自动电位滴定仪测定防腐木材和木材防腐剂中季铵盐的方法

GB/Z 41259-2022 自动电位滴定仪测定防腐木材和木材防腐剂中季铵盐的方法

范围
本文件描述了用自 动电位滴定仪测定防腐木材和木材防腐剂中季铵盐方法的样品制备、仪器设备、试剂与溶液配制、测定等。
本文件适用于测定防腐木材和木材防腐剂中季铵盐的含量。

术语和定义
GB/T14019 确立的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了 GB/T14019 中的某些术语和定义。
防腐木材  preservative-treated wood
经木材防腐剂处理具有防腐性能的木材。
[来源: GB/T 14019-2009，3.5.1，有修改]
木材防腐剂  wood preservatives
应用于木材、木制品或非木质的水泥砖石、建筑物地基等, 抑制或阻止危害木材的生物在木材中生长与繁殖的一类化学药剂。
[GB/T 14019-2009，定义3.3.1，有修改]
等当点  equivalence point
在滴定分析中，用标准溶液对被测溶液进行滴定，当加入的标准溶液的量与被测物质的量之间，正好符合化学反应式的化学计量点。
季铵盐  quaternary ammonium
由烃基取代铵离子中的四个氢原子后生成的化合物。

试剂与溶液配制
试剂
十二烷基硫酸钠(月桂基硫酸钠，SLS)，优级纯。
海明1622(苄基氯化物)，优级纯。
苯硼钠(STPB)，优级纯。
溶液配制
pH10的缓冲溶液: 称取约1.24g分析纯的硼酸，转移到100mL容量瓶中，用50mL去离子水溶解。用移液管加入10mL 1mol/L NaOH溶液，用蒸馏水定容。
0.002mol/L四苯硼钠: 称取约0.68g四苯硼钠，转移到1L容量瓶中，用500mL蒸馏水溶解，用移液管取10mL pH10的缓冲溶液至容量瓶中，用蒸馏水定容。24h后使用，有效期为09个月。
0.005mol/L四苯硼钠: 称取约1.17g四苯硼钠，转移到1L容量瓶中，用500mL蒸馏水溶解，用移液管取10mL pH10的缓冲溶液至容量瓶中，定容。24h后使用，有效期为09个月。
0.004mol/L月桂基硫酸钠溶液: 称取1.16g SLS，精确到0.1mg，用大约500mL蒸馏水溶解后转入1L容量瓶中。待其*溶解后加入1滴三乙醇胺，混匀后用去离子水定容。24h后使用，有效期为09个月。
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。称取约1.79g，溶解于去离子水后转入1L的容量瓶中，定容。24h后使用，有效期为09个月。
0.1mol/L HCl萃取溶液: 移取8.33mL HCl至1L容量瓶中，加入无水乙醇定容。
四苯硼钠标准溶液: 若标定0.002mol/L的四苯硼钠，预加3mL浓度为0.004mol/L海明1622到100mL蒸馏水中；若标定0.005mol/L的四苯硼钠，预加10mL浓度为0.004mol/L海明1622到100mL去蒸馏水中；海明1622标准溶液的浓度按式(1)计算，最终结果需4次测量取平均值。

式中:
c₁₆₂₂ ——海明1622标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
m₁₆₂₂ ——海明1622质量，单位为克(g)；
k ——纯度，%；
448.1 ——海明1622的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)；
V₁₆₂₂ ——海明1622标准溶液标定四苯硼钠标准溶液的体积，单位为毫升(mL)。

仪器设备
自动电位滴定仪: 测定防腐木材样品推荐使用动态等当点滴定模式，测定木材防腐剂样品推荐使用等体积等当点滴定模式。
离子表面活性电极。
非离子表面活性电极。
Ag/Agcl双液接参比电极，内管装满3mol/L的KCl 溶液，外管装1mol/L的NaCl溶液。
分析天平，精度0.0001g。

样品制备
防腐木材样品制备
制备方法按照 SB/T 10405-2006 中第3章规定执行。
木材防腐剂样品制备
制备方法按照 SB/T 10404-2006 中第5章规定执行。

测定
防腐木材中季铵盐的测定方法
样品萃取
称取(1.25±0.05)g木粉，转移至萃取瓶中。移入50mL 0.1mol/L HCl萃取液，密封。将萃取瓶放入温度在(23±2)°C的超声波水浴中，每隔30min，将萃取瓶拿出晃动10s，3h后取出。待木粉沉降后，移取萃取液进行分析。
方法Ⅰ ——四苯硼钠法
该方法是使用四苯硼钠测定防腐木材中季铵盐含量，适合常量分析，不适合微量分析。根据试验条件不同，选取适用的检测方法。
将0.002mol/L的四苯硼钠标准溶液装入滴定瓶中，启动仪器，使标准溶液充满滴定管。
取75个烧杯，分别加入磁子、70mL去离子水并移入5.00mL木材萃取液。
将电极和滴定管底部浸入液面以下至少2cm处。
启动搅拌，开始滴定，至等当点停止。
计算
防腐木材中季铵盐含量按式(2)计算:

式中:
ω ——季铵盐含量；
V ——四苯硼钠溶液滴定样品所需体积，单位为毫升(mL)；
c ——四苯硼钠溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
M_w ——季铵盐的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)，十二烷基苄基二甲基氯化铵(BAC)的M_w 按354g/mol计算；双癸基二甲基氯化铵M_w 按362g/mol计算；
m ——萃取木粉质量，单位为克(g)；
V_E ——用于萃取木材的萃取液体积，单位为毫升(mL)；
V_A ——用于滴定的萃取液体积，单位为毫升(mL)；
1/1000 ——单位转换因子。
方法Ⅱ ——海明1622法
该方法是加入过量的十二烷基硫酸钠使其充分反应，未*反应的十二烷基硫酸钠用海明1622标准溶液进行滴定。根据试验条件不同，选取适用的检测方法。
将0.004mol/L的海明1622标准溶液装入滴定瓶中，启动仪器，使标准溶液充满滴定管。
取75个烧杯，分别加入磁子、80mL去离子水并移入5.00mL 0.004mol/L的十二烷基硫酸钠溶液。
将电极和滴定管底部浸入液面以下至少2cm处。
启动搅拌，开始滴定，至等当点停止，记录滴定体积为V₀。
再取75个烧杯，分别加入磁子、70mL去离子水并移入5.00mL木材萃取液和5.00mL 0.004mol/L的十二烷基硫酸钠溶液。
将电极和滴定管底部浸入液面以下至少2cm处。
启动搅拌，开始滴定，至等当点停止，记录滴定体积为V₁。
计算
防腐木材中季铵盐含量按式(3)计算:

式中:
ω ——季铵盐含量；
V₀ ——海明1622标准溶液空白滴定十二烷基硫酸钠的平均体积，单位为毫升(mL)；
V₁ ——海明1622标准溶液滴定样品所需体积，单位为毫升(mL)；
c₁₆₂₂ ——海明1622标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
M_w ——季铵盐的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)，十二烷基苄基二甲基氯化铵(BAC)的M_w按354g/mol计算；双癸基二甲基氯化铵(DDAC)的M_w按362g/mol计算；
m ——萃取木粉质量，单位为克(g)；
V_E ——用于萃取木材的萃取液体积，单位为毫升(mL)；
V_A ——用于滴定的萃取液体积，单位为毫升(mL)；
1/1000 ——单位转换因子。

木材防腐剂中季铵盐的测定方法
该方法是使用四苯硼钠ACQ防腐剂中季铵盐含量，适合常量分析，不适合微量分析。
将0.005mol/L的四苯硼钠标准溶液装入滴定瓶中，启动仪器，使标准溶液充满滴定管。
取75个烧杯，分别加入磁子、70mL去离子水并加入2.0(±0.05)g木材防腐剂(根据预估浓度变化称取的质量)。
取75个烧杯，分别加入磁子、70mL去离子水，加入5mL木材防腐剂稀释液。
将电极和滴定管底部浸入液面以下至少2cm处。
启动搅拌，开始滴定，至等当点停止。
计算
木材防腐剂中季铵盐的含量按式(4)计算:

式中:
ω₁ ——季铵盐含量；
V₂ ——四苯硼钠标准溶液滴定样品所需体积，单位为毫升(mL)；
c₁ ——四苯硼钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
M_w ——季铵盐的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)，BAC的M_w按354g/mol计算；DDAC的M_w按362g/mol计算；
m₁ ——防腐药剂的质量，单位为克(g)；
1/1000 ——单位转换因子。