GB/Z 41259-2022 自動電位滴定儀測定防腐木材和木材防腐劑中季銨鹽的方法

范圍
本文件描述了用自 動電位滴定儀測定防腐木材和木材防腐劑中季銨鹽方法的樣品制備、儀器設(shè)備、試劑與溶液配制、測定等。
本文件適用于測定防腐木材和木材防腐劑中季銨鹽的含量。

術(shù)語和定義
GB/T14019 確立的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復(fù)列出了 GB/T14019 中的某些術(shù)語和定義。
防腐木材  preservative-treated wood
經(jīng)木材防腐劑處理具有防腐性能的木材。
[來源: GB/T 14019-2009，3.5.1，有修改]
木材防腐劑  wood preservatives
應(yīng)用于木材、木制品或非木質(zhì)的水泥磚石、建筑物地基等, 抑制或阻止危害木材的生物在木材中生長與繁殖的一類化學(xué)藥劑。
[GB/T 14019-2009，定義3.3.1，有修改]
等當(dāng)點  equivalence point
在滴定分析中，用標(biāo)準(zhǔn)溶液對被測溶液進(jìn)行滴定，當(dāng)加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液的量與被測物質(zhì)的量之間，正好符合化學(xué)反應(yīng)式的化學(xué)計量點。
季銨鹽  quaternary ammonium
由烴基取代銨離子中的四個氫原子后生成的化合物。

試劑與溶液配制
試劑
十二烷基硫酸鈉(月桂基硫酸鈉，SLS)，優(yōu)級純。
海明1622(芐基氯化物)，優(yōu)級純。
苯硼鈉(STPB)，優(yōu)級純。
溶液配制
pH10的緩沖溶液: 稱取約1.24g分析純的硼酸，轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中，用50mL去離子水溶解。用移液管加入10mL 1mol/L NaOH溶液，用蒸餾水定容。
0.002mol/L四苯硼鈉: 稱取約0.68g四苯硼鈉，轉(zhuǎn)移到1L容量瓶中，用500mL蒸餾水溶解，用移液管取10mL pH10的緩沖溶液至容量瓶中，用蒸餾水定容。24h后使用，有效期為3個月。
0.005mol/L四苯硼鈉: 稱取約1.17g四苯硼鈉，轉(zhuǎn)移到1L容量瓶中，用500mL蒸餾水溶解，用移液管取10mL pH10的緩沖溶液至容量瓶中，定容。24h后使用，有效期為3個月。
0.004mol/L月桂基硫酸鈉溶液: 稱取1.16g SLS，精確到0.1mg，用大約500mL蒸餾水溶解后轉(zhuǎn)入1L容量瓶中。待其*溶解后加入1滴三乙醇胺，混勻后用去離子水定容。24h后使用，有效期為3個月。
0.004mol/L海明1622溶液: 取2g~3g海明1622在干燥箱中于105°C下至恒重。稱取約1.79g，溶解于去離子水后轉(zhuǎn)入1L的容量瓶中，定容。24h后使用，有效期為3個月。
0.1mol/L HCl萃取溶液: 移取8.33mL HCl至1L容量瓶中，加入無水乙醇定容。
四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液: 若標(biāo)定0.002mol/L的四苯硼鈉，預(yù)加3mL濃度為0.004mol/L海明1622到100mL蒸餾水中；若標(biāo)定0.005mol/L的四苯硼鈉，預(yù)加10mL濃度為0.004mol/L海明1622到100mL去蒸餾水中；海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度按式(1)計算，最終結(jié)果需4次測量取平均值。

式中:
c₁₆₂₂ ——海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
m₁₆₂₂ ——海明1622質(zhì)量，單位為克(g)；
k ——純度，%；
448.1 ——海明1622的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)；
V₁₆₂₂ ——海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位為毫升(mL)。

儀器設(shè)備
自動電位滴定儀: 測定防腐木材樣品推薦使用動態(tài)等當(dāng)點滴定模式，測定木材防腐劑樣品推薦使用等體積等當(dāng)點滴定模式。
離子表面活性電極。
非離子表面活性電極。
Ag/Agcl雙液接參比電極，內(nèi)管裝滿3mol/L的KCl 溶液，外管裝1mol/L的NaCl溶液。
分析天平，精度0.0001g。

樣品制備
防腐木材樣品制備
制備方法按照 SB/T 10405-2006 中第3章規(guī)定執(zhí)行。
木材防腐劑樣品制備
制備方法按照 SB/T 10404-2006 中第5章規(guī)定執(zhí)行。

測定
防腐木材中季銨鹽的測定方法
樣品萃取
稱取(1.25±0.05)g木粉，轉(zhuǎn)移至萃取瓶中。移入50mL 0.1mol/L HCl萃取液，密封。將萃取瓶放入溫度在(23±2)°C的超聲波水浴中，每隔30min，將萃取瓶拿出晃動10s，3h后取出。待木粉沉降后，移取萃取液進(jìn)行分析。
方法Ⅰ ——四苯硼鈉法
該方法是使用四苯硼鈉測定防腐木材中季銨鹽含量，適合常量分析，不適合微量分析。根據(jù)試驗條件不同，選取適用的檢測方法。
將0.002mol/L的四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定瓶中，啟動儀器，使標(biāo)準(zhǔn)溶液充滿滴定管。
取4個燒杯，分別加入磁子、70mL去離子水并移入5.00mL木材萃取液。
將電極和滴定管底部浸入液面以下至少2cm處。
啟動攪拌，開始滴定，至等當(dāng)點停止。
計算
防腐木材中季銨鹽含量按式(2)計算:

式中:
ω ——季銨鹽含量；
V ——四苯硼鈉溶液滴定樣品所需體積，單位為毫升(mL)；
c ——四苯硼鈉溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
M_w ——季銨鹽的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)，十二烷基芐基二甲基氯化銨(BAC)的M_w 按354g/mol計算；雙癸基二甲基氯化銨M_w 按362g/mol計算；
m ——萃取木粉質(zhì)量，單位為克(g)；
V_E ——用于萃取木材的萃取液體積，單位為毫升(mL)；
V_A ——用于滴定的萃取液體積，單位為毫升(mL)；
1/1000 ——單位轉(zhuǎn)換因子。
方法Ⅱ ——海明1622法
該方法是加入過量的十二烷基硫酸鈉使其充分反應(yīng)，未*反應(yīng)的十二烷基硫酸鈉用海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。根據(jù)試驗條件不同，選取適用的檢測方法。
將0.004mol/L的海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定瓶中，啟動儀器，使標(biāo)準(zhǔn)溶液充滿滴定管。
取4個燒杯，分別加入磁子、80mL去離子水并移入5.00mL 0.004mol/L的十二烷基硫酸鈉溶液。
將電極和滴定管底部浸入液面以下至少2cm處。
啟動攪拌，開始滴定，至等當(dāng)點停止，記錄滴定體積為V₀。
再取4個燒杯，分別加入磁子、70mL去離子水并移入5.00mL木材萃取液和5.00mL 0.004mol/L的十二烷基硫酸鈉溶液。
將電極和滴定管底部浸入液面以下至少2cm處。
啟動攪拌，開始滴定，至等當(dāng)點停止，記錄滴定體積為V₁。
計算
防腐木材中季銨鹽含量按式(3)計算:

式中:
ω ——季銨鹽含量；
V₀ ——海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液空白滴定十二烷基硫酸鈉的平均體積，單位為毫升(mL)；
V₁ ——海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品所需體積，單位為毫升(mL)；
c₁₆₂₂ ——海明1622標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
M_w ——季銨鹽的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)，十二烷基芐基二甲基氯化銨(BAC)的M_w按354g/mol計算；雙癸基二甲基氯化銨(DDAC)的M_w按362g/mol計算；
m ——萃取木粉質(zhì)量，單位為克(g)；
V_E ——用于萃取木材的萃取液體積，單位為毫升(mL)；
V_A ——用于滴定的萃取液體積，單位為毫升(mL)；
1/1000 ——單位轉(zhuǎn)換因子。

木材防腐劑中季銨鹽的測定方法
該方法是使用四苯硼鈉ACQ防腐劑中季銨鹽含量，適合常量分析，不適合微量分析。
將0.005mol/L的四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定瓶中，啟動儀器，使標(biāo)準(zhǔn)溶液充滿滴定管。
取4個燒杯，分別加入磁子、70mL去離子水并加入2.0(±0.05)g木材防腐劑(根據(jù)預(yù)估濃度變化稱取的質(zhì)量)。
取4個燒杯，分別加入磁子、70mL去離子水，加入5mL木材防腐劑稀釋液。
將電極和滴定管底部浸入液面以下至少2cm處。
啟動攪拌，開始滴定，至等當(dāng)點停止。
計算
木材防腐劑中季銨鹽的含量按式(4)計算:

式中:
ω₁ ——季銨鹽含量；
V₂ ——四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定樣品所需體積，單位為毫升(mL)；
c₁ ——四苯硼鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
M_w ——季銨鹽的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)，BAC的M_w按354g/mol計算；DDAC的M_w按362g/mol計算；
m₁ ——防腐藥劑的質(zhì)量，單位為克(g)；
1/1000 ——單位轉(zhuǎn)換因子。


京都電子KEM 自動電位滴定儀 AT-710S