分析四氟丙醇产品中水含量的干扰因素
【
内容
摘要】：本文探讨了四氟丙醇产品在测定水含量时环境水份介入、气候变化，取样方法不合理、人员因素等对四氟丙醇中水含量分析准确度的影响，通过各原因的逐步剖析，并通过实践比较分析，给出了提高四氟丙醇中水分分析可靠性具体方法。
关键词：
水分
四氟丙醇
干扰因素
标准偏差
前言
四氟丙醇广泛用于医药、农药、染料、精细化工中间体、照相颜色补差剂、织物整理剂、含氟树脂、全氟橡胶的加工助剂以及电子产品的清洗剂。作为清洗剂具有卓越的清洗性能，在微电子和光电子学上都有其重要的用途，它对大气层无破坏作用，是一种优异的氟里昂清洗剂的替代品。但四氟丙醇本身具有较强的吸水性，在生产过程中经过多次处理达到较低水分的高纯度产品，而水分含量的高低很大程度上决定了产品的性能及用途，现行的企业标准规定四氟丙醇含水量低于150ppm及200ppm两个品级的指标要求，是影响产品质量的最重要指标之一，准确地分析产品生产过程及成品水含量，找出四氟并醇水含量分析偏差的影响因数，建立正确可靠的分析方法，提高分析准确度，对该产品的生产、销售有重要指导意义。
1
、实验部分
1.1
分析原理
卡尔费休试剂同水的反应为：
I
2+ SO
2+ 3C
5H
5N + H
2O → 2C
5H
5N ·HI + C
5H
5N ·SO
3
C
5H
5N ·SO
3+ CH
3OH → C
5H
5N ·HSO
4CH
3
在卡尔费休库仑滴定法中，把样品加入到试剂当中，在阳极上由电解液所产生的碘与样品中的水起反应。根据法拉第定律，碘与电量成正比地产生出来。
2I
-- 2e → I
2
1摩尔碘与1摩尔水定量反应，因此，1mg水相当于10.71库仑电量，根据这个原理，水含量可以从电解所需要的电量中直接确定，经仪器计算在显示器上直接显示出测定样品的水份含量。
1.2
测定步骤：
1.21仪器的标定；
当仪器达到初始平衡点而且比较稳定时，可用纯水进行标定
⑴、用0.5ul进样器抽取0.1ul的纯水，为注样做好准备。
⑵、按一下“START”启动键。
⑶、把纯水通过进样旋钮塞注入到阳极室电解液中，注意应使针尖尽可能的插入到电解液中，并避免与滴定池内壁或电极接触。注入后滴定会自动开始。
⑷、蜂鸣器响，终点指示灯亮。仪器达到终点，其显示结果应为100
+10ugH
20,一般标2-3次，显示数字若在误差范围就可以进行样品测定了。
1.22样品中水分测定：
①将带针头的进样器用四氟丙醇试样冲洗2-3次，然后抽入250uL的样品，做好进样准备。
②按一下“START”启动键，指示灯亮，数字显示器复零。
③把四氟丙醇试样通过进样注入口使针头进入到滴定池内电解液中，不要碰到池内的电极，注入后自动开始滴定，终点到蜂鸣器响，终点“END”指示灯亮。
1.3结果计算
X（10
-6）＝ 1000 *m/p*v
其中X----样品中水分含量
m---所测结果 单位 ug
P---样品比重 单位 g/cm
3
V---试样体积 单位uL
2
、主要仪器和试剂
1、SC-3微量水分测定仪
2、50ml磨口试剂瓶
3、微量进样针（0.5uL、250uL）
4、25ml西林瓶（青霉素瓶）
5、铝盖
6、细铁丝
3
、影响四氟丙醇产品水含量的若干因数
3.1
采样管（玻璃管）对水分的影响
传统的液体取样按照取样规则在一定的样本数中采取一定的试样数，一般用玻璃采样管取样，每次取样前必须清洗并且干燥，由于取样棒长，难以清洗和烘干，给四氟丙醇样品采取带来实际操作困难，容易造成样品之间互相干扰。采用细铁丝绕在磨口瓶上，一起洗净烘干后放入干燥器中待用。取样时，直接进入包装桶内取样，这样不仅使取得样品具有代表性，加快了取样速度，而且使包装桶和取样瓶暴露接触环境空气时间大大缩短，大大减少了环境湿度的影响。
用采样管（玻璃管）、吊桶（磨口瓶上饶铁丝）分别取样进行比较。
|
序号
|
玻璃管测定结果（10
-6）
|
吊桶测定结果（10
-6）
|
|
124
|
91
|
|
|
2
|
110
|
86
|
|
3
|
130
|
99
|
|
4
|
127
|
105
|
|
5
|
130
|
97
|
|
6
|
108
|
110
|
|
7
|
110
|
102
|
|
8
|
138
|
105
|
|
平均值
|
122
|
99
|
|
标准偏差
|
11.32%
|
7.92%
|
|
标准偏差是测量值与平均值之差的平方之和(求和公式)除以(n-1)再开方
|
||
系列1------玻璃管 系列2--------吊桶
3.2
样品瓶对水分的影响
采用50ml磨口试剂瓶瓶，瓶口不够密封，每次进行水份分析时，需将瓶盖打开，进样针伸入取样瓶中，进行置换针筒及取样，使瓶盖陆续敞开时间长达一分钟。特别遇到阴雨天气，环境空气中湿度大，严重影响样品中水份的测定。经过多次摸索，引用了带橡皮塞的25ml西林瓶，在取样后随即用铝盖密封，分析样品时进样针插入橡皮塞中即可。
对使用50ml磨口试剂瓶和西林瓶进行了比较。
|
序号
|
50ml磨口试剂瓶测定结果（10
-6）
|
西林瓶测定结果（10
-6）
|
|
91
|
86
|
|
|
2
|
86
|
80
|
|
3
|
99
|
83
|
|
4
|
105
|
91
|
|
5
|
97
|
86
|
|
6
|
110
|
86
|
|
7
|
102
|
91
|
|
8
|
105
|
88
|
|
平均值
|
99
|
86
|
|
标准偏差
|
7.92%
|
3.76%
|
系列1-------50ml磨口试剂瓶 系列2--------西林瓶
3.3
气候变化对四氟丙醇水分的影响
|
序号
|
雨天取样测定结果（10
-6）
|
天晴取样测定结果（10
-6）
|
|
116
|
88
|
|
|
2
|
110
|
86
|
|
3
|
127
|
91
|
|
4
|
113
|
86
|
|
5
|
119
|
80
|
|
6
|
116
|
80
|
|
7
|
119
|
80
|
|
8
|
132
|
83
|
|
平均值
|
119
|
84
|
|
标准偏差
|
7.25%
|
4.17%
|
系列1------雨天取样 系列2-------天晴取样
雨天取样瓶及工具暴露在空气中，取样过程中易导致水份介入；使样品的测定结果普遍偏高。采取的措施：将取样瓶放入二层干净的保鲜袋中，再外加一个大塑料袋。
3.4
实验结论
通过对岗位人员的日常工作的培训、监督、考核。在取样和测定样品中减少外界水份介入、避免气候变化带来的误差，选择了合理的取样方法后我们对测定进行一段时间的跟踪并记录下其中的一组数据结果如下：
|
原方法测定结果（10
-6）
|
现测定结果（10
-6）
|
|
|
91
|
80
|
|
|
2
|
108
|
86
|
|
3
|
86
|
83
|
|
4
|
94
|
77
|
|
5
|
110
|
86
|
|
6
|
116
|
86
|
|
7
|
110
|
77
|
|
8
|
113
|
88
|
|
平均值
|
104
|
83
|
|
标准偏差
|
11.38%
|
4.36%
|
从上表可以看出，原方法测定的标准偏差11.38%，与改进方法后的测定标准偏差4.36%有了很大的改观。在没有系统偏差或系统偏差不显著时,精密度好,则准确度高。否则精密度好,准确度不一定高。方法精密度好,才可能采用最少的重复测定次数得到准确的结果。从这个意义上说,方法的精密度对准确度有很大影响。从测定平均值上看改进方法后的与原测定结果也低了21ppm满足了分析的要求。提高了四氟丙醇水分分析的可靠性，为企业生产、销售、及客户提供更准确的产品质量信息。
4
、分析人员对四氟丙醇水分的影响
取样、分析的整个过程都是在人的操作和控制下进行的，人的因素不可避免地会影响分析结果。所以要求分析人员要有足够的专业水平及认真细致的工作态度。从器具准备、取样、分析、数据计算等环节进行严格管控，才能确保数据的准确性。
参考文献
【1】 中惠仪器SC-3微量水分测定仪使用说明书
【2】 中华人民共和国国家标准液体化工产品采样通则GB/T 6680-2003