自动电位滴定法测量牙膏中的二价锡含量_张海鸿.pdf

第 卷第期精细与专用化学品 年月 自动电位滴定法测量牙膏中的二价锡含量张海鸿（高露洁棕榄（中国）有限公司，广东 广州 ）摘要：建立了电位滴定法自动测定牙膏中二价锡（）的方法。在酸性溶液中 与碘（）进行氧化还原反应，过量的用硫代硫酸钠标准溶液滴定，从而测定 的含量。该方法操作简便，能准确测定牙膏中的 含量，相对标准偏差（）为 ，回收率为 ，满足测试要求。关键词：自动电位滴定法；牙膏；二价锡；还原性锡中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：（），）：，：；收稿日期：作者简介：张海鸿（），女，硕士研究生，研究方向为化学分析和产品研发。氟化亚锡作为一种广谱的抗菌剂，在牙科领域广泛应用，其能抑制细菌生长，降低细菌毒性和代谢水平，具有消炎、防龋以及抗牙本质敏感等多种功效。研究表明，亚锡氟化钠牙膏比单纯含有氟化钠牙膏具有更强的抗酸蚀脱矿能力及防龋、脱敏、抗牙菌斑和口臭等功效。其中起作用的主要是亚锡离子（）。但是 具有很强的还原能力，极易被氧化生成 而失去功效。因此，必须对牙膏中 的含量予以检测，以保证产品的功效。目前还未见牙膏中 检测的相关文献报道。本研究建立了一种测定牙膏中 含量的自动电位滴定分析方法。实验部分 主要试剂和仪器硫代硫酸钠、碘、碘化钾、冰醋酸、乙酸钠、硝酸钠、可溶性淀粉、碳酸氢钠以及盐酸，均为分析纯，广东光华科技股份有限公司；重铬酸钾，优级纯，默克公司。瑞士万通（）自动滴定仪，瑞士万 通（）复 合 铂 金 电 极，默 克 密 理 博 纯 水 仪（），赛多利斯电子分析天平。溶液的制备（）淀粉指示剂。称取 可溶性淀粉，加入冷水混合制成稀糊。再加入 沸水，并在持续搅拌下煮沸 ，冷却到室温。（）盐酸溶液。量取 盐酸用水稀释至 ，混匀。（）硝酸钠乙酸钠稀释液。将 硝酸钠，乙酸钠和 乙酸溶于 水中，在室温下存放在棕色玻璃瓶中，保质期为。（）硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液。将 约 硫 代 硫 酸 钠 和 无 水 碳 酸 钠 溶 解 在精细与专用化学品第 卷第期 水中，缓慢煮沸 ，冷却。然后按照下述方法进行标定。准确称预先在 下干燥，重约 的基准或优级纯重铬酸钾到 的锥形瓶中，加入 水，盖上玻璃盖，旋转以溶解固体。除去塞子，快速加入 碘化钾，碳酸氢钠和 盐酸。将塞子轻轻插入锥形瓶中，旋转混合，在黑暗中静置 。用水冲洗塞子和锥形瓶的内壁，然后用硫代硫酸钠溶液滴定，直到溶液变成黄绿色。加入 淀粉指示剂，溶液呈蓝色，继续滴定直至蓝色消失，记录耗用硫代硫酸钠溶液的体积。硫代硫酸钠标准溶液浓度按照式（）进行计算。（硫代硫酸钠标准液）（）（）式中，为重 铬酸 钾的质 量（以 干 基 计），；为硫代硫酸钠消耗体积，；为重铬酸钾的摩尔质量，。（）碘标准溶液。称取 碘化钾，加入 水，溶解均匀，再将约 碘溶于碘化钾 溶 液 中，加 入滴 盐 酸，并 用 水 稀 释 至 ，放置于棕色瓶避光保存。将 的碘溶液转移到 的烧瓶中，用水稀释至 ，加入 的 盐酸，轻轻搅拌以混合，并用 的硫代硫酸钠标准溶液滴定，直至溶液呈浅黄色。加入 淀粉，继续滴定直至溶液无色，记录耗用硫代硫酸钠溶液的体积。碘标准溶液浓度按照式（）进行计算。（碘标准溶液）（）式中，为硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度，；为硫代硫酸钠标准滴定溶液消耗体积，；为碘标准滴定溶液的反应体积，。测量程序设定测量 程 序 设 定：（打 开 搅 拌 器）（二价锡含量测定参数设定）（关闭搅拌器）（结果计算）（输出报告）（数据库）。样品处理（）预先往 的离心管中加入颗直径为 的玻璃珠，然后再称取 的牙膏放入离心管中（以样品 的含量大约在 来计算）。（）往离心管中加入 硝酸钠乙酸钠稀释液并涡旋振荡约 直到牙膏完全分散，再加入 硝酸钠乙酸钠稀释液，再次涡旋或剧烈摇晃直至悬浮液混合均匀。将得到的悬浮液倒入 的烧杯中，至少用约 稀释液冲洗离心管至少次，摇动或涡旋，然后加入到烧杯中。氧化还原滴定将按 处理的样品边搅拌边向烧杯中精确加入 的 碘溶液，然后插入铂金复合电极，立即用 硫代硫酸钠进行滴定。设备将自动计算 结果并输出报告。结果与讨论 稀释液的选择本实验的反应为间接碘量法（滴定碘法），涉及的滴定反应为：，该反应要求中性或者弱酸性的环境。如果酸性太强，则反 应 为：和 。如在碱性溶液中，则反应为：和 。牙膏一般都为碱性，只用纯水来稀释，样品溶液不一定是中性，因此需要特定的稀释液。同时，弱酸性的溶液也能降低被氧化的速率，减少测量的误差。经实验最终选择了每升水中含有 硝酸钠，乙酸钠和 乙酸的溶液为稀释液。实验过程中可能出现的误差及主要处理方法由于 本身很容易被 氧化，而牙膏在灌装的过程中难免会混入空气，通常管尾和管口部分的牙膏中 易接触空气被氧化，含量会比正常添加量略低。为了避免误差，在称取样品时，应去掉接近管口的牙膏，取中间部分；如果牙膏接近管尾，需重新取样品进行分析。为了防止实验中的挥发可能引起实验偏差，可以在室温下进行实验，且快滴慢摇。为了防止被空气中的 氧化，可采用以下方法：测试过程中用到的水事先用氮气吹 以上；降低溶液酸度，尽量在弱酸的环境下反应；反应完全后，快速进行滴定。仪器模式的选择本实验选用等当点滴定模式进行测定。在滴定 年月张海鸿：自动电位滴定法测量牙膏中的二价锡含量过程中，溶液的电位会随着滴定剂的加入而发生变化。因此参数阈值的正确设置是判断滴定终点的重要依据。阈值设定过低，会使得反应提前结束，出现伪终点；阈值设定过高，反应会一直找不到终点。本实验的滴定终点以在滴定终点时发生电位突变来得到。电位滴定的终点一般采用微分曲线法来确定（见图）。此方法是以一价微商值对作图，根据曲线峰值确定滴定的终点。图 氧化还原反应的电位滴定曲线值（阈 值）有 时 也 被 称 之 为 （等当点评判依据），它代表该拐点的突跃大小。本实验中，设定 （）值大于 为筛 选 等 当 点 的 条 件，（）为最大。方法精密度取支 含量不一样的牙膏，按照上述测定条件进行重复性实验，实验结果见表。表精密度测试结果配方测定值 平均值 相对标准偏差（）牙膏 牙膏 牙膏 由表可知，为 ，说明该方法具有良好的重现性。方法的准确度在空白基质牙膏样品中添加已知浓度的 溶液，进行加标回收实验，所得结果见表。由表可知，的回收率为 ，表明该方法具有良好的准确度。表加标回收实验结果加标量（）测定值（）回收率 结论建立了牙膏中 的检测方法，采用间接碘量法来测定牙膏中 的含量。对自动滴定仪进行测量程序设定，实现样品的自动化分析，在提高工作效率的同时，避免了肉眼在判定颜色变化时带来的误差。该方法操作简单、便利、快速且准确，能满足实际分析要求。参考文献 ，（）：宝洁公司 高级亚锡氟化钠牙膏 精细与专用化学品，（）：，：慧茹，柯以侃 仪器分析 北京：化学工业出版社 李荻 电化学原理版北京：北京航空航天大学出版社，精细化工企业工程设计防火标准（）中部分强制性条文将废止据住房和城乡建设部网站消息，由住房和城乡建设部发布的国家标准 建筑防火通用规范（），自 年月日起实施。现行工程建设标准中有关规定与该规范不一致的，以该规范的规定为准。精细化工企业工程设计防火标准（）第 、（、）、（）、（）、（、）、条（款）等强制性条文将自 年月日起废止。（申桂英）