[发明专利]一种溶液中有机酸的定量分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种溶液中物质的定量分析方法，具体涉及一种溶液中有机酸的定量分析方法。

背景技术

自然环境水体中由于微生物的代谢作用通常都含有少量或微量的有机酸。有机酸类型含量及其变化对于分析微生物的代谢活性、环境污染防治具有重要意义。例如，油藏中的微生物可以代谢原油产生长链有机酸（难挥发有机酸），长链有机酸进一步生物降解产生短链有机酸（易挥发有机酸），油藏产出液中微生物代谢产物、含量及组成变化可以反映代谢微生物的活性。以此为指示，通过油藏中有机酸的含量及其变化对油藏中微生物的活性及其利用油藏烃的潜能进行分析判断，为油藏微生物资源的利用、活性的调控提供可靠的数据技术支持。

有机酸根据其挥发性可分为易挥发性有机酸和难挥发性有机酸，易挥发性有机酸主要是小分子一元酸，如甲、乙、丙、丁酸及其异构体等。难挥发性有机酸主要是二、三元有机酸及长链酸。在现有技术中，有机酸可以采用气相色谱直接进样分析测定，但存在检测灵敏度低的缺陷。为了提高检测灵敏度，现有技术对有机酸甲酯化后进行GC或GC-MS分析，但是，甲酯化产物，尤其对于小分子酸而言，由于沸点较低（如：甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯的沸点分别为32.0、57.8、79.8℃）、易挥发，因此分析过程中容易造成损失；此外，在GC-MS分析中，甲酯化产物色谱响应值较低，导致定性分析困难，同时，影响了定量分析检测灵敏度。有机酸检测方面，现有技术还采用将有机酸硅烷化结合GC-MS法进行分析测定，该法虽然灵敏度较高，但是硅烷化试剂成本很高，难于推广应用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种检测灵敏度高、成本低的定量分析溶液中有机酸的方法。

本发明的技术方案是，一种溶液中有机酸的定量分析方法，所述分析方法包括以下步骤：

(1)调整待测溶液pH值至7~10；(2)将待测溶液干燥至固体干燥物析出；(3)干燥物与过量的含强酸5~20%（v/v）的强酸的丁醇溶液进行酯化反应，或者在干燥物中先加丁醇，再加强酸，强酸占混合后强酸丁醇溶液体积比的5~20%；(4)反应完全后，测定所得的有机酸丁酯化产物。

步骤（3）中5~20%（v/v）是指在强酸的丁醇溶液中，强酸所占的体积比为5-20%；也可以采用强酸和丁醇分别添加的方式，比例仍同上，先加丁醇，再加强酸。

根据本发明的溶液中有机酸的定量分析方法，优选的是，所述调整pH值的物质选自氢氧化钠或氨水中的一种。调整待测溶液的pH值至7-10也可以采用其他的碱性试剂，氢氧化钠和氨水只是性能较稳定的两种。

根据本发明的溶液中有机酸的定量分析方法，优选的是，所述干燥温度为90-120℃。本发明对干燥温度无特别要求，只要将溶液充分干燥得到固体干燥物即可。将干燥温度控制在90-120℃，可以在提高干燥效率的同时，使干燥物性能更稳定。更优选的是，干燥温度为100-110℃。

在一个优选的实施方案中，所述强酸选自硫酸、盐酸、硝酸或对羟基苯磺酸中的一种。本发明主要是利用丁醇和待检测的有机酸发生酯化反应，酸起到催化剂的作用。以上强酸只是常用易得的，也可以采用其他种类的强酸。

在一个优选的实施方案中，所述硫酸的丁醇溶液用量为0.5~1.0mL。加入硫酸丁醇溶液的量远远大于酯化反应的需求量就可以，因实际测量时，出于测定工作的便利，待测溶液取样体积一般不大，而待测溶液中有机酸含量很少，故该用量一般都能满足过量的要求。如，常用的取样体积为1-20ml，硫酸的丁醇溶液用量为0.5~1.0mL可以充分满足过量的要求；或者，为了分析工作便利，将有机酸溶液取样体积定为1-10ml，硫酸的丁醇溶液用量为0.5~1.0mL更是可以充分满足过量的要求。

根据本发明的溶液中有机酸的定量分析方法，优选的是，所述酯化反应在70～95℃下进行；所述反应时间为0.5～2.0h。此处0.5～2.0h是经过大量实验检测确定的，与完全反应相比，如果反应不完全，获得的酯化产物色谱响应小。色谱响应达到最大时认为反应是完全的。

优选的是，所述有机酸丁酯化产物采用有机溶剂萃取后再采用GC-MS测定。萃取后测定可以减少水和酸直接进入GC-MS检测系统对仪器的损伤。

更进一步地，所述有机酸丁酯化产物先加适量水，然后采用有机溶剂萃取后再用GC-MS测定。先加适量水，可以使不溶物分离出来，则用有机溶剂萃取的步骤就更方便。优选的是，水的用量可以控制在有机酸丁酯化产物体积的2-4倍，即基本为强酸丁醇溶液加入体积的2-4倍。