挥发性脂肪酸的测定.docx
挥发性脂肪酸(VFA)的测定一碳酸氢盐碱度和VFA分析的联合滴定法挥发性脂肪酸(VFA)是厌氧消化过程的重要中间产物，甲烷菌主要采用VFA形成甲烷，只有少部分甲烷由CO2和H?生成。但CO?和H?的生成也经过高分子有机物形成VFA的中间过程。由此看来，形成甲烷的过程离不开VFA的形成，但是VFA在厌氧反应器中的积累能反映出甲烷菌的不活跃状态或反应器操作条件的恶化，较高的VFA(例如乙酸)浓度对甲烷菌有抑制作用。因此在反应器运行中，出水VFA用作重要的掌握指标。在VFA测定中，常进行VFA总量测定，其单位以mmol/L或换算为按乙酸计，以单位mg/L表示。对VFA中各种低级脂肪酸(乙酸、丙酸)的分别定量分析也是重要的，有时常需要知道以COD表示的VFA的量(即VFA以单位mgCOD/L)表示，此时也需要知道VFA中各种有机酸的含量，因此它们换算为COD的换算系数是不同的。VFA包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸以及它们的异构体。在运转良好的高速厌氧反应器中，VFA中乙酸可占有很高的比例，但当反应器运行状态不好时，丙、丁酸浓度会提升。(1)分析原理厌氧处理中会产生大量的CO2,在反应器条件下(pH68之间)，这些CO?主要以HCO；形成存在。这是厌氧处理中最重要的PH缓冲物，由HCO或主要由HCO3-引起的碱度称为碳酸氢盐碱度。HC(V产生最大缓冲力量的范围约在PH67。如前所述，HCo可以通过滴定测定，但测定过程受到其它一些阴离子的干扰，其中发酵液中常含有的VFA的阴离子是影响碳酸氢盐碱度的主要因素。为此，在荷兰进展了碳酸氢盐碱度和VFA同时进行测量的方法。其原理如下：水样先以0.1000moI/L的HCI标准溶液滴定至pH3,在这一PH值下，全部He(V被完全转化为H2CO3,VFA也几乎完全地转化为其非离子形式。此后，已被滴定至pH3的水样在如图所示的带回流冷凝器的烧瓶中煮沸，全部转化为HzCOj的HCO将分解为CO?和HzO,其中CO2完全由其中溢出，而VFA则由于有回流冷凝器而保留在水样中。然后水样以0.100OnIOl/L的NaOH标准溶液滴定至pH6.5,在此PH下，全部的VFA和其他弱酸将被转化为其离子形式。由使用的HCl和NaOH标准溶液的量，即可计算出碳酸盐碱度和VFA的浓度。由此得到的结果更易于推断水样在厌氧条件下的缓冲力量。(2)仪器1 .250ml带磨口烧瓶，25Oml烧杯；2 .10ml半微量酸式滴定管；3 .10ml半微量碱式滴定管；4 .回流冷凝器；5 .自动电位滴定计；(3)试剂6 .无二氧化碳水用于制备标准溶液及稀释用的蒸馆水或去离子水，临用前煮沸15min,冷却至室温。PH值应大于6.0,电导率小于2scm07 .酚歌指示液称取Ig酚酿溶于100ml95%乙醇中，用0.Imol氢氧化钠标准溶液滴定至消失淡红色为止。8 .甲基橙指示剂称取01g甲基橙溶于100ml蒸馅水中。9 .碳酸钠标准溶液(1/2Na2CO3=O.0250molL)称取1.392g(于250烘干4h)的无水碳酸钠(NazCCh),溶于少量无二氧化碳水中，移入100oml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。贮于聚乙烯瓶中，保存时间不要超过一周。10 盐酸标准溶液(0.0250molL)用分度吸管吸取2.1ml浓盐酸(p=1.19gml),并用蒸馅水稀释至IOoomI,此溶液浓度七0.025OmOI/L。其精确浓度按下法标定：用无分度吸管吸取25.00ml碳酸钠标准溶液于250ml锥形瓶中，加无二氧化碳水稀释至约100rTlI,加入3滴甲基橙指示液，用盐酸标准溶液滴定至由桔黄色刚变成桔红色，纪录盐酸标准液用量。安下式计算其精确度：式中，c一盐酸标准溶液浓度(molL);V一盐酸标准溶液用量(ml)。11 氢氧化钠标准溶液(0.0250molL)称取60g氢氧化钠，溶于50ml水中，冷却后移入聚乙烯细口瓶中，盖紧瓶盖静置4d以上。然后吸取上层澄清溶液1.4ml,用水稀释至100OnlI,此溶液约为OOlrTolL0其精确浓度可用邻苯二甲酸氢钾标定，标定方法如下：取基准试剂级邻苯二甲酸氢钾在105°C710°C烘干至恒重。精确称取三份，每份约0.1g(称准至0.0001g),分别置于25Oml锥形瓶中，加入100ml水，稍加热使之溶解。然后加入4滴酚酿指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至淡红色不褪为止。纪录下氢氧化钠标准溶液的用量(ml),并按下式计算其浓度：式中，12 氢氧化钠标准溶浓度(molL);V一氢氧化钠标准溶用量(ml);G一邻苯二甲酸氢钾重量(g);204.22一苯二甲酸氢钾(KH4C8HA)摩尔质量(gmoI)。(4)操作步骤按自动电位计说明书安装、校正好电位计，以蒸储水清洗电极。用移液管吸取过滤后的水样Vrnl(其中含有VFA的量不超过3mmol),加入250ml烧杯中。将样品水温调制(25±2),将盛有此样品的25Oml烧杯置于滴定台上，投入长约1.5Crn的磁力搅拌棒，打开搅拌开关并调置肯定搅拌强度，小新将电极放入烧杯的液面下。假如此样品水样的PH高于6.5,则精确调整至6.5。然后在自动电位滴定计上滴定此水样至pH3.0,消耗的0.1000moI/LHCI记作ZmlO将此水样转移至磨口锥形瓶中，加入沸石或玻璃珠少许，按图安装好回流冷凝器。打开冷却水，加热至沸腾并维持3min以上，撤离酒精灯并等待2Tlin,将溶液移回25Oml烧杯。以NaOH标准溶液滴定至pH=6.5,消耗的NaOH标准溶液记作bmo(5)结果计算式中，Ca-标准HCl溶液的浓度(mol/L);Cb-标准NaoH溶液的浓度(moI/Do
