電位滴定法測定煙草中氯含量的研究

氯是卷煙中含有的重要有機化合物，其含量對香煙的質(zhì)量有很大影響。氯含量過高的煙葉吸濕性強,燃燒性差,容易熄火,因此,煙葉常規(guī)化學(xué)成分分析中氯的測定必不可少.煙葉中氯的測定目前國內(nèi)普遍采用莫爾法,其前處理一直沿用堿性干灰化法,在樣品灰化處理這一過程制備的待測液無雜色,滴定終點易確認(rèn);但需要時間長、耗能大、測定效率低,程序繁瑣.依據(jù)煙葉中的氯大都以離子狀態(tài)存在的特點,用一定濃度的無機酸溶液即可把氯從煙葉中提取出來,本文以1%HNO3溶液將氯從煙葉中提取出來,采用電位滴定法測定煙草中氯含量,并對各種影響因素如提取劑用量、提取時間、攪拌速度、乙醇加入量、溫度等分別進(jìn)行了研究.通過一系列試驗,最終找到了電位滴定法測定煙草中氯含量的適宜條件.在此條件下,樣品中Cl-的加標(biāo)回收率為90.8%~107.9%,RSD為0.54%~2.12%。結(jié)果表明,該法操作方便,儀器設(shè)備簡單,可滿足分析測定要求。1.材料和方法1.1樣品的制備和測定取2008年產(chǎn)湖南湘西B2F、C2F、X3F三種不同部位的原煙,抽去主脈,于(40±1)℃下烘焙4h,用粉碎機粉碎,過40目篩,煙末裝入棕色瓶中待用;Cl-含量為0.51%的標(biāo)準(zhǔn)樣品。硝酸(GR,上海振興化工二廠);硝酸銀(AR,國營廣州市立新化工廠);氯化鈉(GR,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所);無水乙醇(GR,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所);水系二次去離子水。1.2分析測試方法PXS-215型離子活度計(上海雷磁儀器廠);JB-1A型磁力攪拌器(上海雷磁儀器廠);216型銀電極(上海恒譽水分析儀器廠);801型飽和甘汞電極(江蘇電分析儀器廠);FA2104N型分析天平(0.0001,上海民橋精密科學(xué)儀器公司);MATRIX-Ⅰ型傅立葉變換近紅外光譜儀(德國BRUKER公司);MF10basic型精細(xì)研磨機(德國;IKA.WERKE公司);各種玻璃儀器。1.3實驗方法1.3.1u3000滴定準(zhǔn)確稱取2.000g煙樣,加1%HNO3溶液50mL提取7min,加0.1000moL.L-1NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00mL,加無水乙醇40mL,在20±2℃、中速攪拌下,以銀電極為指示電極,飽和甘汞電極為參比電極,以0.1000moL.L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液手動滴定,同時記錄滴定體積和電位.每加入1.00mLAgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液記錄一次電位,當(dāng)電位﹥100mV時,每加入0.10mL滴定劑記錄一次電位,電位﹥330mV時,停止滴定,以二階微商法確定終點.假設(shè)滴定終點范圍在V1~V2之間,1.3.2氯在煙草中的測定另取一份同樣的樣品,按上述方法處理,在電位滴定儀上固定好上述方法確定的終點電位,自動滴定至終點.1.3.3agno3—計算公式式中C1—AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度∕moL.L-1V1—滴定消耗AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積∕mLC2—NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度∕moL.L-1V2—加入的NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積∕mLW—煙葉質(zhì)量∕g2.結(jié)果與分析2.1lhno3溶液待測液的制備以1%HNO3溶液提取氯含量為0.51%的標(biāo)準(zhǔn)樣品,分別用30、40、50、60、70mLHNO3溶液制備待測液,測定結(jié)果見圖1。由圖1可見,當(dāng)提取劑小于50mL時,提取率隨提取劑用量的增加而增大;當(dāng)提取劑為50mL時,提取率最大;當(dāng)提取劑大于50mL時,提取率隨提取劑用量的增加而減小,故本實驗選擇1%HNO3溶液50mL為提取劑用量。2.2提取時間的選擇用近紅外光譜分析法測定B2F、C2F、X3F三種不同煙樣中氯含量,測得結(jié)果分別為0.25%、48%、57%;再用1%HNO3溶液50mL提取B2F、C2F、X3F三種不同煙樣中氯元素,分別以3、5、7、9、11、13、15min提取時間制備待測液,用電位滴定法測定,其測試結(jié)果與近紅外光譜分析法實測值的絕對偏差絕對值變化如圖2所示。由圖2可見,2.000g煙葉樣品以1%HNO3溶液50mL提取7min后測定,結(jié)果基本穩(wěn)定。2.3測量結(jié)果的測量攪拌能加速離子的擴散,促使電極與溶液較快的達(dá)到平衡,攪拌速度對測定結(jié)果有一定的影響.本文在慢、中、快三個攪拌速度下對3個不同Cl-含量的待測樣品平行測定五次,結(jié)果如表1。由表1可見,攪拌速度對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性影響較大,如果攪拌速度過低,則滴定劑與試液混合不充分,電極測量信號滯后;如果攪拌速度過高,則電極不能得到穩(wěn)定的信號,閾值波動大,在測量Cl-含量較低的樣品時對結(jié)果影響極大.正確的攪拌速度應(yīng)根據(jù)溶液的性質(zhì)及其加入量設(shè)定,以使其在攪拌時產(chǎn)生盡可能大的漩渦而又不產(chǎn)生氣泡為宜,故本實驗選擇中速攪拌。2.4乙醇加入量的確定以測定Cl-含量為0.51%的樣品為例,取不加乙醇的待測液和加入乙醇的待測液各四份,乙醇的加入量應(yīng)使其占被測溶液的3/4為宜,測定結(jié)果列于表2。由表2可見,加入乙醇可有效降低溶液的初始電位并提高終點閾值,提高終點判定的準(zhǔn)確性。2.5溫度對待測樣品的影響溫度對電極電位有一定的影響,隨著溫度的不斷變化,終點電位會有較大的變化.按實驗方法,本文在不同溫度下對待測樣品平行測定五次,結(jié)果見表3。由表3可見,溫度較低時,終點電位偏移較大,重現(xiàn)性差,相對偏差較大;溫度較高時,終點電位較小,可能由于讀數(shù)不準(zhǔn)而產(chǎn)生較大的終點電位誤差,以致相對偏差較大;20℃時,終點電位偏移小,重現(xiàn)性好,相對偏差小,故本文選擇在室溫20±2℃下測定。2.6氯離子含量的測定準(zhǔn)確稱取2.000g不同的煙葉樣品各5份,用1%HNO3溶液50mL提取7min,加0.1000moL.L-1NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00mL,加無水乙醇40mL,按照試驗方法,用電位滴定儀測定氯離子含量,計算5次測定結(jié)果的RSD分別為0.54%,1.36%,2.12%;加入不同濃度的氯化物進(jìn)行加標(biāo)回收試驗,回收率在90.8%~107.9%之間,見表43.回收率及精密度本文研究了硝酸銀電位滴定法測定煙草中氯含量的主要影響因素,確定了測定分析的最佳條件:2.000g煙葉樣品以用1%HNO3溶液50mL提取7min,