滴定法测定脲醛树脂中游离甲醛含量的不确定度评定
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摘 要:依据GB/T 14 074-2006标准,详细分析并评估了滴定法测定脲醛树脂(UF)中游离甲醛含量的不确定因素。通过建立数学模型,确定了不确定度的来源,分析了甲醛含量测定中各个不确定度的影响 因素。结果表明:计算合成的标准不确定度为0.003 4%,扩展不确定度为0.006 8%;在试验条件下,重复性所产生的不确定度是影响测试结果的主要因素,在日常操作中应加以控制。
0 前 言
脲醛树脂(UF)胶粘剂自20世纪初用作木材胶粘剂以来,以其生产工艺简单、成本低和黏度高等优 点,在人造板制造业中得到广泛应用。由于UF胶粘剂是由尿素和甲醛在催化剂作用下缩聚而成的,故 UF中仍存在着未反应的游离甲醛。甲醛作为一种有毒有害物质,对人体健康危害极大。近年来,随着人们环保意识的不断增强,世界各国均已制定了相关标准来限制人造板中甲醛的释放量。因此,使用甲醛含量较低的UF胶粘剂,是生产低甲醛释放量人造板的前提。而准确测定UF中游离甲醛的含量,对优化胶粘剂的生产工艺、保障人造板的生产质量都具有十分重要的意义。
本文参照有关文献中的评定方法”,根据GB/r14074-2006标准,详细分析了测定UF中游离甲醛含量的每一个步骤,并对测试结果的不确定度进行了评定。
1 试验部分
1.1 试验原料
碘、重铬酸钾(K2Cr207)基准试剂、硫代硫酸钠(Na2S203)、碘化钾、硼酸、淀粉、乙酸,分析纯,国药集团;亚硫酸钠,分析纯,天津大茂化学试剂厂;硫酸,优级纯,南京化学试剂一厂;碳酸钠,分析纯,苏强化工有限公司。
1.2 UF中游离甲醛含量的测试原理
首先将试样中的游离甲醛、半缩醛与过量的亚硫酸钠溶液(1mol/L)在0℃条件下进行反应,生成羟甲基磺酸盐;然后用碘标准溶液滴定过量的亚硫酸钠,并用碳酸钠溶液(100S/L)使羟甲基磺酸盐发生分解;最后采用碘标准溶液滴定分解所得的亚硫酸钠,即可。
1.3 测试步骤与计算
1.3.1 Na2S20,标准溶液的标定与数学模型
Na2S:O,标准溶液标定的基本原理如式(1)、式(2)所示。称取0.18g基准试剂K2Cr207,于(12h2)℃干燥至恒重,然后将其置于碘量瓶中,溶于25mL新煮沸并冷却的蒸馏水中;加入2g碘化钾和20mL硫酸(20%),摇匀,于暗处静置10min,加入150mL蒸馏水(15-20℃);然后用配制好的Na2S203溶液滴定,接近终点时加入10S/L淀粉指示剂2mL,继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色Iq,则Na2S20l标准溶液的浓度C1二(6XmlFXl 000)/(V,Mi)。其中:C1为Na2S20,标准溶液浓度(m01/L);ml为所滴定的K2Cr20, 的质量(g);P为KaCr20,标准物质的纯度(%);VI为涫定所用Na2S20,标准溶液的体积(mL);M1为K2Cr20的分子量(s/m01);6为反应物之间物质的量之比。
14H++61-+Cr2072---+31a+2Cr>+7H20 (1)
2S2032-+12--+S40广+21— (2)
1.3.2 碘标准溶液的标定与数学模型
碘标准溶液标定的基本原理如式(3)所示。写20mL配制好的碘溶液于碘量瓶中,加入150mL蔚煮沸并冷却的蒸馏水(15~20吧)及2mL淀粉指示剂(10e/L),用0.1mol/L的Na2S203标准溶液滴定至蓝色消失,则碘标准溶液的浓度C:(C11/:)/y,。其中:C为(1/21:)碘溶液的浓度(mol/L);y:为滴定刘程中消耗的Na2S20,标准溶液的体积(mL);y,为砂溶液(1/21:)的用量(mL)。
2S2032-+Ic-+S40扣2厂 (3)
1.3.3 UF中游离甲醛含量的测定与数学模型
将3.0g待测试样置于600mL烧杯中,加入10冰末、25mL硼酸缓冲溶液和冰水混合物至150mL,高速搅拌10s;将烧杯放人冰水混合物中,边搅拌边加入1mol/L亚硫酸钠溶液2mL;继续搅拌15rain,加入1mol/L乙酸10mL和1%淀粉溶液3-4滴;随后用碘标准溶液滴定至灰蓝色或紫色,并至少稳定10s;加入100S/L碳酸钠溶液30mL,用碘标准溶洒滴定至蓝色,记录所用碘标准溶液的体积[q。则UF中加(游离甲醛):(10-3CV材/乙)/(2m)。其中:C为(1/21)标准溶液的浓度(mol/L);y为滴定反应释放出的亚硫酸钠消耗碘标准溶液的体积(mL);m为试样质量(g);M为甲醛的分子量(g/m01);厶为重复性系数(/。p二1)。 .