有机混酸的含量测定方法与流程

1.本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种有机混酸的含量测定方法。


背景技术：

2.在化工领域中，磺酸与巯基羧酸均用途广泛。巯基羧酸是化妆品中的主要成分，可作为聚氯乙烯的稳定剂，涂料纤维的改性剂，是一种医药中间体，还可作为反应的催化剂或助催化剂；有机磺酸可用作分析试剂、防腐剂、漂白剂及还原剂，是常见的酯化、水解、烷基化等反应的催化剂，磺酸与巯基羧酸在电镀领域也都有广泛应用。
3.现有技术中磺酸的检测方法包括高效液相色谱(配电雾式检测器)、气相色谱质谱联用技术，而且由于磺酸类化合物一般挥发性较差，且极性强，一般需要先将其进行衍生化，转化为沸点较低的酯类物质再进行气相色谱检测。巯基羧酸的检测方法包括碘量法、高效液相色谱、离子色谱等。在磺酸与巯基羧酸共存的体系中，涉及到蒸馏提纯分离、回收利用、套用等相关合成工艺时，需要快速、准确地确定这两种酸的含量，为后续工艺提供数据指导，例如确定套用次数、确定配方等。然而，现有方法均为磺酸或巯基羧酸样品的单品种检测，尚无对两者组成的混酸体系的含量测定方法的研究。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种有机混酸的含量测定方法，以解决现有技术中没有针对同时测定含有磺酸与巯基羧酸的有机混酸中每种物质的质量百分含量的方法的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种有机混酸的含量测定方法，有机混酸包括磺酸和巯基羧酸，方法包括以下步骤：步骤s1，称取有机混酸，加入溶剂溶解，配制成有机混酸溶液；步骤s2，使用碱性标准滴定溶液对有机混酸溶液进行电位滴定，获得第一等当点和第二等当点；步骤s3，根据质量守恒原理，利用第一等当点和第二等当点计算有机混酸中磺酸和巯基羧酸的质量百分含量。
6.进一步地，步骤s2中，还包括以下步骤：以与步骤s1中等量的溶剂为空白溶液，使用碱性标准滴定溶液对空白溶液进行电位滴定，获得空白滴定终点。
7.进一步地，步骤s3中，有机混酸溶液中磺酸的含量根据公式(1)计算：
8.x 1
＝c
×
(v
1-v0)
÷
n1×
m1ꢀꢀ
(1)；
9.有机混酸溶液中巯基羧酸的含量根据公式(2)计算：
10.x 2
＝c
×
(v
2-v1)
÷
n2×
m2ꢀꢀ
(2)；
11.其中，c为碱性标准滴定溶液的摩尔浓度，单位为mol/l；x1为有机混酸溶液中磺酸的质量，单位为mg；x2为有机混酸溶液中巯基羧酸的质量，单位为mg；v0为空白滴定终点的碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；v1为第一等当点的碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；v2为第二等当点的碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；n1为磺酸的酸性反应基团和碱性标准滴定溶液的碱性基团的数目比；n2为巯基羧酸的酸性反应基团和碱性标
准滴定溶液的碱性基团的数目比；m1为磺酸的相对分子质量；m2为巯基羧酸的相对分子质量。
12.进一步地，有机混酸中，磺酸的质量百分含量根据公式(3)计算：
13.w1＝x1÷m×
100％
ꢀꢀ
(3)；
14.巯基羧酸的质量百分含量根据公式(4)计算：
15.w2＝x2÷m×
100％
ꢀꢀ
(4)；
16.其中，m为有机混酸的称样量，单位为mg。
17.进一步地，磺酸为三氟甲磺酸、甲磺酸、乙磺酸和苯磺酸的一种或多种。
18.进一步地，巯基羧酸为硫代苹果酸、2-巯基烟酸、巯基乙酸、巯基丙酸、3-巯基异丁酸、4-巯基丁酸和6-巯基己酸的一种或多种。
19.进一步地，步骤s1中，有机混酸和溶剂的质量比为1:(40～200)。
20.进一步地，溶剂为水。
21.进一步地，碱性标准滴定溶液的摩尔浓度为0.01～3mol/l。
22.进一步地，碱性标准滴定溶液为氢氧化钠标准滴定溶液和/或氢氧化钾标准滴定溶液。
23.应用本发明的技术方案，可以在磺酸与巯基羧酸共存的体系中，快速、准确地测定这两种酸的含量。本发明采用电位滴定法，用碱性标准滴定溶液滴定该有机混酸体系，根据滴定结果可分别计算磺酸及巯基羧酸在有机混酸体系中的含量，不需要衍生化处理，不需要使用复杂的仪器或者试剂，操作简便，且准确度高，检测效率显著提升。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
25.如无特殊说明，本发明所使用的试剂和原料均可以从市场上方便地获得，或者使用本领域常规方法进行自制。
26.正如本发明背景技术中所述，现有技术中存在没有针对同时测定含有磺酸与巯基羧酸的有机混酸中每种物质的质量百分含量的方法的问题。为了解决上述问题，在本发明一种典型的实施方式中，提供了一种有机混酸的含量测定方法，有机混酸包括磺酸和巯基羧酸，方法包括以下步骤：步骤s1，称取有机混酸，加入溶剂溶解，配制成有机混酸溶液；步骤s2，使用碱性标准滴定溶液对有机混酸溶液进行电位滴定，获得第一等当点和第二等当点；步骤s3，根据质量守恒原理，利用第一等当点和第二等当点计算有机混酸中磺酸和巯基羧酸的质量百分含量。
27.本发明先称取一定量有机混酸，加入溶剂配制成有机混酸溶液以便于含量测定；其次使用碱性标准滴定溶液对有机混酸溶液进行电位滴定，根据有机混酸中磺酸与巯基羧酸的酸性强弱差异，获得第一等当点和第二等当点，其中磺酸酸性较强，滴定开始后，磺酸优先和碱性标准滴定溶液进行酸碱反应，其滴定终点即第一等当点，随后巯基羧酸和碱性标准滴定溶液进行酸碱反应，其滴定终点即第二等当点；最后根据质量守恒原理，利用第一等当点和第二等当点计算有机混酸中磺酸和巯基羧酸的质量百分含量。电位滴定使用自动电位滴定仪进行。
28.本发明采用电位滴定法，用碱性标准滴定溶液滴定该有机混酸体系，根据滴定结果可分别计算磺酸及巯基羧酸在有机混酸体系中的含量，不需要衍生化处理，不需要使用复杂的仪器或者试剂，操作简便，且准确度高，检测效率显著提升。
29.为了进一步排除溶剂可能带来的对电位滴定的背景干扰，以进一步提高电位滴定的准确性，在一种优选的实施方式中，步骤s2中，还包括以下步骤：以与步骤s1中等量的溶剂为空白溶液，使用碱性标准滴定溶液对空白溶液进行电位滴定，获得空白滴定终点。
30.具体地，根据质量守恒定律，在一种优选的实施方式中，步骤s3中，有机混酸溶液中磺酸的含量根据公式(1)计算：
31.x 1
＝c
×
(v
1-v0)
÷
n1×
m1ꢀꢀ
(1)；
32.有机混酸溶液中巯基羧酸的含量根据公式(2)计算：
33.x 2
＝c
×
(v
2-v1)
÷
n2×
m2ꢀꢀ
(2)；
34.其中，c为碱性标准滴定溶液的摩尔浓度，单位为mol/l；x1为有机混酸溶液中磺酸的质量，单位为mg；x2为有机混酸溶液中巯基羧酸的质量，单位为mg；v0为空白滴定终点的碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；v1为第一等当点的碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；v2为第二等当点的碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；n1为磺酸的酸性反应基团和碱性标准滴定溶液的碱性基团的数目比；n2为巯基羧酸的酸性反应基团和碱性标准滴定溶液的碱性基团的数目比；m1为磺酸的相对分子质量；m2为巯基羧酸的相对分子质量。
35.在得到进行滴定的有机混酸溶液中磺酸和巯基羧酸的摩尔浓度之后，可以精确计算出这两种酸在有机混酸中的质量占比情况，在一种优选的实施方式中，有机混酸中，磺酸的质量百分含量根据公式(3)计算：
36.w1＝x1÷m×
100％
ꢀꢀ
(3)；
37.巯基羧酸的质量百分含量根据公式(4)计算：
38.w2＝x2÷m×
100％
ꢀꢀ
(4)；
39.其中，m为有机混酸的称样量，单位为mg。
40.为使得本发明的电位滴定方法更加贴合生产实际，在一种优选的实施方式中，磺酸为三氟甲磺酸、甲磺酸、乙磺酸和苯磺酸的一种或多种。
41.相应地，在一种优选的实施方式中，巯基羧酸为硫代苹果酸、2-巯基烟酸、巯基乙酸、巯基丙酸、3-巯基异丁酸、4-巯基丁酸和6-巯基己酸的一种或多种。
42.有机混酸溶液应当具有适宜的浓度，以更便于后续电位滴定的进行，在一种优选的实施方式中，步骤s1中，有机混酸和溶剂的质量比为1:(40～200)。
43.本发明对于溶剂的具体种类没有要求，只要能对本发明的有机混酸进行良好溶解，且不会影响电位滴定的准确性即可，在一种优选的实施方式中，溶剂为水。
44.碱性标准滴定溶液的摩尔浓度应当进行适当选择，以使其具备更适宜的灵敏度，进一步提高滴定结果的准确性，同时节省试剂用量降低成本。因此在一种优选的实施方式中，碱性标准滴定溶液的摩尔浓度为0.01～3mol/l。
45.具体地，在一种优选的实施方式中，碱性标准滴定溶液为氢氧化钠标准滴定溶液和/或氢氧化钾标准滴定溶液等一元无机强碱性标准滴定液。
46.以下结合具体实施例对本技术作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本
申请所要求保护的范围。
47.实施例1
48.步骤s1，称取200mg三氟甲磺酸和40mg硫代苹果酸于洁净干燥的烧杯中，加入30ml水溶解，配制成有机混酸溶液；计算有机混酸中三氟甲磺酸的理论质量百分含量＝199.8
÷
(199.8+40.2)
×
100％＝83.25％；硫代苹果酸的理论质量百分含量＝40.2
÷
(199.8+40.2)
×
100％＝16.75％。
49.步骤s2，使用0.5m氢氧化钠标准滴定溶液对有机混酸溶液进行电位滴定，电位滴定仪自动记录第一等当点2.68ml和第二等当点3.74ml；同时以30ml水为空白溶液，以同样的方法进行电位滴定，电位滴定仪自动记录空白滴定终点0.02ml；
50.步骤s3，有机混酸溶液中三氟甲磺酸的含量根据以下公式计算：
51.x 1
＝0.5005
×
(2.68－0.02)
÷1×
150.077＝199.8mg；
52.有机混酸溶液中硫代苹果酸的含量根据以下公式计算：
53.x 2
＝0.5005
×
(3.74－2.68)
÷2×
150.15＝39.83mg；
54.有机混酸中三氟甲磺酸的质量百分含量根据以下公式计算：
55.w 1
＝199.8
÷
(199.8+40.2)
×
100％＝83.25％；
56.有机混酸中硫代苹果酸的质量百分含量根据以下公式计算：
57.w 2
＝39.83
÷
(199.8+40.2)
×
100％＝16.60％。
58.实施例2
59.实施例2与实施例1的区别在于，步骤s1中称取120mg三氟甲磺酸和120mg硫代苹果酸于洁净干燥的烧杯中，加入30ml水溶解，配制成有机混酸溶液。
60.实施例3
61.实施例3与实施例1的区别在于，步骤s1中称取40mg三氟甲磺酸和200mg硫代苹果酸于洁净干燥的烧杯中，加入30ml水溶解，配制成有机混酸溶液。
62.实施例4
63.实施例4与实施例1的区别在于，步骤s1中称取200mg三氟甲磺酸和40mg 2-巯基烟酸于洁净干燥的烧杯中，加入9.6ml水溶解，配制成有机混酸溶液。
64.实施例5
65.实施例5与实施例1的区别在于，步骤s1中称取40mg三氟甲磺酸和200mg 2-巯基烟酸于洁净干燥的烧杯中，加入48ml水溶解，配制成有机混酸溶液。
66.实施例1至5的有机混酸中各酸的质量百分含量见表1。
67.表1
68.[0069][0070]
实施例6应用实施例
[0071]
某产品的生产工艺中，反应过程用到了三氟甲磺酸和2-巯基烟酸作为催化体系，待反应完成后需对这两种酸进行回收，回收处理过程中的样品检测结果如下：三氟甲磺酸45％，2-巯基烟酸42％，与单组份测定结果一致。
[0072]
由上可知，本发明采用电位滴定法，用碱性标准滴定溶液滴定该有机混酸体系，根据滴定结果可分别计算磺酸及巯基羧酸在有机混酸体系中的含量，不需要衍生化处理，不需要使用复杂的仪器或者试剂，操作简便，且准确度高，检测效率显著提升。从而可以在磺酸与巯基羧酸共存的体系中，快速、准确地测定这两种酸的含量。
[0073]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种有机混酸的含量测定方法，其特征在于，所述有机混酸包括磺酸和巯基羧酸，所述方法包括以下步骤：步骤s1，称取有机混酸，加入溶剂溶解，配制成有机混酸溶液；步骤s2，使用碱性标准滴定溶液对所述有机混酸溶液进行电位滴定，获得第一等当点和第二等当点；步骤s3，根据质量守恒原理，利用所述第一等当点和所述第二等当点计算所述有机混酸中所述磺酸和所述巯基羧酸的质量百分含量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，还包括以下步骤：以与所述步骤s1中等量的所述溶剂为空白溶液，使用所述碱性标准滴定溶液对所述空白溶液进行所述电位滴定，获得空白滴定终点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述有机混酸溶液中所述磺酸的含量根据公式(1)计算：x 1
＝c
×
(v
1-v0)
÷
n1×
m1ꢀꢀ
(1)；所述有机混酸溶液中所述巯基羧酸的含量根据公式(2)计算：x 2
＝c
×
(v
2-v1)
÷
n2×
m2ꢀꢀ
(2)；其中，c为所述碱性标准滴定溶液的摩尔浓度，单位为mol/l；x1为所述有机混酸溶液中所述磺酸的质量，单位为mg；x2为所述有机混酸溶液中所述巯基羧酸的质量，单位为mg；v0为所述空白滴定终点的所述碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；v1为所述第一等当点的所述碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；v2为所述第二等当点的所述碱性标准滴定溶液的消耗体积，单位为ml；n1为所述磺酸的酸性反应基团和所述碱性标准滴定溶液的碱性基团的数目比；n2为所述巯基羧酸的酸性反应基团和所述碱性标准滴定溶液的碱性基团的数目比；m1为所述磺酸的相对分子质量；m2为所述巯基羧酸的相对分子质量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机混酸中，所述磺酸的质量百分含量根据公式(3)计算：w1＝x1÷
m
×
100％
ꢀꢀ
(3)；所述巯基羧酸的质量百分含量根据公式(4)计算：w2＝x2÷
m
×
100％
ꢀꢀ
(4)；其中，m为所述有机混酸的称样量，单位为mg。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述磺酸为三氟甲磺酸、甲磺酸、乙磺酸和苯磺酸的一种或多种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述巯基羧酸为硫代苹果酸、2-巯基烟酸、巯基乙酸、巯基丙酸、3-巯基异丁酸、4-巯基丁酸和6-巯基己酸的一种或多种。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述有机混酸和所述溶剂的质量比为1:(40～200)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述溶剂为水。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱性标准滴定溶液的摩
尔浓度为0.01～3mol/l。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述碱性标准滴定溶液为氢氧化钠标准滴定溶液和/或氢氧化钾标准滴定溶液。

技术总结
本发明提供了一种有机混酸的含量测定方法。该有机混酸包括磺酸和巯基羧酸，该方法包括以下步骤：称取有机混酸，加入溶剂溶解，配制成有机混酸溶液；使用碱性标准滴定溶液对有机混酸溶液进行电位滴定，获得第一等当点和第二等当点；步骤S3，根据质量守恒原理计算有机混酸中磺酸和巯基羧酸的质量百分含量。本发明采用电位滴定法，用碱性标准滴定溶液滴定该有机混酸体系，根据滴定结果可分别计算磺酸及巯基羧酸在有机混酸体系中的含量，不需要衍生化处理，不需要使用复杂的仪器或者试剂，操作简便，且准确度高，检测效率显著提升，可以在磺酸与巯基羧酸共存的体系中，快速、准确地测定这两种酸的含量。种酸的含量。


技术研发人员：李世雄 商建 杨艳丽 严宁宁
受保护的技术使用者：中化国际新材料（河北）有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/7/12