N-甲基吡咯烷酮纯度检测法之我见

杨 惠

（新疆维美化工有限责任公司，新疆 库尔勒841000）

N-甲基吡咯烷酮纯度检测法之我见

杨 惠

（新疆维美化工有限责任公司，新疆 库尔勒841000）

凯氏定氮法是一个国家通用标准，历史悠久、成熟而经典，在很多实验室都普遍采用。但对设备和实验条件要求较高，而色谱分析法是在化学分析法的基础上发展起来的，它们各有所长也各有其局限性。色谱法操作简单、快速，但是在不确定样品中杂质组分的情况下，用此法分析是不准确的。凯氏定氮法虽然操作难度大，但是用它进行定量分析精度很高、准确可靠。本文对两法的测定细节和注意事项进行了阐述。

NMP纯度；凯氏定氮法；色谱分析法；定量；定性

N-甲基吡咯烷酮别名NMP，分子式：C5H9NO。该品为优良高级溶剂，广泛应用于石油化工、农药、医药、电子材料等领域。可用作乙炔提浓，合成气脱硫，润滑油精制，润滑油抗冻剂，烯烃萃取剂，难溶工程塑料聚合时的溶剂，农用除草剂，绝缘材料，集成电路制作，PVC尾气回收，清洗剂，染料助剂，分散剂等，被称为乙炔提浓的“血液”。由于它是一种重要的化工原料，结合本公司的实际情况，采用的验收方法是凯氏定氮法。下面就NMP纯度所展开的探索性试验，分别对化学分析方法与色谱分析方法加以阐述。

1 NMP含量凯氏定氮法试验情况

1．1 试验过程

按标准对凯氏烧瓶等试验所需的玻璃仪器进行了清洗、干燥。按规定要求配制了消化剂。在准备好试验条件后，对NMP样品进行了测试，6次试验结果的平均值为97．7%。但在试验过程中存在异常现象：在每个样品测试即将结束时，凯氏烧瓶底有一块白色沉淀物质，烧瓶受热不均匀。怀疑可能溶剂中有其它有机杂质。

经分析，白色沉淀物质可能是氢氧化钠。经确认，发现试验人员提供的氢氧化钠溶液的浓度偏高，导致蒸馏过程中形成白色片碱沉淀物，进而导致蒸馏不完全，对测试结果造成了影响。

由于凯氏定氮装置上方的“安全球”在蒸馏过程中会形成冷凝水，容易吸收少量氨气，从而造成检测结果偏低。为避免氨气被吸收，将化验室凯氏定氮装置上方的“安全球”去掉，改用塑料管直接连接。

在对试验条件优化基础上，对样品和实验室购买的分析纯NMP试剂 （NMP含量≥99．0%）进行了对照试验，测试结果为：样品的NMP含量为98．6%，实验室购买的NMP试剂的含量为98．5%。由于实验室购买的NMP试剂的含量理论上应大于或等于99．0%，测试结果仍然偏低，说明测试条件仍然存在问题。

化验人员对整个试验过程中的所有可能影响测试结果的因素进行了全面的分析。经过反复确定，发现化验室的滴定管虽然经过了计量所的检定，但没有进行逐点校正，将会影响标准滴定溶液浓度的准确度。采用同一根滴定管，用碳酸钠基准试剂对标准溶液的浓度进行复查。复查结果表明，在消耗滴定溶液30 mL左右时，标准溶液的浓度与实验室标定的浓度（0．1006 mol·L-1）相吻合，但在其它刻度上则误差较大。通过固定标准物质称样量，将消耗标准溶液体积固定在与NMP消耗量体积一致的方式来确定盐酸标准溶液的准确浓度，重新标定后确认盐酸标准溶液的准确浓度为0．1013 mol·L-1。将此浓度值对保留样品和NMP试剂对照试验的数据进行了重新计算。计算结果如下：保留样品NMP的含量为99．3%，NMP试剂的含量为99．2%。

同时，对保留样品的水分含量和γ-丁内酯含量进行了分析，结果如下：水分0．06%，γ-丁内酯0．14%。

1．2 结论和注意事项

（1）凯氏定氮法是分析含氮物质含量的经典分析方法，在无其它含氮物质干扰情况下，测试结果准确可靠，完全可用于NMP含量分析。

（2）以图1化验室改进后的凯氏定氮测定装置为检测NMP含量的标准装置。

（3）配制标准溶液的滴定管应逐点校正。

（4）标准溶液配制所用基准物最好采用国家标准物质测试中心的有证产品。

（5）标准溶液配制所用的脱盐水应确认是否符合实验室三级水要求。

（6）消化剂由0．5 g硒粉，1g硫酸铜，20 g硫酸钾混合组成。使用前消化剂应进行有效的磨细混匀。在称取2 g消化剂时容易导致各组分含量不均匀，将对检测结果造成影响。

（7）消化剂配方中的五水硫酸铜按规定应在258℃条件下灼烧2～3 h。

凯氏蒸馏法—直接蒸馏测定蒸馏装置图见图1。

图1 凯氏蒸馏法测定装置图

2 NMP含量色谱法试验情况

2．1 试验情况

在化验室的现有实验室条件下，分别用不同极性的DB－wax（0．32，0．53），DB－1701，DB－5MS共4根毛细管色谱柱进行试验，选定了DB－1701和DB－wax（0．32）色谱柱进行样品分析和实验室采购的分析纯NMP试剂 （NMP含量≥99．0%）分析。在试验过程中，采用内标法和外标法进行定量。试验结果表明，样品色谱图中未发现1．4-丁二醇色谱峰，表明样品未受到1．4-丁二醇的污染。样品分析色谱图出峰情况表明，样品具有较高的纯度，但有不少未知的有机杂质峰，峰面积相对NMP的峰面积非常小，表明有机杂质的含量很低，试验中对这些杂质峰中的γ-丁内酯进行了定量分析，测试结果为0．11%，其余杂质峰无法进行定性和定量分析。样品和NMP试剂的对照试验结果表明，样品和试剂的相对峰面积基本一致，样品和试剂中的NMP含量应该非常接近。

2．2 结论和注意事项

（1）样品的NMP含量和外购NMP试剂（NMP含量≥99．0%）的NMP含量非常接近，由于不知道分析纯NMP试剂的NMP准确含量，难以给出样品中的NMP准确含量。

（2）用色谱法进行高含量有机物的定量分析时，采用测总有机杂质含量差减的方法进行样品分析。如果不能对样品中所有有机杂质进行准确的定性和定量，则色谱法的分析结果是不够准确的。

（3）如需采用色谱法进行NMP的定量分析，需采用差减法，将溶剂中所有的有机杂质和无机杂质及水分全都扣除。按下式进行计算：

（4）在未对所有有机杂质进行定性和定量前，色谱法只能用于NMP样品的辅助分析，主要目的是监测样品中有无混入1．4-丁二醇等异常杂质，尤其是含氮有机杂质。

3 结语

凯氏定氮法是一个国家通用标准，历史悠久、成熟而经典，在很多实验室都普遍采用。而色谱分析法是在化学分析法的基础上发展起来的，它们各有所长也各有其局限性。色谱法操作简单、快速，但是在不确定样品中杂质组份的情况下，用此法分析是不准确的。凯氏定氮法虽然操作难度大，但是用它进行定量分析精度很高、准确可靠。有些生产厂家把两种方法结合起来应用，把色谱分析法用于中控生产监测（操作简单、快速）；把凯氏定氮法用于产品出厂检验（进行定量分析精度很高，准确可靠）。由于每个生产厂家的色谱分析条件千差万别，所以NMP的色谱分析方法也没有统一的国家标准。需要强调的是，一种新检验方法的建立，是要通过回收率试验来验证其方法准确度后，才能进行推广和使用的，这里就不再深入探讨了。以上只是个人的一些经验之谈，以期起到抛砖引玉的作用，与同行们共同探讨、互相学习。

［1］GB 5009．5-2010， 食品中蛋白质的测定 凯氏定氮法［S］．

Purity Determination Method of N-methyl Pyrrolidone

YANG Hui
（Xinjiang Uygur America Chemical industry Limited liability Company，Korla 841000，China）

The kelvin fixation of nitrogen was a national general standard，and generally used in many laboratories．But it had high requirement for the equipment and the experimental condition．The chromatography was developed based on chemistry analytic method and its operation was simple and fast，but it was inaccurate when the impurity component was not indefinite．Although the operation of kelvin fixation of nitrogen was difficult，but it had high accurately when the quantitative analysis was carried on．The determination details and the notices of these two methods were discussed．

NMP purity；kelvin fixation of nitrogen；chromatography；quota；qualitative＼

O 657.31

A

1671-9905（2011）06-0043-02

杨惠（1968-），女，四川人，毕业于新疆大学化学系应用化学专业。现就职于新疆维美化工有限责任公司任质量分析工程师，化工工程师（中级），全国注册质量工程师（中级）。邮箱：wmhg11＠wmchemic．com

2011-03-23