)樣口溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 進(jìn)樣口溫度對(duì)峰高的影響Tab.1 Effect of INJ temperature on peak height

由表1可知,當(dāng)進(jìn)樣口溫度在180～190℃時(shí),樣品的峰高最大且穩(wěn)定。因此,確定進(jìn)樣口溫度為180℃。

2.1.2 色譜柱溫度

色譜柱的溫度對(duì)樣品的分離效果有直接影響,溫度低,分離效果好但分離時(shí)間長(zhǎng)、分離效率低;溫度高,分離效果差。保持進(jìn)樣口溫度180℃、檢測(cè)器溫度210℃及色譜柱載氣流量1.1 mL·min-1的條件不變,考察色譜柱溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 色譜柱溫度對(duì)峰高和保留時(shí)間的影響Tab.2 Effect of column temperature on peak height and retention time

由表2可知,當(dāng)色譜柱溫度在150～165℃時(shí),樣品的峰高最大且穩(wěn)定,保留時(shí)間也較短。因此,確定色譜柱溫度為160℃。

2.1.3 檢測(cè)器溫度

檢測(cè)器的溫度會(huì)直接影響樣品信號(hào)的響應(yīng)值。保持進(jìn)樣口溫度180℃、色譜柱溫度160℃及色譜柱載氣流量1.1 mL·min-1的條件不變,考察檢測(cè)器溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 檢測(cè)器溫度對(duì)峰高的影響Tab.3 Effect of detector temperature on peak height

由表3可知,當(dāng)檢測(cè)器溫度在200～220℃時(shí),樣品的峰高最大且穩(wěn)定。因此,確定檢測(cè)器溫度為210℃。

2.1.4 色譜柱載氣流量

色譜柱載氣流量直接影響著樣品的分離效果和保留時(shí)間。保持進(jìn)樣口溫度180℃、色譜柱溫度160℃、檢測(cè)器溫度210℃的條件不變,考察色譜柱載氣流量對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 色譜柱載氣流量對(duì)峰高和保留時(shí)間的影響Tab.4 Effect of flowrate of carrier gas on peak height and retention time

由表4可知,當(dāng)色譜柱載氣流量在1.0～1.4 mL ·min-1時(shí),樣品的峰高最大且穩(wěn)定,且保留時(shí)間較短。因此,確定色譜柱載氣流量為1.1 mL·min-1。

2.2 氣相色譜圖

在進(jìn)樣口溫度180℃、色譜柱溫度160℃、檢測(cè)器溫度210℃、色譜柱載氣流量1.1 mL·min-1的條件下進(jìn)行分析,采用異丙醇為內(nèi)標(biāo),異丙醇與乙醇的氣相色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 乙醇與異丙醇的氣相色譜圖Fig.1 GC spectra of alcohol and isopropylalcohol

異丙醇不僅能夠完全溶解在乙醇的鹽酸溶液中,而且與乙醇的性質(zhì)相近,不與樣品中的各組分發(fā)生反應(yīng)。由圖1可知,在確定的氣相色譜條件下,乙醇的保留時(shí)間相對(duì)較短,異丙醇與乙醇的峰能夠完全分離且保留時(shí)間相差較小。

2.3 分析方法的相關(guān)性(表5)

以峰面積比為縱坐標(biāo)(y)、含量為橫坐標(biāo)(x),獲得了線性方程,y=1.23471999x-2.489×10-16,計(jì)算分析方法的相關(guān)性為1.000000。

表5 分析方法相關(guān)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Tab.5 Experimental data of correlation of the method

2.4 分析方法的精密度

按1.2.3方法對(duì)乙醇鎂純度進(jìn)行測(cè)定,5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別為 98.56%、98.55%、98.56%、98.54%、98.55%,方法精密度實(shí)驗(yàn)的相對(duì)偏差 RD= 0.0065%。

2.5 討論

乙醇鎂與水反應(yīng)時(shí),生成的氫氧化鎂不僅影響反應(yīng)的速度,而且會(huì)使乙醇鎂反應(yīng)不完全。因此需加入適當(dāng)助溶劑來(lái)保證乙醇鎂與水迅速、完全地反應(yīng)。助溶劑的選擇以能夠消除氫氧化鎂而不與乙醇發(fā)生反應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn),本研究選擇加入適量鹽酸,反應(yīng)方程式如下:

Mg(C2H5O)2+2H2O+2HCl=MgCl2+2C2H5OH+2H2O

加入鹽酸后,樣品純度分析結(jié)果的重復(fù)性明顯提高,見(jiàn)表6。

表6 鹽酸對(duì)分析結(jié)果的影響/%Tab.6 Effect of hydrochloric acid on analysis result/%

3 結(jié)論

建立了乙醇鎂純度分析的氣相色譜方法。將乙醇鎂與鹽酸水溶液反應(yīng),以異丙醇為內(nèi)標(biāo)物,利用氣相色譜測(cè)定乙醇的質(zhì)量來(lái)計(jì)算乙醇鎂樣品的純度。氣相色譜采用聚乙二醇毛細(xì)管柱,在進(jìn)樣口溫度為180℃、色譜柱溫度為160℃、檢測(cè)器溫度為210℃、色譜柱載氣流量為1.1 mL·min-1的條件下,該方法的相關(guān)性為1.000000,相對(duì)偏差為0.0065%。采用氣相色譜法分析乙醇鎂純度具有速度快、重復(fù)性好的特點(diǎn)。

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Determination of Purity of Magnesium Ethylate by G as Chromatography

WU Jin-hai
(Heilongjiang Daqing Ref ining&Chemical Company,Daqing163411,China)

A gas chromatography method for determination of purity of magnesium ethylate has been established.For the reaction of magnesium ethylate with hydrochloric acid,the produced alcohol is quantitatively analyzed by gas chromatography with isopropylalcohol as internal standard,then the purity of magnesium ethylate can be calculated.The correlation coefficient and relative deviation of the method is 1.000000 and 0.0065%,respectively.

magnesium ethylate;alcohol;chromatographic analysis

O 657.7

A

1672-5425(2010)06-0092-03

2010-02-21

吳金海(1972-),男,黑龍江大慶人,碩士,高級(jí)工程師,主要從事聚丙烯產(chǎn)品及油田化學(xué)品研究工作。E-mail:wujinhai01 @163.com。