橡胶中氮含量的测点－－详细完整

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氮含量的测定
) L# k$ k3 }0 Y# u+ ^一、        测定意义
: v5 m& e& A* r- n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。
. v3 S9 D  K" _5 Y' O二、测定原理
) j1 t4 ^! J, J% \8 M+ T   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：
% `3 Q, \+ c8 m/ B1、        消化过程的反应
$ Q& W. P/ I( |   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
" ?5 }4 f6 C# G" v浓硫酸在高温下又分解出氧化能力极强的原子态氧：
/ L; V8 J* }8 F1 r$ d  g: ^  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  ↑
; R- }" t) h' K: k- K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
5 n- c1 N$ i3 b& T4 r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↑
* \6 m  o2 c+ w生成的氨随即与硫酸结合生成铵盐被固定下来：
" [/ d( [, S: u  d% ?+ d- h$ _6 ]2NH3+H2SO4 →(NH4)2SO4
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:
& A* W3 G/ f* u# x$ `3 a; D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。
- u5 L+ ?3 |' S! Y3 w# V8 P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：
        HgO+ H2SO4 -→HgSO4+H2O
   2HgSO4-→Hg2SO4 + SO2+ 2[O]
, Z8 E. ]1 G0 v' N7 E$ w
氮化汞除催化作用外，还能和氨反应，即：
   HgO+ 2NH3 →Hg(NH2)2+H2O

0 M- M% V5 f& p+ m4 ?, G$ E9 M# B 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：
' [! V8 S* t* c- q. K2 q        S + 2H2SO4 →3SO2+H2O
+ H* o7 K& p8 s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。
2.        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。
" q9 T# Q' k+ l  H2SO4 +过量 NaOH →Na2SO4 +H2O(溶液呈碱性)
( J' z: c" O6 Z （NH4）2SO4 + 2NaOH →Na2SO4 +2NH3↑ +H2O
" j: c4 N% ^% D* k; C1 ?& `: Z, d" E                        硫代硫酸钠的作用是沉淀汞，并放出氨。
) `) b$ R$ S% ^5 {5 PHg(NH2)2 + Na2S2O3 +H2O  2NH3↑+ HgS↓ +Na2SO4
3 F' z0 E1 J6 {/ |+ u
% w9 p% {& o! V+ F/ x5 E! }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。

3.   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：
& a: A6 i0 j9 X- o   3NH3 + H3BO3  (NH4)3BO3
2 z' p8 d4 v+ i* r( h, l! U3 K' ?4.   滴定过程的反应：

# M$ F( _/ i6 X1 }# g* ~- V' R吸收过程生成的(NH4)3BO3用标准硫酸溶液滴定，其反应式为：
  2(NH4)3BO3 + 8 H2SO4 →2 H3BO3 + 3(NH4)2SO4
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。
7 a- r& E: W% @- M! u' U8 t三.仪器和试剂
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。
3 k0 ?: E/ i; u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;
- o- b7 K! k" `9 M2 _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；
8 P! C( L: O7 A6 D6 e& z5 j$ n3、        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）。
8 y* N9 |; A& U5 d4 d4、        2%硼酸溶液
5 A; J; {' M% d1 X. }1 e. @5、        0.01mol/L的1/2H2SO4 标准溶液
3 D$ u7 }! y8 H2 l8 F3 d6、        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。
8、        40%氢氧化钠溶液。
7 a  `: Z- D% X" i/ I% P9、        1%硼酸溶液
0 O" X% v4 _8 J. @* Y) {, y10、        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:
) e/ o$ ?+ K: |( h, j4 H# U1、        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。
: d, Z( k( o3 g8 m2 S2、        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。
3、        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。
3 G& w& Z- M1 X  Y! R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。
% h4 K, w0 s# i" w4 Q. m+ c& h4、        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
9 G6 i, V+ i- e1 q( ^: ?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
( k3 g  h% }. }2 T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。
/ Q1 K* q# y! H5 u0 k8 ]% O% E' ~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。
五．计算：
  N含量（%）=[C ×( V－VO ) ×0.0140]÷m×100
适中：C——硫酸标准溶液的摩尔浓度，mol/L的1/2 H2SO4
" ^1 H8 D; s2 [" K, I; Z       V——滴定试样所消耗硫酸标准溶液的体积，ml;
& f5 k0 X* i1 j+ U# x! D5 p- C4 i       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。
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。
, r1 @) n- A' A2、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。
1 {8 U8 u* \8 j- E/ I4、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。
) A7 W( r$ P- h0 N4 E8 e+ o+ w- N6、蒸馏时室内不能有碱性气体（氨气）存在。
2 s" V# b6 Z5 @( e1 `. F) s7、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。
9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