手工皂中測定甘油含量最佳條件的探究*

蔡貝虹，樊永嬋，金智銀，張蓮姬,2

(1 延邊大學理學院化學系，吉林 延吉 133002；2 延邊大學化學國家級實驗教學示范中心，吉林 延吉 133002)

皂作為備受人們喜愛的洗滌用品已有數千年的歷史，在固體洗滌用品中香皂占主流，但市場上的香皂大都添加表面活性劑、起泡劑、增白劑等化學添加劑[1]。這種香皂缺乏皮膚所需要的營養成分，并且不含有甘油等具有滋潤保濕作用的成分，是一種快捷的工業產品。近幾年天然手工皂備受關注，特別是添加了對皮膚具有一定性能的天然植物提取成分的多功能手工皂，越來越受到人們的青睞[2]。手工皂是通過植物油和氫氧化鈉，在較低溫度下進行皂化反應而制作的，不僅保留植物油自身的營養成分，而且還能完整地保留制作過程中產生的甘油。因甘油具有良好的滋潤保濕功能，故其含量可以作為衡量手工皂品質的一種重要指標，測定手工皂中的甘油含量對確保手工皂的品質具有重要意義[3]。

目前市場上手工皂的產品質量檢測參照中華人民共和國輕工行業香皂的檢測標準，如QB/T 2485-2008，但其標準中缺少對甘油含量的標準規定及檢測方法。因此本文依據對甘油合劑中甘油含量的測定方法[4-5]，測定了手工皂中的甘油含量，并對其測定條件進行了優化，為檢驗手工皂的品質提供了一個可靠的參考[6]。

1 實 驗

1.1 實驗原理

堿性溶液中，甘油與Cu(OH)2懸濁液反應生成絳藍色溶液。反應方程式如圖1所示[7]。

圖1 甘油和Cu(OH)2的反應方程式Fig.1 Reaction equation of glycerol and Cu(OH)2

該溶液在630 nm波長處有最大吸收峰。根據朗伯-比爾定律，配制不同濃度的甘油銅標準溶液，在630 nm波長處測定其吸光度，繪制標準曲線，再將手工皂與Cu(OH)2懸濁液作用測定其吸光度，代入回歸方程，即可求出手工皂中的甘油含量。

1.2 材料、試劑與儀器

甘油，天津市科密歐化學試劑有限公司；硫酸銅(CuSO4)，天津市科密歐化學試劑有限公司；氫氧化鈉(NaOH)，天津市科密歐化學試劑有限公司，以上試劑均為分析純。

HH-2數顯恒溫水浴鍋，金壇市科析儀器有限公司；80-2臺式離心機，金壇市科析儀器有限公司；TU-1901紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；雷磁ZD-2自動電位滴定儀，上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.3 手工皂的制備方法

按照棕櫚油18%、椰子油20%、橄欖油62%的質量分數稱取植物油50 g[8]，準確稱取7.477 g NaOH固體，溶解于22.431 g去離子水[9]中。在40 ℃條件下，將NaOH溶液緩緩倒入到植物油中，快速攪拌。待攪拌至現粘稠狀，立刻倒入模具中，并放置于保溫箱內48 h，然后倒出模具，將成品放置在干燥通風處2～3月，待皂成型[10]，即可。

1.4 溶液的配制

1.4.1 質量分數為5%的NaOH溶液的配制

準確稱取5 g NaOH固體，加入95 g去離子水中，溶解后移入試劑瓶備用。

1.4.2 質量分數為3%的CuSO4溶液的配制

準確稱取4.7 g CuSO4·5H2O，加入95.3 g去離子水中，溶解后移入試劑瓶備用。

1.4.3 不同濃度甘油溶液的配制

準確稱取7 g甘油，加入93 g去離子水，振蕩使其溶解，得到質量分數為7%的甘油溶液，以去離子水稀釋。

1.4.4 甘油銅溶液的配制

在離心管中加入6 mL 5%的NaOH溶液、3 mL 3%的CuSO4溶液，3.2 mL不同濃度的甘油溶液，振蕩使其混合均勻。

1.5 手工皂中甘油含量的測定

準確稱取5 g手工皂，切碎放入燒杯中，加入49 g去離子水，放置于70 ℃恒溫水浴鍋中。待皂溶解，取3.2 mL完全溶解的皂液倒入離心試管中，加入6 mL 5%的NaOH溶液，3 mL 3%的CuSO4溶液，離心，取上層清液并測其吸光度，代入回歸方程中，計算手工皂中甘油含量。

2 結果與討論

2.1 甘油銅溶液的標準曲線

按照步驟1.4.3的方法配制6份質量分數分別為0.00%、0.66%、1.09%、1.97%、3.06%、3.94%的甘油溶液。在6支離心管中依次加入6 mL 5%的NaOH溶液、3 mL 3%的CuSO4溶液、3.2 mL不同濃度的甘油溶液。離心10 min(3000 r/min)，取上層清液，在630 nm處測定其吸光度。

由圖2可得出，甘油銅溶液的標準曲線方程為：Y=0.34372X+0.02355，擬合度R2為0.98944，說明在甘油質量分數0.00%～3.94%范圍內，其線性關系良好。

圖2 甘油銅溶液的標準曲線Fig.2 Standard curve of glycerol copper solution

2.2 準確度試驗

按照步驟1.4.3的方法配制5份質量分數分別為0.66%、1.09%、1.97%、3.06%、3.94%的甘油溶液，與Cu(OH)2懸濁液反應，離心，取上層清液，測定其吸光度，結果見表1。由表1可知，實驗的相對誤差在0.25%～0.45%之間，準確性良好。

表1 準確度試驗測定結果Table 1 Measurement results of accuracy test

2.3 實驗條件的探究

2.3.1 NaOH溶液pH對甘油銅溶液吸光度的影響

依次向6支離心管中加入6 mL pH為9.48、10.70、12.00、13.00、13.60、14.00的NaOH溶液，3 mL 3%的CuSO4溶液，3.2 mL 2%的甘油溶液，振蕩使其混合均勻，離心，取上層清液，測定其吸光度。

由圖3可知，在Cu(OH)2懸濁液的添加體積和Cu(OH)2懸濁液放置時間全部一致的情況下，隨著NaOH溶液pH的增大，甘油銅溶液的吸光度也隨之增大。在pH為14時，吸光度直線上升，故由此確定，NaOH溶液pH為14時是測定甘油含量的最佳條件。

圖3 NaOH溶液pH對吸光度的影響Fig.3 Influence of pH of NaOH solution on absorbance

2.3.2 Cu(OH)2懸濁液的添加體積對甘油銅溶液吸光度的影響

將60 mL 5%的NaOH溶液和30 mL 3%的CuSO4溶液混合后得到Cu(OH)2懸濁液，分別在5支離心管中加入5 mL、7 mL、9 mL、11.25 mL、13.5 mL、15.75 mL、18 mL Cu(OH)2懸濁液和3.2 mL 2%的甘油溶液，離心，取上層清液，測定其吸光度。

由圖4可知，在pH和Cu(OH)2懸濁液放置時間全部一致的情況下，隨著Cu(OH)2懸濁液的添加體積的增大，甘油銅溶液的吸光度在逐漸下降。由此確定，Cu(OH)2懸濁液的添加體積為9 mL是測定甘油含量的最佳條件。

圖4 Cu(OH)2懸濁液的添加體積對吸光度的影響Fig.4 Influence of addition volume of Cu(OH)2 suspension on absorbance

2.3.3 Cu(OH)2懸濁液的放置時間對甘油銅溶液吸光度的影響

將60 mL 5%的NaOH溶液和30 mL 3%的CuSO4溶液混合后得到Cu(OH)2懸濁液，分別放置0 min、15 min、30 min、60 min、120 min后取9 mL與3.2 mL 2%的甘油溶液反應，離心，取上層清液，測定其吸光度。

由圖5可知，在Cu(OH)2懸濁液的添加體積和pH全部一致的情況下，隨著Cu(OH)2懸濁液放置時間的延長，甘油銅溶液的吸光度逐漸下降。由此確定，使用放置0 min，即使用新制的Cu(OH)2懸濁液是測定甘油含量的最佳條件。

圖5 Cu(OH)2懸濁液的放置時間對吸光度的影響Fig.5 Influence of placement time of Cu(OH)2 suspension on absorbance

2.4 手工皂中甘油含量的測定

采用步驟2.3實驗條件的探究中確定的最佳實驗條件，依據步驟1.5手工皂中甘油含量的測定中的方法，將得到的吸光度代入甘油質量分數-吸光度標準曲線，求得自制手工皂中甘油含量為20.21%。

3 結 論

本文在堿性條件下，利用甘油與Cu(OH)2懸濁液反應生成甘油銅絳藍色溶液，從而引起溶液吸光度的改變的特點，采用分光光度法，繪制甘油質量分數-吸光度的標準曲線，以Cu(OH)2懸濁液放置時間，NaOH溶液的pH，Cu(OH)2懸濁液的添加體積為自變量，吸光度為因變量做了單因素實驗，確定了測定手工皂中甘油含量的最佳實驗條件：在波長為630 nm下，即新制的Cu(OH)2懸濁液，pH為14，Cu(OH)2懸濁液的添加體積為9 mL，配制完成立即使用，在此條件下測定結果靈敏度高、準確性好。

本文所確定的測定手工皂中甘油含量最佳實驗條件，補充了手工皂的檢驗標準，為檢驗手工皂的品質提供了一個可靠的參考。