如何检验尿液中的丙酮是否含有丙酮用什么试剂?


  摘要:随着室内装饰材料的大量应用,室内环境空气中甲醛浓度超标现象也日益严峻,严重威胁人体的健康。介绍使用酚试剂分光光度法和乙酰丙酮分光光度法测定室内环境空气中的甲醛,对2种测定方法的原理、实验步骤和试验结果进行比对,表明其结果相差很小,2种方法均可使用。
  关键词:甲醛酚试剂;乙酰丙酮分光光度法
  中图分类号: TQ326 文献标识码: A
  由于建筑材料中含有的化学成分的释放,便产生了甲醛、氨、苯等室内空气污染物,其中甲醛是最广泛存在的污染物。甲醛是一种无色具有刺激性和窒息性的气体,可以经呼吸道吸收。测定空气中甲醛的方法很多,如酚试剂法、AHMT法、乙酰丙酮法、变色酸法、盐酸副玫瑰苯胺法、气相色谱法等。这些方法虽各有优点,但共同的缺点是,检测时必须先用抽气泵将环境空气抽至吸收管中浓缩采样,再带回实验室分析,操作繁琐,测定时间长,不能满足现场多点、大批量监测的需求。而现代室内空气质量的监测热点-新装修居民点的检测具有现场多点、大批量监测、测定时间短的要求。因此需要操作简便、快速,省时省力,携带方便,以直读形式来测定室内空气中甲醛的便携式甲醛分析仪。
  甲醛:化学分子式HCHO,是一种无色、具有刺激性且易溶于水的气体。室内空气中的有害气体甲醛主要来源于因建筑材料、装饰物、家具、日常用品和生活等排放产生,当其在室内累积后,超过国家标准要求限值后,对人体身心健康,产生直接、间接、或者潜在危害。甲醛的化学测定法分为酚试剂分光光度法和乙酰丙酮分光光度法2种,笔者就这2种方法做简单的比较,以便对本行业从业人员在选用分析方法时有所帮助。
  一、实验原理以及实验准备
  根据2种测定方法的原理,对2种方法进行对比,如表1。
  表1酚试剂分光光度法和甲醛分光光度法原理对比
  (二)、主要检验仪器及试剂
  检验仪器:KC-6120型综合米样器,10mlU型多孔玻板吸收管,10ml具塞比色管,50ml具塞比色管,722分光光度计,干湿球温度计;
  试剂:乙酰丙酮溶液:称取25.0g乙酸铰,加少量水溶解,加3.Oml冰乙酸及0.25ml新蒸馏的乙酰丙酮,混匀,加水稀释至100ml;甲醛标准溶液:取36%-38%甲醛10ml,用水稀释至500ml硫代硫酸钠标准溶液标定。临用时,用水稀释至每毫升含5.0甲醛的标准溶液。
  (三)、采样及分析方法
  实验前,将KC-6120型综合采样器、722分光光度计进行校正,实验所需器皿进行清洗,以控制和减少误差的发生。
  采样:用一个内装5.0ml水及1.0ml乙酰丙酮溶液的U型多孔玻板吸收管,以0.5L/min的流量,采气30L。
  分析:(1)标准曲线的绘制:
  取8支10ml具塞比色管,按表2配置标准色列。
  (一)、酚试剂分光光度法实验步骤
  (1)标准曲线绘制。取9个10mL具塞比色管,加入一定量甲醛标准溶液,用吸收液定容到5.0mL,制备标准系列,如表3。
  表3甲醛标准系列(酚试剂分光光度法)
  以甲醛的含量为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制曲线,并计算回归线斜率,以斜率倒数作为样品测定的计算因子Bc(μg/吸光度)。
  (2)样品测定。全部移入10mL比色管中将所测样品溶液,洗涤吸收管用少量吸收液,合并定容为5mL。按绘制标准曲线的操作步骤用5mL未采样的吸收液作试剂空白,同时测定吸光度,在做每批样品的,测定试剂空白的吸光度。
  (二)、乙酰丙酮分光光度法实验步骤
  (1)标准曲线绘制。按表4配制甲醛标准系列,取7支25mL具塞比色管。
  表4甲醛标准溶液系列(乙酰丙酮分光光度法)
  用水稀释定容至10.0mL,在上述标准系列中,加0.25%乙酰丙酮溶液2.0mL,混匀,取出冷却至室温,置于沸水浴加热3min,以去离子水做参比,用10mm比色皿,于波长413nm处测定吸光度。扣除试剂空白(零浓度)的吸光度A值为标准溶液测得的吸光度A值,以y为纵坐标,得到校准吸光度y值,甲醛含量x为横坐标,绘制标准曲线。
  (2)样品测定。移入50mL或100mL容量瓶中将吸收后的样品溶液,取少于10mL试样,用水稀释定容,用水定容至10.0mL刻线,于25mL比色管中,以下按制定标准曲线方法进行分光光度测定。
  (一)、酚试剂分光光度法实验测定结果
  (1)对未知样品的测定
  对9个未环保技术知样品用酚试剂分光光度法进行甲醛测定,所测未知样品含量根据绘制的曲线计算,得到结果见表5。
  (2)标准曲线绘制
  测定的标准曲线根据酚试剂分光光度法数据见表6,测定的标准曲线为:
  表5 酚试剂分光光度法标准曲线
  表6 酚试剂分光光度法测得的试验结果
  (二)、乙酰丙酮分光光度法实验测定结果
  (1)对未知样品的测定
  对9个未知样品用乙酰丙酮分光光度法进行甲醛测定,所测未知样品含量根据绘制的曲线计算,得到结果见表7。
  表7 乙酰丙酮分光光度法测得的试验结果
  (2)标准曲线绘制
  测定的标准曲线数据根据乙酰丙酮分光光度法见表8,测定的标准曲线为:
  表8 乙酰丙酮分光光度法标准曲线
  (三)、种方法测定结果比较
  乙酰丙酮法是国家标准方法,经6个实验室分析甲醛2.96mg/L和3.5mg/L的两个统一样品,重复性标准偏差为0.035mg/L和0.028mg/L,重复性相对标准偏差为1.2%和0.79%,再现性标准偏差为0.068mg/L和0.13mg/L,再现性相对标准偏差为2.3%和3.6%,加标回收率为100.3%100.8%。在4个实际样品分析中加标回收率为95.3%-104.2%。其技术指标稳定,准确可靠,完全符合光化学比色分析要求。
  (1)试验原理:乙酰丙酮分光光度法和酚试剂分光光度法实验原理相似,都是通过吸光度不同,利用溶液的显色反应,测定甲醛含量。
  (2)试验步骤:酚试剂分光光度法和乙酰丙酮分光光度法操作步骤相似,容易实现,操作简单,实验仪器一样。范围在0~35.0μg在绘制乙酰丙酮分光光度法标准曲线;范围在0.056~2.0μg内绘制酚试剂分光光度法标准曲线。可以看出标准曲线绘制的方法,乙酰丙酮分光光度法测定范围大于酚试剂分光光度法。
  总之,通过比对试验,可知乙酰丙酮分光光度法和酚试剂分光光度法原理相似,都是通过吸光度不同,测定甲醛含量;试验操作步骤简单,容易实现;并且测定结果无显著性差异。因此,这2种方法都可供环境监测人员用于对环境空气的甲醛浓度的测定。
  [1]王苏勤;吕多佳.乙酰丙酮分光光度法测定室内空气中的甲醛[J].苏州大学学报(工科版),2003(6)
  [2]胡春.酚试剂分光光度法测定室内空气中的甲醛浓度[J].工程质量,2002(11)

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丙酮(acetone),也称作二甲基酮,饱和脂肪酮系列中最简单的酮。熔点-95度,沸点56度,无色液体,有特殊气味,能溶解醋酸纤维和硝酸纤维。丙酮对人体没有特殊的毒性,但是吸入后可引起头痛,支气管炎等症状。如果大量吸入,还可能失去意识。日常生活中主要用于脱脂,脱水,固定等等。在血液和尿液中为重要检测对象。有些癌症患者尿样丙酮水平会异常升高。采用低碳水化合物食物疗法减肥的人血液、尿液中的丙酮浓度也异常地高。丙酮以游离状态存在于自然界中,在植物界主要存在于精油中,如茶油、松脂精油、柑橘精油等;人尿和血液及动物尿、海洋动物的组织和体液中都含有少量的丙酮。糖尿病患者的尿中丙酮的含量异常地增多。能溶于水、乙醇、乙醚及其他有机溶剂中。蒸气与空气混合可形成爆炸性混合物,爆炸极限 2.55%~12.8%(体积)。丙酮的羰基能与多种亲核试剂发生加成反应,例如催化氢化生成异丙醇,还原生成频哪醇;与氨衍生物、氢氰酸、炔化物、有机金属化合物反应等。丙酮还能进行α氢的反应,例如与卤素发生取代反应,自身或与其他化合物发生类似羟醛缩合反应等。
  是一种无色透明液体,有特殊的辛辣气味
  易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂
  易燃、易挥发,化学性质较活泼
  丙酮分子中羰基上的C原子以sp2杂化轨道成键,甲基C原子以sp3杂化轨道成键[1]。
  主要有异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯直接氧化法。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。世界上三分之二的丙酮是制备苯酚的副产品,是异丙苯氧化后的产物之一。该技术目前主要的专利生产商有Kellogg Brown & Root公司、三井化学公司和UOP公司。 
  Solutia公司开发了一种用氮氧化物氧化苯生产苯酚的技术,但是该公司去年取消了采用该工艺建厂的计划,因为采用该项技术毛利水平太低。日本的研究人员最近还开发了一种采用铕-钛催化剂以苯为原料的一步法生产苯酚和丙酮的生产工艺。 
  制备方法:丙酮的生产方法较多。古老的方法是用石灰中和木材干馏所得的木醋液,制成乙酸钙,再经热分解制得丙酮。工业上研究过的合成丙酮的方法有:(1)从乙酸得到乙酸钙,然后分解生成丙酮;(2)乙炔在氧化锌催化剂上与水蒸气反应生成丙酮;(3)乙醇蒸气在铬酸锌催化剂存在下,高温反应生成丙酮;(4)液化天然气或石脑油氧化制丙酮(氧化产物还包括甲醛,乙酸,丁醇等);(5)异丙醇氧化或脱氢制丙酮;(6)异丙醇过氧化氢法制丙酮;(7)异丙醇与丙烯醛合成丙酮;(8)异丙苯法制丙酮,联产苯酚以丙烯和苯为原料,经烃化制得异丙苯,再以空气氧化得到氢过氧化异丙苯,然后以硫酸或树脂分解,同时得到丙酮和苯酚;(9)丙烯直接氧化法制丙酮 工艺路线与乙烯直接氧化制乙醛法相似;(10)对甲基异丙基苯过氧化氢法生产对甲酚,副产丙酮;(11)二异丙苯法生产氢醌,副产丙酮。但工业上实际采用的方法并不很多。目前我国用粮食发酵的生产丙酮仍占较大比重。在合成法中异丙苯法是主要的。由含淀粉的农副产品发酵,制得丙酮,丁醇和乙醇的混合物.三者的比例为丙酮:丁醇=32:56:12至25:70:3(重量比).每生产1t丙酮,约耗用11t淀粉或60-66t废糖蜜。异丙苯法是丙酮生产路线中最经济的方法,同时得到苯酚。两者之比是,苯酚:丙酮=1:0.6(重量)。以苯酚计,10万t级装置每吨苯酚消耗丙烯(90%)590kg。
  工业上主要作为溶剂用于塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中,也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸、甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。
  丙酮主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用,高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。由于其毒性低,代谢解毒快,生产条件下急性中毒较为少见。急性中毒时可发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷。口服后,口唇、咽喉烧灼感,经数小时的潜伏期后可发生口干、呕吐、昏睡、酸中度和酮症,甚至暂时性意识障碍。丙酮对人体的长期损害,表现为对眼的刺激症状如流泪、畏光和角膜上皮浸润等,还可表现为眩晕、灼热感,咽喉刺激、咳嗽等。 
  1、吸入:浓度在500ppm以下无影响,500~1000ppm之间会刺激鼻、喉,1000ppm时可致头痛并有头晕出现。2000~10000 ppm时可产生头晕、醉感、倦睡、恶心和呕吐,高浓度导致失去知觉、昏迷和死亡。 
  2、眼睛接触;浓度在500ppm会产生刺激,1000ppm会有轻度、暂时性刺激。液体会产生中毒刺激。 
  3、皮肤刺激:液体会有轻度刺激,通过完好的皮肤吸收造成的危险很小。 
  口服;对喉和胃有刺激作用,服进大量会产生和吸入相同的症状。 
  4、皮肤接触会导致干燥、红肿和皲裂,每天3小时吸入浓度为1000ppm的蒸气,在7~15年会刺激工人鼻腔,使之眩晕、乏力。高浓度蒸气会影响肾和肝的功能。
  适用灭火剂:化学干粉,酒精泡沫,二氧化碳
  灭火时可能遭遇之特殊危害:用水稀释过之丙酮溶液,亦有可能燃烧。
  1.用水灭火是无效的,但可使用喷水以冷却容器。
  2.若未泄漏物质尚未着火,使用喷水以分散蒸气。
  3.喷水可冲洗外泄区并将外泄物稀释成非可燃性混合物。
  4.蒸气可能传播至远处,若与引火源接触会延烧回来。
  消防人员之特殊防护设备:灭火时需穿戴经NIOSH认证的自携式呼吸防护具及穿著全身包覆式防护衣。
  1、吸入:如蒸气浓度不明或超过暴露极限时,应佩带合适的呼吸器。 
  2、皮肤:如果需要,应使用手套、工作服和工作鞋,合适的材料是丁基橡胶。在直接工作的场所应备有可用的安全淋浴和眼睛冲洗器具。 
  3、眼睛:戴化学放溅眼镜,必要时可佩带面罩。
  1、吸入:脱离丙酮产生源或将患者移到新鲜空气处,如呼吸停止应进行人工呼吸。 
  2、眼睛接触:眼睑张开,用微温的缓慢的流水冲洗患眼约10分钟。 
  3、皮肤接触:用微温的缓慢的流水冲洗患处至少10分钟。 
[编辑本段]储藏与运输
  将丙酮储藏于密封的容器内,置于阴凉干燥优良好通风的地方,远离热源、火源和有禁忌的物质。所有容器都应放在地面上。160公斤/桶 或槽车
[编辑本段]安全与处理
  提供良好的通风设备、防护服装和呼吸器。移去热源和火源。应停止或减少泄露。用黄沙或其他吸收物吸收液体。废料可在被批准的溶剂焚炉中烧掉或在被指定的地方作深埋处理,遵守环境保护法规。
[编辑本段]泄漏应急处理
  应急行动:消除所有点火源。根据液体流动和蒸气扩散的影响区域划定警戒区,无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器,穿防静电服。作业时使用的所有设备应接地。禁止接触或跨越泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密闭性空间。小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸收。使用洁净的无火花工具收集吸收材料。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用飞尘或石灰粉吸收大量液体。用抗溶性泡沫覆盖,减少蒸发。喷水雾能减少蒸发,但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内。喷雾状水驱散蒸气、稀释液体泄漏物。
[编辑本段]操作处置与储存
  操作注意事项:密闭操作,全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴安全防护眼镜,穿防静电工作服,戴橡胶耐油手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。灌装时应控制流速,且有接地装置,防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
  储存注意事项:储存于阴凉、通风良好的专用库房内,远离火种、热源。库温不宜超过29℃,保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
[编辑本段]接触控制/个体防护
  监测方法:溶剂解吸-气相色谱法;热解吸-气相色谱法。
  工程控制:生产过程密闭,全面通风。
  呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。
  眼睛防护:一般不需要特殊防护,高浓度接触时可戴安全防护眼镜。
  身体防护:穿防静电工作服。
  其他防护:工作现场严禁吸烟。注意个人清洁卫生。避免长期反复接触。 


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