橡胶中氮含量的测点－－详细完整

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氮含量的测定
一、        测定意义
; u( b$ F" {2 \8 a5 K; J' g4 z8 y蛋白质是由炭，氢，氧，氮，有时还有硫等元素的一种结构很复杂的有机化合物，是构成橡胶粒子保护层的重要物质。蛋白质对橡胶的性能有较大的影响。一方面，它的分解产物可以促进橡胶的硫化，延缓橡胶的老化，使橡胶制品耐用;另一方面，它又具有较强的吸水性，能增加生胶的和橡胶制品的吸水性和传电行，容易使生胶和橡胶制品发霉和不利于制作绝缘性的电工器材。因此测定标准橡胶的氮含量对了解标准橡胶和橡胶制品的性能，确定标准橡胶的使用范围均具有重要意义。
0 P9 C( A. L7 Z6 A二、测定原理
4 ^  o8 Y+ v8 o% X& x# [   蛋白质是由多种氨基酸组成的物质，其氮含量平均为16%。据此，可将测定原理分述如下：
1、        消化过程的反应
   用浓硫酸和混合接触剂（硫酸钾+氧化汞）与橡胶样品一起加热消化。
加浓硫酸使橡胶失水而碳化为黑色。
   (C5H8)n ＋浓H2SO4 --→nC＋n H2O
9 x) J. A# a9 m( y浓硫酸在高温下又分解出氧化能力极强的原子态氧：
( ^. c9 y$ h: A! ]# O# ~3 ?  2 H2SO4 --→2SO2↑ ＋ 2[O]
原子态氧使含氮有机物中的碳氧化成二氧化碳：nC＋2[O] --→nCO2  ↑
在浓硫酸的作用下，橡胶中的蛋白质被水解生成氨基酸（以最简单的乙氨酸为例）：
蛋白质+浓硫酸¬¬¬¬¬¬→NH2CH2COOH
生成的氨基酸在与硫酸作用，反应中分解出来的氮转变为氨：
NH2CH2COOH+3H2SO4- -→   NH3 +2CO2↑+3SO2↑+ 4H2O↑
7 V  u; n. ^5 o* M% L" ]生成的氨随即与硫酸结合生成铵盐被固定下来：
& h) j4 w: G- y1 J& I9 b+ n2NH3+H2SO4 →(NH4)2SO4
! F' E/ q$ Y" y7 V硫酸铵的沸点为513℃，高于消化温度，所以在338℃左右消化时不被分解。
在消化过程中，使用混合接触剂的作用分述下:
硫酸钾（K2SO4）是硫酸的增沸剂，其作用主要是提高硫酸溶液的沸点，促进消化。纯硫酸的沸点为317℃，加入硫酸钾后，硫酸溶液的沸点是338℃.但硫酸钾的用量不能过多，否则会产生NH4HSO4继而分解出N2逸出，以致结果偏低。
氮化汞主要起催化作用，提高消化效率，缩短消化时间，其反应可用下式表示：
) @" Y  R; e4 i* W# b% w! x' ^  N         HgO+ H2SO4 -→HgSO4+H2O
   2HgSO4-→Hg2SO4 + SO2+ 2[O]
1 v- c: r9 V; Y# \; S
氮化汞除催化作用外，还能和氨反应，即：
   HgO+ 2NH3 →Hg(NH2)2+H2O
( y: |3 T* |4 z7 y$ ~1 s) }- Q
6 G3 }1 q8 i  K5 u. V+ }3 F& N 此外，在消化过程中，也有一些附带的反应，如蛋白质分解出来的硫，在硫酸的作用下生成二氧化硫，其反应式为：
        S + 2H2SO4 →3SO2+H2O
  x  Y' f+ }. b( ]由硫酸分解出来的二氧化硫，具有还原能力，可将橡胶中含氮化合物中的氮还原成氨。
) B, m) g( h  ^* n8 B4 I) Y0 C2 _( c2.        蒸馏过程的反应：
消化溶液中含有硫酸、硫酸铵和其他接触等物质，加入氢氧化钠和硫代硫酸钠的混合碱液后，氢氧化钠中和硫酸，并将不挥发的硫酸铵转化为挥发性的氨而被蒸馏出来，用下列反应式表示。
  H2SO4 +过量 NaOH →Na2SO4 +H2O(溶液呈碱性)
) \# a4 F' y+ _  H, e8 j （NH4）2SO4 + 2NaOH →Na2SO4 +2NH3↑ +H2O
                        硫代硫酸钠的作用是沉淀汞，并放出氨。
Hg(NH2)2 + Na2S2O3 +H2O  2NH3↑+ HgS↓ +Na2SO4
: G/ E% Y" R+ u3 H8 |- R
& E1 d* G( N. `2 h3 r; P% y; s其中硫化汞为黑色沉淀，因此在反应中有黑色沉淀生成，表示Na2S2O3足够，否则须补加Na2S2O3。
; b2 F0 k% I1 M. A5 ]- S
) r9 w5 {! V/ G/ @0 J3.   吸收过程的反应：
在蒸馏过程中，由于混合溶液的作用而分解出来的氨，立即被硼酸溶液吸收，其反应如下：
   3NH3 + H3BO3  (NH4)3BO3
( J7 X) O) N" ]) `% ?8 b5 h6 i) v4.   滴定过程的反应：

吸收过程生成的(NH4)3BO3用标准硫酸溶液滴定，其反应式为：
3 n: V/ U4 q( i5 c" o  2(NH4)3BO3 + 8 H2SO4 →2 H3BO3 + 3(NH4)2SO4
8 f5 }0 X3 g( u! k, k# Y/ k# H+ M根据上述原理，本法采用半微量定氮蒸馏器（或凯氏微量定氮蒸馏器）测定橡胶的总氮。
三.仪器和试剂
( \- z4 W. S) ], O( ], M1 W仪器：分度值为0.1mg的天平，电炉，凯氏微量烧瓶（50ml），吸管，微量滴定管、半微量定氮蒸馏器。
/ s$ W$ t# L- Q% G/ x5 g试剂：所有试剂应是确认的分析纯试剂。试验用水应是蒸馏水（或是去离子水）。
1、        浓硫酸，密度1.84g/ml;
2、        混合接触剂（消化剂）：15份午睡硫酸钾和0.8份红色氧化汞混合，研磨均匀，贮于密闭棕色玻璃瓶内；
, @2 b: y$ `2 l* W. @) }3、        混合碱液：400g氢氧化钠和50g硫代硫酸钠溶于蒸馏水，再稀释至1L贮于内壁涂上石蜡的玻璃瓶内（或用塑料瓶盛装）。
4、        2%硼酸溶液
  |1 x; P4 Q& D& M; k  _  e5、        0.01mol/L的1/2H2SO4 标准溶液
" f& p" @+ k9 f  p0 e6、        混合指示剂：0.1%溴甲酚绿的午睡乙醇溶液5份与0.1%甲基红的无水乙醇1份混合而成。
7、        混合接触剂：30份无水硫酸钾，4份五水硫酸铜，1份硒粉，研磨细密均匀而成。
+ c4 }  f/ C( ~4 B8、        40%氢氧化钠溶液。
5 t- u' Y0 z( u* _+ i9、        1%硼酸溶液
& m3 A& a2 W2 d$ S7 O10、        混合指示剂：将0.1g甲基红个0.05g次甲基蓝溶于100ml的95%乙醇中(v/v).再存放过程中，指示剂不够稳定，要求新近配制。
四、测定方法
方法A:
1、        剪样， 称重—从每小块分析样品中均匀地剪取两分各重约0.08—0.1g的细粒状试样，贮于干燥器中24h，然后在分度值为0.1mg天平上称量。
2、        消化—试样放入50ml凯氏烧瓶（消化瓶），再加1.58g混合接触剂2，浓硫酸3ml，然后置于电炉上加热约5分钟，待有白色的二氧化硫蒸汽出现，再提高温度充分加热，至消化液清亮无色，继续加热15分钟，关闭电源，让其冷却。
9 m: t* z1 _0 e8 x( S! M5 P3、        蒸馏—吸取20ml 2%硼酸溶液和4滴混合指示剂6放入锥瓶（吸收瓶）中，锥瓶置于蒸馏器冷凝管下端并使管口浸入液体中。消化液加10ml蒸馏水稀释。如尚有块状结晶，可微热使之溶解。稀释的消化液移入经蒸洗净的蒸馏器中，再加15ml混合碱液，并用少量蒸馏水冲洗消化瓶两次和蒸馏器小漏斗一次。
通蒸汽进行蒸馏（整进圆底烧瓶中的水须先煮沸约30分钟，或加浓硫酸3ml进行酸化），保持每分钟溜出液为3—4ml蒸馏8分钟后，把冷凝管末端移离液面20—30ml。至锥瓶内溶液总量50ml时，用少量蒸馏水冲洗冷凝下端，取出锥瓶。
4、        滴定—用硫酸标准液滴定锥瓶内吸收液，至溶液浅蓝色消失，紫红色出现即为终点，记录消耗硫酸标准溶液的毫升数。
5、        在相同的条件下做空白实验
每次作两个试样，两平行实验结果，相对误差在1.0%以内，然后取平均值表示。

方法B
称取0.1g天然生胶，准确至0.1mg，再加入0.65g混合接触剂7和3ml浓硫酸于凯氏烧瓶中。置电炉上小心加热凯氏烧瓶内的内溶物至微沸。当内容物成为绿色而不带淡黄色后，继续加热30分钟，消化结束。
在开始第一次蒸馏前，凯氏蒸馏装置至少要通蒸汽30分钟，以冲洗蒸馏装置和三角瓶。
  X. e8 |! U2 ]( l% o, W加10ml蒸馏水于凯氏烧瓶内溶解已消化的内容物，将内容物（消化液）用小漏斗转移到蒸馏瓶中，接着用蒸馏水洗涤凯氏烧瓶内壁3次洗涤液液转入蒸馏瓶中。在从漏斗口加15ml40%氢氧化钠溶液入蒸馏瓶中，并用少量蒸馏水洗漏斗。加10ml1%硼酸溶液，并滴入2滴混合指示剂10入烧瓶中，将锥瓶放在蒸馏装置的冷凝管下端，并使冷凝管下端浸入吸收液液面以下。通蒸汽入蒸馏瓶进行蒸馏蒸馏10—20分钟，收集溜液总体积70ml；放低锥瓶，使冷凝管下端恰好露出液面，再蒸馏1分钟，再用少量蒸馏水洗冷凝管下端，洗液液流入锥瓶，蒸馏结束。
4 |' N; P) t$ h! _五．计算：
  N含量（%）=[C ×( V－VO ) ×0.0140]÷m×100
: {3 J9 r4 l. @: T适中：C——硫酸标准溶液的摩尔浓度，mol/L的1/2 H2SO4
& v& {! G; c6 p  x8 K4 t       V——滴定试样所消耗硫酸标准溶液的体积，ml;
       VO 滴定空白试样所消耗硫酸标准溶液的体积，ml;
       m— 试样的质量，g。
如果要测定样品的蛋白质含量，只要测出氮含量，再乘上6.25即可得出蛋白质的含量了。
9 A: a! r% i4 I) Z5 K; P& r六、注意事项
1、盛有水的烧瓶中应加入少许玻璃珠，以免水煮沸后气泡往上冲，如果水煮沸后有过热现象，则应加入少许干净的碎瓦片。
4 t+ c3 n1 J5 i6 T' ^+ N9 N2、消化瓶必须洗净，否则混合接触剂粘附管壁，致使消化时间延长。
3、消化时，消化应斜立于电炉上，开始温度不宜过高，以免消化液往上冲瓶壁如附有黑色颗粒应摇动消化液将其冲下。
4、蒸馏时碱液必须过量，才能得到较好的结果。
5、蒸馏时注意调节冷却水及蒸汽量，使吸收液保持较低的温度，以免吸收不良，氨气损失致使结果偏低。
6、蒸馏时室内不能有碱性气体（氨气）存在。
, s' B4 X8 f" P* l! R' S# A) F( e7、如发现吸收液在蒸馏10分钟后仍为红色，并浑浊，且有硫磺气味产生时，则可能是消化时间不充分，此时再蒸馏已无效，必须重做。
8、各洗涤用水尽可能一致。
# ]4 Z* v6 D6 O, l9试验用蒸馏水（包括配制试剂）必须先煮沸除去二氧化碳。

cylaosuan

学习中　先坐沙发

无绪

新年伊始 从基础开始学习

李子

学习，不错！

qbinli

学习、了解！谢谢LZ的资料！虽然橡胶加工企业不太可能去测定！

周宏君

谢楼主，，学习了，，，，，，

liuzhaowang

谢谢，但是我们目前没有测定，理由是太难了。

海纳百川

谢谢楼主分享资料！

teenspirit

多谢谢楼主分享资料！

zhanglei042

资料不错，学习了