便携式拉曼光谱仪内标法快速测定乙酸浓度

薛绍秀 ，王江平 ，胡 宏 ，杨丽萍

（1．贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550001;2．贵州省经济与信息化委员会，贵州 贵阳 550001;3．瓮福（集团）有限责任公司，贵州 福泉 550501）

便携式拉曼光谱仪内标法快速测定乙酸浓度

薛绍秀1，王江平2，胡 宏3，杨丽萍3

（1．贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550001;2．贵州省经济与信息化委员会，贵州 贵阳 550001;3．瓮福（集团）有限责任公司，贵州 福泉 550501）

利用激光拉曼散射原理，研究得到乙酸的特征峰（892cm－1附近），以硝酸的特征峰为内标，建立了一种醋酸浓度测定的新方法。在醋酸浓度为1%～60%范围内，线性关系良好，线性方程为I＝4．4886x＋0．34312，相关系数r＝0．9997。该方法加标回收率为96%～107%。对样品进行了测试，相对标准偏差分别为0．57%、0．42%、0．33%，说明了该检测方法精密度高，是一种快速简便的分析测定方法。

激光拉曼光谱仪;乙酸浓度;内标法

乙酸是一种重要的有机化工原料，广泛应用于有机合成、医药、农药等行业，乙酸含量还是研究温室气体、水体生物活动和调查化工废水背景值等的重要项目。因为其是醋的主要成分，故又称醋酸。醋酸为有机弱酸，常用检测方法有化学分析法，紫外分光光度法，气相色谱法，离子色谱法。

激光拉曼光谱法是一种新型的无损检测技术，可用于样品的定性、定量分析，这种检测方法精确度高，快速、简单且可重复，在一定条件下，拉曼信号的强度与待测物质的浓度成正比，但在实际检测应用中，为消除仪器及外界条件的影响，选择合适的内标物是很好的办法，且便携式拉曼光谱仪体积小，可用于现场分析。本文利用激光拉曼光谱法对乙酸水溶液进行了测定研究。以硝酸为内标物，利用乙酸的特征峰（982cm－1）与硝酸的特征峰（1045cm－1）的比值，对溶液中的乙酸含量进行测定，得到了乙酸水溶液浓度与相对强度比值的关系。本方法检测结果的准确度和精密度良好，能够满足水体中醋酸含量测定的要求。

1 实验部分

1．1 仪器

手持式拉曼光谱仪，仪器规格参数:激发光源波长:785nm;激发光源输出功率:0～300MW;FWHM 带宽:0．2nm（标准），0．3nm（最大）;光谱覆盖范围:500～1800cm－1／785nm; 积分时间:20μs～300s;外形尺寸:125mm×223mm×85mm;重量:2400g;电源:可支持4h工作的充电电池。

1．2 实验参数选择

Integration＿Time:5000ms;Noise Threshold:4000;Power:medium。

1．3 试剂配制

分 别 取 2．5mL，5mL，7．5mL，10mL，12．5mL，15 mL，17．5mL，20mL，22．5mL，25mL，27．5mL，30mL 分析纯乙酸于50mL容量瓶中，并各加入5mL分析纯硝酸作内标物。

1．4 实验方法

将配制好的不同浓度乙酸溶液倒入玻璃小瓶中，将小瓶放入样品池中，然后以手持式拉曼光谱仪依次采集乙酸溶液拉曼谱和小瓶拉曼谱。用origin软件进行数据处理，以硝酸特征峰为内标，做强度比值与乙酸浓度的曲线，并拟合方程。

2 结果与分析

2．1 冰乙酸拉曼光谱图

图1为冰乙酸的拉曼光谱图，从图中可以看出，冰乙酸在629cm－1和 892cm－1附近有较强的特征峰，892cm－1峰是由O－H面外弯曲振动所产生的，629cm－1是由C－H弯曲振动引起的。而1355 cm－1和 1442 cm－1是玻璃小瓶本身的峰。

2．2 内标物和定量峰的选择

在对乙酸进行摄谱的过程中，由于样品浓度不同，会引起散射指数的变化，另外溶液其它噪声等因素，对拉曼谱峰都会带来影响，通常需要加入内标物来消除一部分因素影响。对非水溶液，常用内标为四氯化碳（459cm－1），对水溶液，常用内标为硝酸根离子（1050cm－1）和高氯酸根离子（930cm－1）。本实验考虑到高氯酸根离子的峰与乙酸特征峰非常靠近，因此选用硝酸根离子作为内标，得到很好的结果。

2．3 标准曲线绘制与线性范围

对不同浓度的乙酸水溶液摄谱发现 （如图2所示），特征峰的强度随着乙酸溶度的增加而增强。

将乙酸最强峰（892cm－1附近）与硝酸根离子的峰（1050cm－1附近）强度进行对比，得到表 1，通过origin软件对数据进行线性拟合得到比值I与乙酸浓度C的关系见图3。

2．4 重现性

用移液管分别精密量取 5mL，10mL，17．5mL 冰醋酸于50mL容量瓶中，各配制5份，结果见表2。

2．5 回收率测定

精密量取冰醋酸5mL于50mL容量瓶中，加入5mL硝酸作为内标物，加水稀释至刻度，摇匀，作为回收试验用空白溶液。分别精密量取9mL、10mL、11mL于50mL容量瓶中，定容。用便携式拉曼光谱仪摄谱，将数据用origin进行处理，用标准曲线计算得到对应的醋酸浓度，计算回收率，结果见表3。

表3 回收率试验结果Table3 result of recovery test

3 讨论

本文提出了一种新的方法来检测乙酸浓度，通过实验、数据分析以及回收率实验可知，用硝酸作内标精确度高，且这种方法具有制样简单、检测快速、操作简便等优点，为快速准确的检测乙酸浓度提供了一种新的简单有效的方法。有很好的商业应用前景。

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Quantitative Determination of Acetic Acid by Handheld Raman Spectrometer and Internal Standard Method

XUEShao-xiu1， WANGJiang-ping2， HUHong3
（1．College of Chemical and Chemistry Engineering，Guizhou University， Guiyang550001，China;2．Guizhou Economy and Informatization Commission ，Guiyang550002，China;3．Wengfu （Group）Co．， Ltd．，Fuquan 550501，China）

Based on the laser Raman scattering theory， the characteristic peak （892cm－1） of acetic acid was acquired，so a new determination method for the acetic acid was established using the nitric acid as the internal standard substance．There was a good linear relationship between the acetic acid and the relative intensity in the range of 1% ～60% ，the linear regression equation was I＝4．4886x＋0．34312， the correlation cofficent was 0．9997， the recoveries of standard addition was 96% ～ 107%and the relative standard deviation were 0．57%、0．42%、0．33%respectively．

laser Raman spectrometer;acetic acid concentration;internal standard

O 657.37

A

1671-9905（2011）08-0045-03

薛绍秀（1987-），女，贵州大学，在读硕士研究生，精细化工，15285169364，xueshaoxiu＠163．com

2011-05-09