分析四氟丙醇產品中水含量的干擾因素
【內容摘要】：本文探討了四氟丙醇產品在測定水含量時環境水份介入、氣候變化，取樣方法不合理、人員因素等對四氟丙醇中水含量分析準確度的影響，通過各原因的逐步剖析，并通過實踐比較分析，給出了提高四氟丙醇中水分分析可靠性具體方法。
關鍵詞：水分 四氟丙醇 干擾因素 標準偏差
前言
四氟丙醇廣泛用于醫藥、農藥、染料、精細化工中間體、照相顏色補差劑、織物整理劑、含氟樹脂、全氟橡膠的加工助劑以及電子產品的清洗劑。作為清洗劑具有卓越的清洗性能，在微電子和光電子學上都有其重要的用途，它對大氣層無破壞作用，是一種優異的氟里昂清洗劑的替代品。但四氟丙醇本身具有較強的吸水性，在生產過程中經過多次處理達到較低水分的高純度產品，而水分含量的高低很大程度上決定了產品的性能及用途，現行的企業標準規定四氟丙醇含水量低于150ppm及200ppm兩個品級的指標要求，是影響產品質量的最重要指標之一，準確地分析產品生產過程及成品水含量，找出四氟并醇水含量分析偏差的影響因數，建立正確可靠的分析方法，提高分析準確度，對該產品的生產、銷售有重要指導意義。
1、實驗部分
1.1分析原理
卡爾費休試劑同水的反應為：
I2 + SO2 + 3C5H5N + H2O → 2C5H5N ·HI + C5H5N ·SO3
C5H5N ·SO3 + CH3OH → C5H5N ·HSO4CH3
在卡爾費休庫侖滴定法中，把樣品加入到試劑當中，在陽極上由電解液所產生的碘與樣品中的水起反應。根據法拉第定律，碘與電量成正比地產生出來。
2I- - 2e → I2
1摩爾碘與1摩爾水定量反應，因此，1mg水相當于10.71庫侖電量，根據這個原理，水含量可以從電解所需要的電量中直接確定，經儀器計算在顯示器上直接顯示出測定樣品的水份含量。
1.2測定步驟：
1.21儀器的標定；
當儀器達到初始平衡點而且比較穩定時，可用純水進行標定
⑴、用0.5ul進樣器抽取0.1ul的純水，為注樣做好準備。
⑵、按一下“START”啟動鍵。
⑶、把純水通過進樣旋鈕塞注入到陽極室電解液中，注意應使針尖盡可能的插入到電解液中，并避免與滴定池內壁或電極接觸。注入后滴定會自動開始。
⑷、蜂鳴器響，終點指示燈亮。儀器達到終點，其顯示結果應為100+10ugH20,一般標2-3次，顯示數字若在誤差范圍就可以進行樣品測定了。
1.22樣品中水分測定：
①將帶針頭的進樣器用四氟丙醇試樣沖洗2-3次，然后抽入250uL的樣品，做好進樣準備。
②按一下“START”啟動鍵，指示燈亮，數字顯示器復零。
③把四氟丙醇試樣通過進樣注入口使針頭進入到滴定池內電解液中，不要碰到池內的電極，注入后自動開始滴定，終點到蜂鳴器響，終點“END”指示燈亮。
1.3結果計算
X（10-6）＝ 1000 *m/p*v
其中X----樣品中水分含量
m---所測結果 單位 ug
P---樣品比重 單位 g/cm3
V---試樣體積 單位uL
2、主要儀器和試劑
1、SC-3微量水分測定儀
2、50ml磨口試劑瓶
3、微量進樣針（0.5uL、250uL）
4、25ml西林瓶（青霉素瓶）
5、鋁蓋
6、細鐵絲
3、影響四氟丙醇產品水含量的若干因數
3.1采樣管（玻璃管）對水分的影響
傳統的液體取樣按照取樣規則在一定的樣本數中采取一定的試樣數，一般用玻璃采樣管取樣，每次取樣前必須清洗并且干燥，由于取樣棒長，難以清洗和烘干，給四氟丙醇樣品采取帶來實際操作困難，容易造成樣品之間互相干擾。采用細鐵絲繞在磨口瓶上，一起洗凈烘干后放入干燥器中待用。取樣時，直接進入包裝桶內取樣，這樣不僅使取得樣品具有代表性，加快了取樣速度，而且使包裝桶和取樣瓶暴露接觸環境空氣時間大大縮短，大大減少了環境濕度的影響。
用采樣管（玻璃管）、吊桶（磨口瓶上饒鐵絲）分別取樣進行比較。
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序號 |
玻璃管測定結果（10-6）
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吊桶測定結果（10-6） |
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124 |
91 | |
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2 |
110 |
86 |
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3 |
130 |
99 |
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4 |
127 |
105 |
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5 |
130 |
97 |
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6 |
108 |
110 |
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7 |
110 |
102 |
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8 |
138 |
105 |
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平均值 |
122 |
99 |
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標準偏差 |
11.32% |
7.92% |
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標準偏差是測量值與平均值之差的平方之和(求和公式)除以(n-1)再開方
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系列1------玻璃管 系列2--------吊桶
3.2樣品瓶對水分的影響
采用50ml磨口試劑瓶瓶，瓶口不夠密封，每次進行水份分析時，需將瓶蓋打開，進樣針伸入取樣瓶中，進行置換針筒及取樣，使瓶蓋陸續敞開時間長達一分鐘。特別遇到陰雨天氣，環境空氣中濕度大，嚴重影響樣品中水份的測定。經過多次摸索，引用了帶橡皮塞的25ml西林瓶，在取樣后隨即用鋁蓋密封，分析樣品時進樣針插入橡皮塞中即可。
對使用50ml磨口試劑瓶和西林瓶進行了比較。
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序號 |
50ml磨口試劑瓶測定結果（10-6）
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西林瓶測定結果（10-6） |
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91 |
86 | |
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2 |
86 |
80 |
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3 |
99 |
83 |
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4 |
105 |
91 |
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5 |
97 |
86 |
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6 |
110 |
86 |
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7 |
102 |
91 |
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8 |
105 |
88 |
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平均值 |
99 |
86 |
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標準偏差 |
7.92% |
3.76% |
系列1-------50ml磨口試劑瓶 系列2--------西林瓶
3.3氣候變化對四氟丙醇水分的影響
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序號 |
雨天取樣測定結果（10-6）
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天晴取樣測定結果（10-6） |
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116 |
88 | |
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2 |
110 |
86 |
|
3 |
127 |
91 |
|
4 |
113 |
86 |
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5 |
119 |
80 |
|
6 |
116 |
80 |
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7 |
119 |
80 |
|
8 |
132 |
83 |
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平均值 |
119 |
84 |
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標準偏差 |
7.25% |
4.17% |
系列1------雨天取樣 系列2-------天晴取樣
雨天取樣瓶及工具暴露在空氣中，取樣過程中易導致水份介入；使樣品的測定結果普遍偏高。采取的措施：將取樣瓶放入二層干凈的保鮮袋中，再外加一個大塑料袋。
3.4實驗結論
通過對崗位人員的日常工作的培訓、監督、考核。在取樣和測定樣品中減少外界水份介入、避免氣候變化帶來的誤差，選擇了合理的取樣方法后我們對測定進行一段時間的跟蹤并記錄下其中的一組數據結果如下：
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原方法測定結果（10-6）
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現測定結果（10-6） |
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91 |
80 | |
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2 |
108 |
86 |
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3 |
86 |
83 |
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4 |
94 |
77 |
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5 |
110 |
86 |
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6 |
116 |
86 |
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7 |
110 |
77 |
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8 |
113 |
88 |
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平均值 |
104 |
83 |
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標準偏差 |
11.38% |
4.36% |
從上表可以看出，原方法測定的標準偏差11.38%，與改進方法后的測定標準偏差4.36%有了很大的改觀。在沒有系統偏差或系統偏差不顯著時,精密度好,則準確度高。否則精密度好,準確度不一定高。方法精密度好,才可能采用最少的重復測定次數得到準確的結果。從這個意義上說,方法的精密度對準確度有很大影響。從測定平均值上看改進方法后的與原測定結果也低了21ppm滿足了分析的要求。提高了四氟丙醇水分分析的可靠性，為企業生產、銷售、及客戶提供更準確的產品質量信息。
4、分析人員對四氟丙醇水分的影響
取樣、分析的整個過程都是在人的操作和控制下進行的，人的因素不可避免地會影響分析結果。所以要求分析人員要有足夠的專業水平及認真細致的工作態度。從器具準備、取樣、分析、數據計算等環節進行嚴格管控，才能確保數據的準確性。
參考文獻
【1】 中惠儀器SC-3微量水分測定儀使用說明書
【2】 中華人民共和國國家標準液體化工產品采樣通則GB/T 6680-2003