一种快速测定溶液中过氧乙酸和过氧化氢含量的方法与流程

本发明属于过氧化物检测技术领域，具体涉及一种快速测定溶液中过氧乙酸和过氧化氢含量的方法，以碘化钾为指示剂，快速测定溶液中过氧乙酸和过氧化氢浓度。

背景技术：

过氧乙酸具有较强的氧化能力，其反应产物对环境友好，因此过氧乙酸在环保、食品、医疗以及印染行业中，被广泛地用作氧化剂、消毒剂、灭菌剂以及漂白剂。然而过氧乙酸具有很强的腐蚀性和一定的毒性，对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有强烈刺激作用，此外，人体中残余的过氧乙酸还会导致人体遗传物质损伤以及基因突变。因此，在过氧乙酸溶液的使用过程中，对其残余量的变化的监测显得尤为重要。商用的过氧乙酸溶液大多由过氧化氢与醋酸在强酸作为催化剂的条件下制得，故过氧乙酸溶液中常常含有过氧化氢溶液，这对直接测定过氧乙酸溶液的浓度产生了很多不便。

目前，过氧化氢含量的测定方法主要有滴定法、化学发光法、荧光法、红外线法、分光光度法、试纸比色法、高效液相色谱法等。滴定法中主要有碘量法、高锰酸钾法、铈量法等，滴定法测定结果准确、灵敏度高，但也存在操作复杂、干扰因素多、耗费时间久等不足；高锰酸钾法结果准确，但是操作复杂，易受其他因素影响。化学发光法具有灵敏度高、检出限低、测定结果准确等优点，但同样存在测定时间长、测定成本高等不足之处。试纸比色法具有操作简便、测定速度快等优点，如专利zl201220408884.0和zl87106131.7，但也存在试纸制备成本较高、测定结果准确性较差等不足之处。高效液相色谱法具有灵敏度高、检出限低、测定结果准确等优点，但是检测所用仪器昂贵，导致检测成本高。分光光度法具有测定结果可靠、测定速度快、操作相对简便，使用的仪器比较廉价，即检测成本低的优点，但目前未有一种利用分光光度法同时测定溶液中过氧化物和过氧化氢的技术。

技术实现要素：

本发明为了解决现有过氧乙酸测定方法存在的操作复杂繁琐、测定结果误差大、测定时间长、测定成本高昂以及不能同时测定过氧乙酸和过氧化氢浓度等问题，提出了一种简便、准确和快速测定溶液中过氧乙酸和过氧化氢含量的分光光度法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种测定溶液中过氧乙酸和过氧化氢含量的方法，包括：

步骤一：制作过氧乙酸与过氧化氢总浓度的标准曲线：将硫酸溶液、钼酸铵溶液及过量的碘化钾溶液加入超纯水中形成混合溶液a1，测定混合溶液a1在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；向一系列混合溶液a1中加入相同体积v1不同浓度梯度的过氧乙酸标准样品，得到一系列混合溶液b1；待混合溶液b1显色稳定后，测定混合溶液b1在所述特定吸收波长处的吸光度值，记为a1；以a1作为纵坐标，以混合溶液b1中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度为横坐标，建立标准曲线及其线性回归方程；其中，所述混合溶液b1中，钼酸铵的浓度不低于97.2μmoll^-1，碘化钾的浓度不低于96mmoll^-1；

步骤二：制作过氧乙酸浓度的标准曲线：将磷酸缓冲液和过量的碘化钾溶液加入超纯水中形成混合溶液a2，测定混合溶液a2在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；向一系列混合溶液a2中加入相同体积v2不同浓度梯度的过氧乙酸标准样品，得到一系列混合溶液b2；待混合溶液b2显色稳定后，测定混合溶液b2在所述特定吸收波长处的吸光度值，记为a2；以a2作为纵坐标，以混合溶液b2中的过氧乙酸浓度为横坐标，建立标准曲线及其线性回归方程；其中，所述磷酸缓冲液浓度为0.2～0.6moll^-1，ph值为5.0～6.0；所述混合溶液b2中，碘化钾的浓度不低于48mmoll^-1；

步骤三：测定待测样品中过氧乙酸与过氧化氢总含量：制作与步骤一中混合溶液a1完全相同的混合溶液c1，测定混合溶液c1在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；向混合溶液c1中加入v1体积的过氧乙酸待测样品，得到混合溶液d1；待混合溶液d1显色稳定后，测定混合溶液d1在所述特定吸收波长处的吸光度值，记为b1；将b1值代入步骤一所得线性回归方程中，计算出混合溶液d1中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度，再根据加入的过氧乙酸待测样品体积v1与混合溶液d1总体积之间的关系计算得出待测样品中过氧乙酸与过氧化氢的总浓度；

步骤四：待测样品中过氧乙酸含量：制作与步骤二中混合溶液a2完全相同的混合溶液c2，测定混合溶液c2在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；向混合溶液c2中加入v2体积的过氧乙酸待测样品，得到混合溶液d2；待混合溶液d2显色稳定后，测定混合溶液d2在所述特定吸收波长处的吸光度值，记为b2；将b2值代入到步骤二所得线性回归方程中，计算出混合溶液d2中过氧乙酸的浓度，再根据加入的过氧乙酸待测样品体积v2与混合溶液d2总体积之间的关系计算得出待测样品中过氧乙酸的浓度。

一实施例中：所述步骤一中，一系列混合溶液a1的数量n≥5。

一实施例中：所述步骤一中，得到的一系列混合溶液b1中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度分别为0、9～11、19～21、29～31、49～51、69～71μmoll^-1。

一实施例中：所述步骤一中，采用的硫酸溶液浓度为1.88～6.26moll^-1，钼酸铵溶液浓度为20～30mmoll^-1，碘化钾溶液浓度为0.5～1.0moll^-1。

一实施例中：所述步骤二中，一系列混合溶液a2的数量n≥5。

一实施例中：所述步骤二中，得到的一系列混合溶液b2中过氧乙酸的浓度分别为0、9～11、19～21、29～31、39～41、49～51、59～61、69～71μmoll^-1。

一实施例中：所述步骤二中，采用的碘化钾溶液的浓度为0.5～1.0moll^-1。

一实施例中：所述步骤一中，显色稳定时间为1～3分钟，反应温度为5～25℃。

一实施例中：所述步骤二中，显色稳定时间为0.25～1.5分钟，反应温度为5～25℃。

一实施例中：所述特定吸收波长的范围为325～425nm。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本发明利用钼酸铵催化过氧乙酸和过氧化氢快速氧化碘离子生成棕色的i^-3，根据生成的i^-3在特定吸收波长处的吸光度值计算出溶液中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度；利用在没有钼酸铵催化的情况下，过氧乙酸氧化碘离子的速度远远大于过氧化氢氧化碘离子的速度的特性，过氧乙酸快速氧化碘离子生成棕色的i^-3，再根据生成棕色的i^-3，在特定吸收波长处的吸光度值计算出溶液中过氧乙酸的浓度；再根据差减法得出溶液中过氧化氢的浓度。

本发明与国标(gb19104-2008)所述滴定法相比，具有水样体积和反应药剂用量少、操作简便(无需繁琐的滴定操作)、测定速度快等优点；与化学发光法和色谱法相比，具有测定成本低(无需使用昂贵的化学发光药剂和色谱仪)、测定速度快等优点；与试纸比色法相比，具有测定结果准确、最低检测限低等优点。

此外，本发明不需要昂贵仪器设备及试剂，仅需一台普通的紫外可见分光光度计即可满足测定要求，大大降低了测定成本，有利于本发明的推广应用。本发明方法可广泛用于环保、食品及医疗行业中，对各种过氧乙酸溶液氧化、漂白或消毒的样品中过氧乙酸和过氧化氢残余量进行快速、简便和准确的检测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例得到的过氧乙酸和过氧化氢总浓度的标准曲线图。

图2为本发明实施例得到的过氧乙酸浓度的标准曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明的内容：

实施例：

本实施例的一种快速测定溶液中过氧乙酸和过氧化氢含量的方法，它是按以下步骤进行：

步骤一：制作测定过氧乙酸与过氧化氢总浓度标准曲线：

1、将0.05ml的硫酸溶液、0.01ml的钼酸铵溶液和0.4ml碘化钾溶液加入至超纯水中，得混合溶液a1，测定混合溶液a1在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；本实施例之中，特定吸收波长为350nm；

2、向混合溶液a1中加入相同体积(v1＝0.1ml)不同浓度梯度的过氧乙酸溶液标准样品，得到一系列混合溶液b1，总反应体积为2.5ml；

3、5～25℃反应1～3分钟后，氧化显色稳定，测定反应后混合溶液b1在特定吸收波长处的吸光度值，记为a1；

4、以a1作为纵坐标，以混合溶液b1中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度作为横坐标，建立标准曲线及其线性回归方程。

说明：

其中，所使用的试剂：钼酸铵溶液浓度为24.3mmoll^-1(在总反应体系中钼酸铵的浓度为97.2μmoll^-1及以上时，吸光度值几乎无变化，即不影响吸光度；总反应体系中钼酸铵浓度为97.2μmoll^-1时对应加入的钼酸铵溶液体积为0.01ml)；硫酸溶液为98％的浓硫酸按照与水的体积比为1:2～1:9的比例稀释而成，本实施例之中按照1:9稀释，浓度为1.88moll^-1，加入0.05ml，保证反应所需的强酸条件；碘化钾溶液的浓度为0.6moll^-1(在总反应体系中碘化钾的浓度为96mmoll^-1及以上时，吸光度值几乎无变化，即不影响吸光度；总反应体系中碘化钾浓度为96mmoll^-1时对应加入的碘化钾溶液体积为0.4ml)。

所使用的过氧乙酸溶液标准样品，为从云南杨林工业开发区汕滇药业有限公司购买的过氧乙酸a、b原液配制的含有一定过氧化氢的过氧乙酸试剂，首先通过国标(gb19104-2008)中的滴定法确定过氧乙酸试剂中的过氧乙酸、过氧化氢的浓度(滴定3次，取平均值)，并以此浓度作为标准浓度，将该过氧乙酸试剂稀释配制得到所使用的过氧乙酸溶液标准样品，下同。

所述的不同浓度梯度是指混合溶液b1中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度分别为0、10、20、30、50、70μmoll^-1。

步骤二：制作测定过氧乙酸溶液中过氧乙酸浓度标准曲线：

1、将0.05ml的磷酸缓冲液、0.2ml碘化钾溶液加入至超纯水中，得混合溶液a2，测定混合溶液a2在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；本实施例之中，特定吸收波长为350nm；

2、向混合溶液a2中加入相同体积(v2＝0.2ml)不同浓度梯度的过氧乙酸溶液标准样品，得到一系列混合溶液b2，总反应体积为2.5ml；

3、5～25℃反应0.25～1.5分钟后，氧化显色稳定，测定反应后混合溶液b2在特定吸收波长处的吸光度值，记为a2；

4、以a2作为纵坐标，以混合溶液b2中过氧乙酸浓度作为横坐标，建立标准曲线及其线性回归方程。

说明：

其中，所使用的试剂：磷酸缓冲液浓度为0.5moll^-1，ph为5.5，磷酸缓冲液的配制方法为：首先分别配制0.5moll^-1的磷酸氢二钠和0.5moll^-1的磷酸二氢钠溶液，再将两种试剂混合，利用ph计调节ph＝5.5即可；碘化钾溶液的浓度为0.6moll^-1(在总反应体系中碘化钾的浓度为48mmoll^-1及以上时，吸光度值几乎无变化，即不影响吸光度；总反应体系中碘化钾浓度为48mmoll^-1时对应加入的碘化钾溶液体积为0.2ml)。

所述的不同浓度梯度是指混合溶液b2中过氧乙酸的浓度分别为0、10、20、30、40、50、60、70μmoll^-1。

步骤三：测定样品中过氧乙酸、过氧化氢含量：

1、将0.05ml的硫酸溶液、0.01ml的钼酸铵溶液和0.4ml碘化钾溶液加入至超纯水中，得混合溶液c1，测定混合溶液c1在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；

2、向混合溶液c1中加入v1体积(v1＝0.1ml)的待测样品(已知过氧乙酸与过氧化氢总浓度为1250μmoll^-1、过氧乙酸浓度为525μmoll^-1过氧乙酸溶液)，形成混合溶液d1，总反应体积为2.5ml，待显色稳定后，测定反应后混合溶液d1在特定吸收波长处的吸光度值，记为b1；

3、将b1值代入步骤一所得线性回归方程中，计算出混合溶液d1中过氧乙酸和过氧化氢的总浓度，再根据加入的过氧乙酸待测样品体积(v1)与混合溶液d1总体积之间的关系计算得出待测样品中过氧乙酸与过氧化氢的总浓度。

4、将0.05ml的磷酸缓冲液和过量的碘化钾溶液加入至超纯水中，得混合溶液c2，测定混合溶液c2在特定吸收波长处的吸光度值，并校零；

5、向混合溶液c2中加入v2体积(v2＝0.2ml)的待测样品(已知过氧乙酸与过氧化氢总浓度为1250μmoll^-1、过氧乙酸浓度为525μmoll^-1的过氧乙酸溶液)，形成混合溶液d2，总反应体积为2.5ml，待显色稳定后，测定反应后混合溶液d2在特定吸收波长处的吸光度值，记为b2；

6、将b2值代入到步骤二所得线性回归方程中，计算出混合溶液d2中过氧乙酸的浓度，再根据加入的过氧乙酸待测样品体积(v2)与混合溶液d2总体积之间的关系计算得出待测样品中过氧乙酸的浓度。

7、待测样品中过氧化氢浓度＝过氧乙酸与过氧化氢总浓度-过氧乙酸浓度。

本实施例所得的过氧乙酸与过氧化氢的总浓度的标准曲线如图1所示，所得线性回归公式如下：

因此，水样中过氧乙酸与过氧化氢的总浓度计算公式如下：

[过氧乙酸+过氧化氢]样品＝v总÷v样品×[过氧乙酸+过氧化氢]反应

＝2.5÷0.1×(a350÷0.02507)

本实施例测得的a350为1.268，代入上述公式中计算得出水样中过氧乙酸与过氧化氢总浓度为1264.46μmoll^-1，测定偏差为1.14％，说明本测定方法准确可靠。

本实施例所得的过氧化氢的浓度的标准曲线如图2所示，所得线性回归公式如下：

因此，水样中过氧乙酸的浓度计算公式如下：

[过氧乙酸]样品＝v总÷v样品×[过氧乙酸]反应

＝2.5÷0.2×(a350÷0.02501)

本实施例测得的a350为1.069，代入上述公式中计算得出水样中过氧乙酸浓度为534.29μmoll^-1，测定偏差为1.74％，说明本测定方法准确可靠。

[过氧化氢]样品＝[过氧乙酸+过氧化氢]样品-[过氧乙酸]样品＝1264.46-534.29＝730.17μmoll^-1，测定偏差为0.7％，说明本测定方法准确可靠。

本实施例利用钼酸铵催化过氧乙酸和过氧化氢与碘化钾快速反应生成碘单质，碘单质再与过量的碘离子生成i^-3，再在特定的波长下测定其吸光度值；而在测过氧乙酸浓度时，利用在没有催化剂的条件下，过氧乙酸氧化碘离子的速度远远大于过氧化氢氧化碘离子的速度的特性，过氧乙酸快速氧化碘离子生成棕色的i^-3，再根据生成棕色的i^-3，在特定吸收波长处的吸光度值计算出溶液中过氧乙酸的浓度。方法简单易行，不需要再额外进行紫外辐照、微波辐照、电子束辐照、超声空化、曝气、外加电磁场及加热，测定时间短，测定结果误差小，也不需要昂贵仪器设备和试剂，仅需一台价格相对低廉的紫外可见分光光度计即可满足测定要求，降低了测定成本。测定方法可广泛用于环保、食品及医疗行业中，对各种经氧化、漂白或消毒的样品中过氧乙酸、过氧化氢含量进行快速、环保、有效的检测。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。