表面活性剂对品红-亚硫酸钠测定甲醛的影响与讨论*

高文皓，余　萍，郭鹏瑶，刘施羽（沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳 110159）

表面活性剂对品红-亚硫酸钠测定甲醛的影响与讨论*

高文皓，余萍，郭鹏瑶，刘施羽
（沈阳理工大学 环境与化学工程学院，辽宁 沈阳 110159）

讨论比较了OP乳化剂对品红-Na2SO3测定甲醛的最佳条件，建立了甲醛测定的新方法。在同浓度的甲醛溶液中，加入品红-Na2SO3显色剂后，比较不同表面活性剂对显色体系的增敏效果。确定OP乳化剂为最佳表面活性剂，具有良好的增敏作用，提高了摩尔吸光系数，缩短了反应时间，较好地解决了显色体系易褪色的问题，回归曲线方程为y=0.02188x+0.01133，相关系数r为0.9992，与乙酰丙酮和酚试剂等传统方法进行测定比较，RSD 1.1%～2.6%，加标回收率96%～103%，结果令人满意。

表面活性剂；显色反应；响应时间；OP乳化剂

甲醛（HCHO）是一种重要的有机化工原料[1]，广泛的应用到建筑材料、化工和纺织行业中，随着人们健康和环保理念的深入，甲醛的危害得到越来越多的关注，甲醛具有无色、强刺激性、易挥发等特点，会对人的皮肤、呼吸道及内脏造成损害，麻醉中枢神经，引起多种疾病[2,3]。目前，针对甲醛的常规检测手段主要有：光度法[4]、滴定法[5]、色谱法[6]、电化学法[7]、传感器法等[8]，品红-Na2SO3法测定甲醛操作简便[9]，显色区间大，但是显色稳定性较差，重现性不好，在测定甲醛样品的含量时[10]，稳定性不如乙酰丙酮法[11]，灵敏度逊于酚试剂法[12]，而且受温度影响较大，测定过程还需加入浓H2SO4。本文研究了通过加入各种表面活性剂对品红Na2SO3法测定甲醛的改进[13,14]，提高了溶液的吸光度，缩短了显色时间，增加了显色体系的稳定性，该方法的线性也较好。结果表明，该方法有广阔的应用空间。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

T6紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；JJ224BC型电子分析天平（常熟市双杰测试仪器厂）；数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）；崂应2050型大气采样器（青岛崂山应用技术研究所）；超声波清洗计（昆山仪器厂）；101-2ES型电热鼓风干燥箱（北京永光明医疗仪器有限公司）；蒸馏水制备器（北京新诺利华仪器有限公司）。

碱性品红、无水Na2SO3、浓H2SO4、甲醛溶液、酚试剂、乙酰丙酮、曲拉通100、邻苯二甲酸二辛酯、三乙基苄基氯化铵、β-环糊精、吐温-80、司班-80、OP乳化剂、十六烷基三甲基溴化铵、四丁基氯化铵。

所有试剂均为分析纯，实验室用水均为一次蒸馏水。

1.2实验方法

在25mL具塞比色管中，加入一定量的5μg·mL-1的甲醛标准使用液，蒸馏水稀释至刻度后加入品红亚硫酸钠溶液1.5mL和OP乳化剂1mL，完全显色后加入0.1mL（1+2）H2SO4，用1cm比色皿，在560nm处以水为参比测定其吸光度。

2　条件实验

2.1最大吸收波长

按照1.2的实验方法，在波长400～700nm范围内测定其吸光度，得到吸收光谱，在波长560nm处有最大吸收。

2.2表面活性剂的筛选

根据实验方法，在同浓度的甲醛溶液中，加入同浓度的不同表面活性剂溶液，待显色完全后测定其吸光度值，根据完全显色后的时间和吸光度值的大小来筛选最佳的表面活性剂，如图2所示，不同的表面活性剂对甲醛显色体系的影响不同，以OP乳化剂的效果最大。此外，添加表面活性剂后，显色时间均比原来更短，但OP乳化剂依然是最快的。因此，最终选择OP乳化剂作为研究对象。

图1　不同表面活性剂对同浓度甲醛吸光度值的影响Fig.1　Absorbance of different surfaetan

2.3酸种类和用量的影响

在配置品红-Na2SO3溶液的过程中，需要加入强酸，使之与亚硫酸钠反应产生SO2，并调节试剂的pH值，报道过[13]的酸包括H2SO4、HCl、H3PO4和HNO3。本文比较使用了最常用到的HCl和H2SO4。把所配试剂倒入表面皿中，在空气中观察其颜色变化情况，以检验不同的酸对Na2SO3溶液稳定性的影响。实验结果表明用H2SO4配置的品红-Na2SO3溶液可以放置长时间不变色，较盐酸更为稳定。

品红-Na2SO3和甲醛的反应在酸性条件下方可进行，实验用（1+2）H2SO4作为介质，在相同的体系中逐步加入0.05～0.5mL（1+2）H2SO4，显色完全后测定其吸光度，硫酸的用量为0.1mL时，具有较大的吸光度值，体系保持稳定，空白不显色。

2.4显色剂用量的影响

实验过程发现，显色剂的用量对结果存在一定的影响，品红-Na2SO3溶液的用量为0.3～2.0mL时，体系的吸光度值呈现先上升后下降的趋势，确定显色剂的用量以0.5mL为最佳。

2.5表面活性剂对稳定性的影响

品红-Na2SO3的显色灵敏度较低，反应慢，易褪色，当体系中加入OP乳化剂后，显色反应灵敏度明显提高，吸光度值也提高了很多。

图2　表面活性剂随时间对显色稳定性的影响Fig.2　Effeet on stability and absorbance by Surfactant

图4表示的是品红-Na2SO3法测定同一浓度甲醛的吸光度及其随时间的变化，可以知道的是加入OP乳化剂后，在60min内吸光度值几乎不随着时间而变化，其稳定远胜于不佳表面活性剂的方法。

2.6表面活性剂用量的影响

本实验选择的表面活性剂是体积浓度5%的OP乳化剂，随着用量的增加，体系的吸光度值也随之增加，当加到0.5mL之后，吸光度值的增加趋势趋于平缓，因此表面活性剂的用量选择0.5mL。

2.7工作曲线

按实验方法，分别取甲醛使用液0、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0和8.0mL进行吸光度值的测定，标准曲线的回归方程为y=0.02188x+0.01133，相关系数（r）为0.9992。

2.8共存物的影响

按实验方法，同样取2份5mL甲醛使用液，其中一支比色管加入乙醛作为干扰物质，另一支以同体积的蒸馏水代替，分别测定它们的吸光度值。结果表明，该反应是甲醛的特征反应，乙醛对测定结果不产生干扰。

2.9样品分析与测定

2.9.1甲醛测定结果的比较用一支装10mL吸收液的多空玻板吸收管，以0.5L·min-1流量采集20 min新装修居室空气样品，并附一支作为空白。加入显色剂品红-Na2SO3溶液和表面活性剂OP乳化剂，再于560nm波长处对样品进行测定，并与酚试剂法和乙酰丙酮法进行比较，结果见下表1。

表1　空气中甲醛测定结果的比较（mg·m-3）Tab.1　Comparison of determination of formaldehyde in the air

2.9.2加标回收率实验对6份空气样品分别进行测定和加标回收实验，结果见表2。

表2　样品测定及回收率实验结果Tab.2　Result of determine sample and recovery

3　结论

通过实验探索得知添加OP乳化剂对品红-亚硫酸钠法测定空气中甲醛具有良好的增敏作用，提高了摩尔吸光系数；大大缩短了反应时间，由原来的40min以上缩短为10min以内，使得检测的过程变得便捷；也较好的解决了显色体系易褪色的问题，在OP乳化剂存在下，显色体系在60min以内基本不褪色，吸光度值保持稳定。因此，采用品红-亚硫酸钠测定甲醛时，加入OP乳化剂后，灵敏度高，准确性好，显色时间短，不易褪色且无需加热，在实际应用中具有很好的推广价值。

［1］李忠军,邹训重,黎彧等.甲醛测定方法的进展概述［J］.广东微量元素科学,2014,21（6）:28-32.

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［3］LorenzR.Rhomberg.Contrastingdirectionsanddirectivesonhazard identicationforformaldehydecarcinogenicity［J］.RegulToxicolPharmacol,2015,（73）:829-833.

［4］李新玲,季美娟.泥螺食用前处理过程中甲醛含量的测定［J］.化学工程师，2012,23（8）：32-33.

［5］张爱菊,戴兴德,张小林.自动永停滴定法测定标本防腐液中的甲醛［J］.中国卫生检验杂志,2015,21（25）:3626-3628.

［6］顾娟红,柳艳.色谱法测定甲醛分析方法进展［J］.分析试验室, 2010,29（增刊）:98-100.

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［8］周忠亮,康天放,鲁理平.基于纳米二氧化锆与铂微粒复合修饰玻碳电极的甲醛传感器研究［J］.分析测试学报,2010,29（2）: 111-114.

［9］王萍,刘洪瑀.品红亚硫酸钠分光光度法测定饮用水中甲醛［J］.铁道劳动安全卫生与环保,2009,36（2）:102-104.

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［13］宋洁琼.室内空气中甲醛的检测及吸附研究［D］.太原:山西大学化学化工学院,2011.

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Discussion of the effect of surfactant to fuchsin-sodium sulfite in detection of formaldehyde*

GAO Wen-hao，YU Ping，GUO Peng-yao，LIU Shi-yu（1.School of Environmental and Chemical Engineering，Shenyang Ligong University，Shenyang 110159，China）

The optimum condition of magenta-sodium sulfite measure formaldehyde by OP emulgator was compared and the new method of measure formaldehyde was established.The color developing agent of magentasodium was added in the formaldehyde solution of same concentration and the sensitization effect of chromogenic system was compared by different emulgator.The best surface active agent was determined to be OP emulgator and it has well sensibilization.The molar absorption coefficient was improved and the responsive time was shortened and the problem of chromogenic system fade easily was resolved.The regression curve equation was y=0.02188x+0.01133，the correlation coefficient r was 0.9992，compared with traditional determined method of acetylacetone and phenol reagent，RSD（%）1.1～2.6，adding standard recovery（%）96～103，the result was desirable.

surfactant；chromogenic reaction；response time；emulsifier OP

X830.2

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20160801

2016-05-06

国家自然科学基金青年项目（21207093）；辽宁省高等学校优秀人才支持计划（LJQ2014023）

高文皓（1992-），男，四川成都人，硕士研究生在读，主要研究方向：环境分析与监测。

导师简介：余萍（1963-），女，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：环境分析与监测。