分光光度法测定赛克洛托炸药组分的含量
2011-01-23王秋艳李晓霞马云秀
王秋艳 李晓霞 马云秀
(甘肃银光化学工业集团有限公司理化检测中心,甘肃白银 730900)
赛克洛托是由RDX和TNT以一定的比例混合而成的一种混合炸药。目前采用溶剂萃取法分析赛克洛托的成分,用RDX饱和苯洗去试样中的TNT,烘干后利用残渣的质量求出RDX的含量,TNT的含量用100%减去RDX的含量求得。该方法分析周期长、操作繁琐、样品及试剂用量大,而且毒性大,对人体和环境造成危害。笔者采用分光光度法测定赛克洛托中TNT的含量,用100%减去TNT的含量求得RDX的含量,方法简便快速,周期较短,测定结果准确度高。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
分光光度计:772型,上海精密科学仪器有限公司;
分析天平:分度值0.1 mg;
移液管:1 mL,10 mL;
容量瓶:50 mL
丙酮:分析纯;
无水亚硫酸钠:分析纯;
TNT标准样品:国防科工委火炸药计量一级站;
显色剂:在100 mL亚硫酸钠过饱和水溶液中,加水至500 mL,再加入500 mL丙酮,静置、沉淀后,将析出的盐过滤,备用(一般不超过3天)。
实验用水为蒸馏水。
1.2 实验方法
(1)TNT标准曲线绘制
打开实验室空调,使环境温度保持在(21±2)℃,试验中所用的试剂和容器均在实验室的恒温环境中使用。
称取0.05 g(准确至0.000 2 g)TNT标准样品,转移至50 mL容量瓶中,用丙酮稀释至刻度,吸取5 mL溶液于50 mL容量瓶中,用丙酮稀释至刻度,然后由此瓶分别吸出1、2、3、4 mL溶液于4个25 mL容量瓶中,加入10 mL显色剂,然后用丙酮水溶液稀释至刻度,在同样条件下进行空白实验,显色10 min后,在波长505 nm处比色,平行测定3组(一组测定两个吸光度),吸光度和相应浓度值列于表1。以TNT含量为横坐标,吸光度为纵坐标,进行线性回归,得标准曲线方程:Y=0.154 2X-0.021 5,r2=0.996 9。
表1 标准曲线绘制实验数据
图1 TNT标准曲线
(2)试样中TNT含量的测定
取样品若干块,压碎混匀,制成约50 g样品。称取样品0.1 g,精确至0.000 2 g,置于50 mL容量瓶中,用丙酮溶解并稀释至刻度。由此瓶中吸取出0.5 mL溶液于25 mL容量瓶中,加入10 mL显色剂,然后用50%的丙酮水溶液稀释至刻度,在同样条件下进行空白实验,显色10 min后,在波长505 nm处进行测定。利用标准曲线即可求得TNT的含量,再乘以换算系数10即可得到试样中TNT的含量。
(3)用溶剂萃取法对同一批样品进行分析测定,操作步骤见参考文献[1]。其检测原理为:用黑索金和奥克托金饱和的苯溶液将组分中易溶的TNT溶解洗涤后,剩下的为黑索金。具体操作如下:称取一定量的试样,放入烧杯中,将30 mL用黑索金和奥克托金饱和的苯加入烧杯中,用表面皿将烧杯盖好,然后将烧杯放在蒸汽浴中,在温度大约50℃下放置半小时,用玻璃棒捣碎药团,然后将烧杯取出并冷却至室温的粗孔坩埚过滤溶液,不溶残渣用黑索今和奥克托今饱和的苯由烧杯冲洗到坩埚中,并重复操作4次,通过坩埚抽气,直至检测不到苯的气味为止。在100℃下将坩埚冷却,然后称量,即可得到黑索金含量。TNT含量由100%减去黑索金的含量而得。
2 结果与讨论
用分光光度法与溶剂萃取法同时测定同一批赛克洛托样品,平行测定10次,测定见表2。
表2 分光光度法与溶积萃取法测定赛克洛托成分
由表2可以看出,分光光度法测定赛克洛托样品,10次测定结果的极差为0.38%,在允许极差0.4%以内,相对标准偏差在0.5%之内,符合检测要求;用溶剂萃取法测定同一批赛克洛托样品,10次测定结果的极差为0.33%,在允许极差0.4%以内,相对标准偏差在0.4%之内,符合检测要求;两种方法测定同一批赛克洛托样品,测定结果的极差为0.36%,在允许极差0.4%以内,由此可见,分光光度法测定结果与溶剂萃取法结果相吻合,测定结果准确可靠。
3 结论
(1) 建立了用分光光度法测定赛克洛托成分的方法,方法简便、快速、分析周期短、毒性小;但此法对配制标准工作溶液要求高,要求分析结果的平行性好,可以通过增加测量次数减少随机误差,提高分析结果的准确度。该方法测定结果与溶剂萃取法结果相吻合,可以应用于实际生产中。
(2)分光光度计上吸光度的标尺刻度是不均匀的,所以标尺上各个部位对应的浓度测量误差不同。经数学推导证明,吸光度在0.18~0.70范围内时,浓度测量的相对误差较小,当吸光度为0.43时,浓度测量的相对误差最小。
(3)实验证明,在(20±1)℃的室温下,显色反应进行5~10 min完成,为使结果达到较高的精密度,选择显色时间为10 min。
(4)文献[2]中TNT溶液在波长512 nm处吸收曲线比较平缓,因本实验不追求高的灵敏度,故测定波长参照10-159TNT含量测定波长(512 nm)。
(5)工作曲线一旦绘制好,要较长时间地应用,因此要求分光光度计的性能稳定,灵敏度不变。如果光度计性能不稳,将使工作曲线发生变化,产生误差。为避免这种误差,可以不定期地校正几个点,如果校正的点与工作曲线相差较大,应查找原因并重作曲线。
[1]MIL-C-13477C(PA) 军用规格赛克洛托[S].
[2]Q/HH028A-1997 10-159 粘结炸药[S].
[3]刘世纯.实用分析化验工读本[M].北京:化学工业出版社,1999.
[4]王占文,黄柳明.循环冷却水中微量有机磷酸盐和聚无机磷酸盐测定的研究[J].工业水处理,1984(2):41-42.