专利名称：一种测试二甲基亚砜中微量水分的方法
技术领域：
本发明涉及微量水分测试领域，具体是一种测试二甲基亚砜中微量水分的方法。
背景技术：
二甲基亚砜是一种含硫有机化合物，常温下为无色无臭的透明液体，是一种吸湿性的可燃液体，具有高极性、高沸点、热稳定性好、非质子、与水混溶等特性，能溶于乙醇、丙醇、和氯仿等大多数有机物，被誉为“万能溶剂”，广泛用作溶剂和反应试剂，特别是用作加工溶剂和抽丝溶剂，如聚氨酯合成及抽丝溶剂、聚酰胺、聚酰亚胺和聚砜树脂的合成溶剂，以及芳烃，丁二烯抽提溶剂和合成氯氟苯胺的溶剂等。之外，在医药工业中也有广泛应用。二甲基亚砜作为丙烯腈聚合反应中的溶剂对水分含量的要求十分关键，因此分析测定二甲基亚砜中微量水分含量是控制产品质量的重要手段。 有机物中水分含量的测试方法很多，气象色谱法，在2007年8月29日公开的专利号为CN101025407A中，公开了名称为“气象色谱测定环丙胺中微量水分的分析方法”的专利文件中克服了归一化法需要较长时间等待所有组分全部出峰后才能得出测定结果的缺点，采用内标法进行定量分析，抵消了仪器稳定性差，进样量不够准确等原因带来的定量分析误差。但是内标法也存在着内标物和标准物的选择和处理、确定色谱条件的稳定性，校正因子的计算，耗费时间较长等缺陷。经典的KF容量法，优势在于改进和试剂的自动配加，终点和试剂的改善。但是KF容量法还存在着由于试剂不完全稳定而需不时测定滴定度的缺点，使得测试过程繁琐，测试结果精确度底，工作效率不能显著提高。卡尔 费休库伦法，则通过电解产生的碘单质称为“电子滴管”能够高精度进行配加，同时利用电荷和I-生成碘单质之间严格的定量关系计算水分含量。卡尔 费休库伦法是绝对测定，无需测定滴定度。只需确保I-生成碘单质的电流效率为100%，现在的试剂能够达到这一要求。卡尔·费休库伦法测定水分是一种电化学方法，其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注入含水的样品，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡唆，消耗了的碘在阳极电解产生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的，其反应如下H20+I2+S02+3C5H5N — 2C5H5N · HI+C5H5N · SO3C5H5N · SO3+CH3OH — C5H5N · HSO4CH3在电解过程中，电极反应如下阳极2Γ-2θ-—I2阴极2H++2e-— H2 从以上反应中可以看出，即Imol的碘单质氧化Imol的二氧化硫,需要Imol的水，所以是Imol碘与Imol水的等当量反应，即电解碘的电量相当于电解水的电量。因其测试方法简便、快捷、准确，在有机物微量水分的分析测定中得到了普遍的应用。西安康本材料有限公司主要利用卡尔·费休库伦水分仪测试生产聚丙烯腈基碳纤维所用的原材料如丙烯腈、丙烯酸甲酯，溶剂二甲基亚砜等溶液中的水分含量，其次还包括对于工艺实验需要而现配置溶液中的水分含量。大量的实验结果表明，卡 费休库伦法测定溶液中水含量的数据稳定，结果可靠，然而测试二甲基亚砜溶液水含量时，却出现了随着测试时间的延长测试结果不稳定，且存在整体测试结果低于真实值这一问题；又发现卡尔·费休库伦法测定某溶液中水含量时数据可靠稳定，若向滴定杯内的卡氏试剂中加入一定量的二甲基亚砜后，再次测试此溶液的含水量时，出现整体数据急剧下降并且不稳定，说明二甲基亚砜存在卡氏试剂中时，会对测试的结果产生干扰。
发明内容
为克服卡尔本 费休库伦法测试二甲基亚砜溶液中微量水分时出现测试结果不稳定，同时消除在滴定杯内的卡氏试剂中已混有二甲基亚砜溶液时，对其它溶液含水量测试结果的干扰，出现测试结果不稳定，随着测试时间的延长整体测试结果低于真实值的不足，本发明提出了一种测试二甲基亚砜中微量水分的方法。本发明的具体过程包括以下步骤步骤1，配制乙醇水溶液。所述乙醇水溶液由乙醇和纯水配制而成。乙醇水溶液中纯水的质量分数为O. 9 1.2%。将无水乙醇与纯水混合均匀，得到乙醇水溶液。将所配制的乙醇水溶液分为2份，第一份乙醇水溶液用于制备有卡氏试剂的混合液来作为新的卡氏试剂备用。第二份乙醇水溶液用于在不同条件下其含水量测试结果的对照。步骤2，第一次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量。通过库仑水分仪对所述第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，并取其平均值作为测试结果。步骤3，在库伦水分仪滴定杯内加入二甲基亚砜。在所述库伦水分仪滴定杯内装入100 150mL卡氏试剂。向所述库伦水分仪滴定杯内的卡氏试剂中加入含水量< O. 1%的二甲基亚砜5mL，得到含有二甲基亚砜的卡氏试剂。步骤4，第二次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量。采用库伦水分仪通过减量法的进样方法测试第二份乙醇水溶液的含水量。具体测试过程为，在库仑水分仪准备就绪后测试所述第二份乙醇水溶液的含水量。为获得准确的测试结果，需对第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，多次平行测试结果的平均值为O. 801%。将所述测试结果与步骤2得到的该第二份乙醇水溶液含水量的第一次测试结果比较。证明在卡氏试剂中有二甲基亚砜时，二甲基亚砜对乙醇水溶液含水量的测试结果有明显的影响，测试结果明显偏低而且不稳定，数据间偏差大，数据不可靠。步骤5，制备盐酸羟胺溶液。具体制备过程为，以乙醇水溶液为溶剂，将酸羟胺溶解为盐酸羟胺溶液，盐酸羟胺与所述第一份乙醇水溶液的配比为每Ig盐酸羟胺中加入30mL乙醇水溶液，并混合后放入30 40°C水浴中充分溶解，得到I份盐酸羟胺溶液。步骤6，制备含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液。在所述酸羟胺溶液中加入二甲基亚砜，每I份盐酸羟胺溶液中加入5mL含水量< O. 1%的二甲基亚砜并静置O. 5h，使二甲基亚砜与盐酸羟胺溶液充分混匀，得到I份均匀透明的含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液。步骤7，制备有卡氏试剂的混合液。具体制备过程为，在所述含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液中加入100 120mL卡氏试剂，并在30 35°C的水浴下放置20 24h，使加入的卡氏试剂与含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液充分混合，得到有卡氏试剂的混合液。步骤8，更换库伦水分仪滴定杯内原混有二甲基亚砜的卡氏试剂。具体更换过程为，清除库伦水分仪滴定杯内已混有二甲基亚砜的卡氏试剂，将步骤7中得到的有卡氏试剂的混合液倒入库伦水分仪滴定杯内作为新的卡氏试剂，用以测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量。步骤9，第三次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量。采用库伦水分仪通过减量法的进样方法测试第二份乙醇水溶液的含水量。具体测试过程为，在库仑水分仪准备就绪后测试所述第二份乙醇水溶液的含水量。为获得准确的测试结果，需对第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，多次平行测试结果的平均值为I. 034%，与步骤2测试结果相t匕，测试结果数据稳定，偏差在可控范围内，数据可靠。步骤3中，分十次向所述库伦水分仪滴定杯内的卡氏试剂中加入所述的5mL 二甲基亚砜，并且待前一次加入的二甲基亚砜与滴定杯内的卡氏试剂完全反应、库伦水分仪自 动进入平衡状态后再次向库伦水分仪滴定杯内加入下一次的二甲基亚砜；依此循环，直至将5mL 二甲基亚砜全部加入至库伦水分仪滴定杯内的卡氏试剂中。从反应原理来看，ImoL的I2氧化ImoL的SO2,需要ImoL的水，反应产物出现2moLΓ，同时逆向反应2moL Γ又通过电极转换产生ImoLI2。被测溶液的水分和SO2完全反应后，逆向反应I-通过电极完全转换产生I2，库伦水分仪自动进入平衡稳定状态，同时库仑水分仪通过自身记录仪计算出电荷转移的数量来计算溶液中的含水量。经认真研究和分析，同时查阅大量相关文献，发现在二甲基亚砜与卡氏试剂的共存体系中，二甲基亚砜具有氧化Γ的能力，将体系中的Γ氧化为12，自身被还原为二甲基硫醚，这一部分Γ与I2间的转换是通过氧化还原反应来实现的，使得这一部分本应由电极转换来完成的电量计算并没有通过库伦水分仪的记录仪将其计算在内，使得测试结果低于真实值。利用盐酸羟胺这种强还原性试剂，在含有二甲基亚砜的卡氏试剂中，二甲基亚砜预先氧化的是盐酸羟胺，从而保证了 I-完全通过电极转换为I2，使得测试结果真实、可靠、稳定，问题得以解决。
具体实施例方式实施例一本实施例是一种卡尔·费休库伦法测试二甲基亚砜中微量水分的方法，其具体过程包括以下步骤步骤1，配制乙醇水溶液。所述乙醇水溶液由乙醇和纯水配制而成。乙醇水溶液中纯水的质量分数为O. 9 I. 2%，本实施例中，乙醇水溶液中纯水的质量分数为I. 2%。具体配置过程为，将无水乙醇与纯水混合均匀，得到乙醇水溶液。将所配制的乙醇水溶液分为2份，第一份乙醇水溶液用于制备有卡氏试剂的混合液来作为新的卡氏试剂备用；第二份乙醇水溶液用于在不同条件下其含水量测试结果的对照。步骤2，第一次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量。采用库伦水分仪通过减量法的进样方法测试第二份乙醇水溶液的含水量。具体测试过程为，在库仑水分仪准备就绪后测试所述第二份乙醇水溶液的含水量。为获得准确的测试结果，需对第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，并取其平均值作为测试结果。本实施例中，5次平行测试结果的平均值为I. 185%。库伦水分仪的测试结果如下
权利要求
1.一种测试二甲基亚砜中微量水分的方法，其特征在于，具体过程是 步骤1，配制乙醇水溶液所述乙醇水溶液由乙醇和纯水配制而成；乙醇水溶液中纯水的质量分数为O. 9 I. 2% ;将无水乙醇与纯水混合均匀，得到乙醇水溶液；将所配制的乙醇水溶液分为2份，第一份乙醇水溶液用于制备有卡氏试剂的混合液来作为新的卡氏试剂备用；第二份乙醇水溶液用于在不同条件下其含水量测试结果的对照； 步骤2，第一次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量通过库仑水分仪对所述第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，并取其平均值作为测试结果； 步骤3，在库伦水分仪滴定杯内加入二甲基亚砜在所述库伦水分仪滴定杯内装入100 150mL卡氏试剂；向所述库伦水分仪滴定杯内的卡氏试剂中加入含水量< O. 1%的二甲基亚砜5mL，得到含有二甲基亚砜的卡氏试剂； 步骤4，第二次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量采用库伦水分仪通过减量法的进样方法测试第二份乙醇水溶液的含水量；具体测试过程为，在库仑水分仪准备就绪后测试所述第二份乙醇水溶液的含水量；为获得准确的测试结果，需对第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，多次平行测试结果的平均值为O. 801% ;将所述测试结果与步骤2得到的该第二份乙醇水溶液含水量的第一次测试结果比较；证明在卡氏试剂中有二甲基亚砜时，二甲基亚砜对乙醇水溶液含水量的测试结果有明显的影响，测试结果明显偏低而且不稳定，数据间偏差大，数据不可靠； 步骤5，制备盐酸羟胺溶液具体制备过程为，以乙醇水溶液为溶剂，将酸羟胺溶解为盐酸羟胺溶液，盐酸羟胺与所述第一份乙醇水溶液的配比为每Ig盐酸羟胺中加入30mL乙醇水溶液，并混合后放入30 40°C水浴中充分溶解，得到I份盐酸羟胺溶液； 步骤6，制备含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液在所述酸羟胺溶液中加入二甲基亚砜，每I份盐酸羟胺溶液中加入5mL含水量< O. 1%的二甲基亚砜并静置O. 5h，使二甲基亚砜与盐酸羟胺溶液充分混匀，得到I份均匀透明的含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液； 步骤7，制备有卡氏试剂的混合液具体制备过程为，在所述含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液中加入100 120mL卡氏试剂，并在30 35°C的水浴下放置20 24h，使加入的卡氏试剂与含有二甲基亚砜的酸羟胺溶液的混合液充分混合，得到有卡氏试剂的混合液； 步骤8，更换库伦水分仪滴定杯内原混有二甲基亚砜的卡氏试剂清除库伦水分仪滴定杯内已混有二甲基亚砜的卡氏试剂，将步骤7中得到的有卡氏试剂的混合液倒入库伦水分仪滴定杯内作为新的卡氏试剂，用以测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量； 步骤9，第三次测试得到的第二份乙醇水溶液的含水量采用库伦水分仪通过减量法的进样方法测试第二份乙醇水溶液的含水量；具体测试过程为，在库仑水分仪准备就绪后测试所述第二份乙醇水溶液的含水量；为获得准确的测试结果，需对第二份乙醇水溶液的含水量进行多次平行测试，多次平行测试结果的平均值为I. 034%，与步骤2测试结果相比，测试结果数据稳定，偏差在可控范围内，数据可靠。
2.如权利要求I所述一种测试二甲基亚砜中微量水分的方法，其特征在于，步骤3中，分十次向所述库伦水分仪滴定杯内的卡氏试剂中加入所述的5mL 二甲基亚砜，并且待前一次加入的二甲基亚砜与滴定杯内的卡氏试剂完全反应、库伦水分仪自动进入平衡状态后再次向库伦水分仪滴定杯内加入下一次的二甲基亚砜；依此循环，直至将5mL 二甲基亚砜全部加入至库伦水分仪滴定杯内的 卡氏试剂中。
全文摘要
一种测试二甲基亚砜中微量水分的方法，将配制的乙醇水溶液分为2份，第一份乙醇水溶液用于制备二甲基亚砜、盐酸羟胺、乙醇水溶液和卡氏试剂的均匀透明混合体系。第二份乙醇水溶液用于与制备二甲基亚砜、盐酸羟胺、乙醇水溶液和卡氏试剂的均匀透明混合体系的含水量进行对照。在二甲基亚砜与卡氏试剂的共存体系中，二甲基亚砜具有氧化I-的能力，自身被还原为二甲基硫醚。本发明利用盐酸羟胺在含有二甲基亚砜的卡氏试剂中二甲基亚砜预先氧化的是盐酸羟胺，保证I-完全通过电极转换为I2，测试结果真实可靠稳定，克了服卡尔本·费休库伦法测试二甲基亚砜溶液中微量水分时存在的不足。
文档编号G01N27/42GK102901764SQ20121033871
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者郭香, 杨阳锋, 郭继荣, 郑桂宁, 徐永花, 吴斌 申请人:西安康本材料有限公司