基于移動反應(yīng)界面的電泳中和滴定新原理和新方法.pdf

1、近年來,移動反應(yīng)界面(Moving Reaction Boundary,MRB)的理論與實驗研究發(fā)展迅速。在分析化學(xué)領(lǐng)域中,應(yīng)用MRB理論,在毛細管電泳(CE)上分離和富集各種兩性物質(zhì)的研究取得了很大的進展,最大可達到對分析物上百萬倍的富集,極大地解決了CE中進樣量低的問題。同時,由移動中和界面(MovingNeutralization Boundary,MNB)理論推導(dǎo)出的判別式,用來判斷界面移動方向并且為等電聚焦動力學(xué)的研究提供了新

2、的視角。本論文的研究工作主要提出一種新的酸堿滴定方法-電遷移酸堿滴定(Electromigration Acid-BaseTitration,EABT),在MNB理論基礎(chǔ)上設(shè)計電遷移酸堿滴定的裝置及其應(yīng)用于強酸強堿和強堿弱酸中和滴定測定未知酸堿的濃度。
　　 具體研究內(nèi)容如下:
　　 1、電遷移酸堿中和滴定裝置在本論文的第二章中,設(shè)計了一種用于電遷移酸堿滴定的裝置,該裝置由連有陽極電泳槽(酸溶液)和陰極電泳槽(堿溶液)的

3、大管施加電壓后氫離子、氫氧根離子在電壓的作用下分別向負極、正極移動產(chǎn)生電遷移酸堿中和反應(yīng)。用蠕動泵分別將陽極電泳槽和陰極電泳槽中的酸堿溶液泵入到大管中,大管的兩端連有電極從而可以記錄下實驗中所施加的電壓。在大管的正下方有一把帶有標準刻度的標尺,并且在大管上方固定CCD相機用來記錄移動中和反應(yīng)界面的移動距離(D),根據(jù)D和濃度作出標準曲線,進而計算有關(guān)酸或堿濃度。該發(fā)明提出一種新的酸堿中和滴定方法用來測定未知酸堿濃度。本發(fā)明可應(yīng)用于強酸強

4、堿滴定／弱酸強堿滴定／蛋白質(zhì)含氮量的分析。
　　 2、強酸(HCl)強堿(NaOH)電遷移酸堿滴定在本論文的第三章中,應(yīng)用第二章設(shè)計的電遷移酸堿滴定裝置,第一次設(shè)計用MNB理論進行電遷移酸堿滴定,本章用HCl、NaOH為例來進行強酸強堿電遷移酸堿滴定。實驗結(jié)果顯示:(1)實驗中所用的瓊脂糖濃度、電壓和背景電解質(zhì)(KCl)濃度對MNB有明顯的影響。(2)在固定酸堿濃度條件下,移動反應(yīng)界面的距離和反應(yīng)時間成一定線性關(guān)系(3)在優(yōu)化條

5、件下,相同時間和NaOH濃度,移動中和界面的距離和自然對數(shù)的不同HCl濃度成線性關(guān)系,用線性曲線可以測定未知酸濃度。(4)實驗驗證了不同酸堿的指示劑對界面移動距離無明顯影響從而可以避免了傳統(tǒng)酸堿中和滴定中指示劑選擇所帶來的誤差。(5)日內(nèi)差和日間差分別少于3.76％和1.59％,表示有很好的準確度和穩(wěn)定性。
　　 3、弱酸(HAc)強堿(NaOH)電遷移酸堿滴定在本論文的第四章中,在第三章HCl(aq)-NaOH(aq)滴定的基

6、礎(chǔ)上,進一步進行NaOH(aq)滴定HAc(aq)的電遷移酸堿滴定,實驗結(jié)果和本文第三章得出的結(jié)果相近。(1)實驗中所用的瓊脂糖濃度、電壓和背景電解質(zhì)(KCl)濃度對MNB有明顯的影響,即對EABT也有影響。(2)在固定HAc和NaOH濃度條件下,移動反應(yīng)界面的距離(D)和反應(yīng)時間(t)成一定線性關(guān)系,充分說明MNB的遷移速度是勻速運動。(3)在優(yōu)化條件下,遷移時間(t)和NaOH濃度一定的條件下,移動中和界面距離(D)和不同HAc濃度