影响AHMT法测甲醛标准曲线斜率的主要影响因素探究

影响AHMT法测甲醛标准曲线斜率的主要影响因素探究

王利仙,代丹,陈永良

（河南省建筑科学研究有限公司 河南 郑州 450053）

摘  要：《民用建筑工程室内环境污染控制标准》（GB50325-2020）已于2020年1月16日发布，8月1日正式实施。此次修订将民用建筑室内空气中甲醛检测方法由酚试剂分光光度法变更为AHMT分光光度法。标准实施近两年，依然有不少检测人员困惑于标准曲线不符合GB/T 16129之8.1、8.4的要求。为提高检测结果的准确性，本文从实验室环境温度、显色反应时间等方面对影响AHMT法测甲醛标准曲线斜率高低的主要因素进行了实验探究。

关键词：AHMT法测甲醛标准曲线斜率；实验室环境温度；显色反应时间

引言

随着《民用建筑工程室内环境污染控制标准》（GB50325-2020）的实施，民用建筑室内空气中甲醛检测方法变更为AHMT分光光度法（以下简称AHMT法）。AHMT法测甲醛排除了乙醛、丙醛、正丁醛、丙烯醛、丁烯醛、乙二醛、苯（甲）醛、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、异戊醇、乙酸乙酯的影响及大气中共存的二氧化氮和二氧化硫测定的干扰。使民用建筑室内空气中甲醛检测更准确、更科学。标准实施近两年，依然有不少检测人员困惑于标准曲线不符合GB/T 16129之8.1、8.4的要求，亦即AHMT法标准曲线斜率最好在0.169~0.181之间。本文经反复实验发现：实验室环境温度、缩合及显色反应时间等方面对AHMT法测甲醛标准曲线斜率高低有一定的影响。

1、原理

空气中甲醛与4-氨基-3-联氨-5-疏基-1，2，4-三氮杂茂（简称AHMT）在碱性条件下缩合，然后经高碘酸钾氧化成6-疏基-5-三氮杂茂〔4,3-b〕-S-四氮杂苯紫红色化合物，其色泽深浅与甲醛含量成正比。反应式如下：

    从原理上分析，这是一个甲醛与AHMT的有机缩合反应，外加一个有机化合物被高碘酸钾氧化的反应。有机化学反应最常见的两个特点：一是易出现副反应（方法特性所决定，本实验不讨论！），二是反应速度相对较慢，对温度敏感；反应时间越长，环境温度越高，则反应进行的越彻底（溶液颜色越深）。

2、探究实验部分

2.1 实验准备

本次实验所用试剂除注明外，均为分析纯；所用水均为实验室三级用水。

2.1.1试剂准备

吸收液：称取1g三乙醇胺，0.25g偏重亚硫酸钠和0.25g乙二胺四乙酸二钠溶于水中并稀释至1000mL。

0.5％4-氨基-3-联氨-5-疏基-1，2，4-三氮杂茂（简称AHMT）溶液：称取0.25gAHMT溶于0.5mol/L盐酸中，并稀释至50mL。

5mol/L氢氧化钾溶液：称取28.0g氢氧化钾溶于100mL水中。

1.5％高碘酸钾溶液：称取1.5g高碘酸钾溶于0.2mol/L氢氧化钾溶液中，并稀释至100mL，于水浴上加热溶解，备用。

2mg/L甲醛标准溶液：取一支20mL，浓度为100mg/L水中甲醛标准物质。用吸收液分步进行稀释。具体操作方法：第一步，取10mL甲醛标准物质，用吸收液定容于100mL容量瓶中备用，将标准物质稀释了10倍；第二步，取第一步稀释后的溶液20mL，用吸收液定容于100mL容量瓶中备用，将标准物质稀释了5倍，两次共稀释50倍。

2.1.2仪器准备

将分光光度计调到550nm波长处打开备用。

2.2标准曲线的绘制

取7支10mL具塞比色管，按下表制备标准色列管。

表 1 甲醛标准系列管

各管加入1.0mL 5mol/L氢氧化钾溶液，1.0mL 0.5％AHMT溶液，盖上管塞，轻轻颠倒混匀三次，放置20min。加入0.3mL 1.5％高碘酸钾溶液，充分振摇，放置5min。用10mm比色皿，在波长550nm下，以水为参比，测定各管吸光度。以甲醛含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

2.3影响因素分析：

由标准曲线的绘制过程可提出以下几点影响因素：

2.3.1溶液混合程度

“轻轻颠倒混匀三次”特别注意“颠倒”的次数不宜过多、三次为宜，“颠倒”的速度要慢，重点在“轻”，最终目的是既要混匀，又要不产生气泡。

“充分振摇”的关键在于“振”，“振”的幅度不宜大，“振”次数及时间要“充分”。最终目的依然是既要混匀，又要不产生气泡。

2.3.2 实验室环境

28℃、55%条件下，依次加入1.0mL 5mol/L氢氧化钾溶液，1.0mL 0.5％AHMT溶液，盖上管塞，轻轻颠倒混匀三次，放置20分钟。加入0.3mL 1.5％高碘酸钾溶液，充分振摇，放置5分钟。用10mm比色皿，550nm波长下，以水为参比测各管吸光度。

做了两组实验，结果如下：

表 2 A、B吸光度列表

标准曲线如下：

图 1

24℃、55%条件下，依次加入1.0mL 5mol/L氢氧化钾溶液，1.0mL 0.5％AHMT溶液，盖上管塞，轻轻颠倒混匀三次，放置20分钟。加入0.3mL 1.5％高碘酸钾溶液，充分振摇，放置5分钟。用10mm比色皿，550nm波长下，以水为参比测各管吸光度。

做了两组实验，结果如下：

表 3 C、D吸光度列表

标准曲线如下：

图 2

对比分析在温度28℃和温度24℃条件下图1和图2的标准曲线斜率，可以看出随着温度的降低，标准曲线斜率下降明显。说明室内环境温度影响溶液吸光度，从而对标准曲线斜率产生影响，室温高则曲线斜率高，反之则反之。

2.3.3 甲醛与AHMT缩合时间

24℃、55%条件下，依次加入1.0mL 5mol/L氢氧化钾溶液，1.0mL 0.5％AHMT溶液，盖上管塞，轻轻颠倒混匀三次，放置20分钟。把标准系列管分成3组（0-2、3-4、5-6），分别加入0.3mL 1.5％高碘酸钾溶液，充分振摇，放置5分钟。用10mm比色皿，550nm波长下，以水为参比测各管吸光度。

做了一组实验，结果如下：

表 4 E吸光度列表

标准曲线如下：

图 3

对比分析表3、图2和表4、图3，在没有精确控制前20分钟缩合时间，只对后5min显色时间进行控制，则依然得不到合乎要求的标准曲线，且标准曲线相关性也不理想。

依然是24℃、55%条件下，把标准系列管分成3组（0-2、3-4、5-6）分别加入1.0mL 5mol/L氢氧化钾溶液，1.0mL 0.5％AHMT溶液，盖上管塞，轻轻颠倒混匀三次，放置20分钟（精准计时）。把标准系列管分成3组（0-2、3-4、5-6），分别加入0.3mL 1.5％高碘酸钾溶液，充分振摇，放置5分钟（精准计时）。用10mm比色皿，550nm波长下，以水为参比测各管吸光度。

做了一组实验，结果如下：

表 5  F吸光度列表

标准曲线如下：

图 4

对比分析图3和图4，对甲醛与AHMT缩合时间20分钟进行准确计时，标准曲线斜率下降显著。

2.3.4 加入高碘酸钾后显色时间

依然在室温24℃、相对湿度55%条件下，把标准系列管分成4组（0-1、2-3、4、5-6）分别加入1.0mL 5mol/L氢氧化钾溶液，1.0mL 0.5％AHMT溶液，盖上管塞，轻轻颠倒混匀三次，放置20分钟（精准计时）。把标准系列管分成4组（0-1、2-3、4、5-6），分别加入0.3mL 1.5％高碘酸钾溶液，充分振摇，放置5分钟（精准计时）。用10mm比色皿，550nm波长下，以水为参比测各管吸光度。（注：5分钟的计时方法是从开始加显色剂到放入分光光度计中静置5秒的总时间；充分振摇幅度不应过大，容易产生气泡）

做了一组实验，结果如下：

表 6  G吸光度列表

标准曲线如下：

图 5

对比分析图4和图5，加入高碘酸钾后显色时间5分钟进行严格控制，使溶液倒入比色皿中显色时静置5秒，显色时液体无小气泡现象，标准曲线斜率浮动不大，且标准曲线相关性较好。

3、总结

经过一系列的实验探究，充分说明：要得到合乎要求的AHMT法测甲醛标准曲线一定要同时关注以下因素：溶液混合程度、实验室环境温度、甲醛与AHMT缩合时间，加入高碘酸钾后显色时间。

参考文献

[1]《民用建筑工程室内环境污染控制标准》GB50325-2020。 北京: 中国计划出版社， 2020。

[2]《居住区大气中甲醛卫生检验标准方法 分光光度法》GB/T16129-1995。