如何测定糠醛含量：容量法测定原理解析

测定方法是将试样与12%（质量分数）盐酸共沸，使试样中的聚戊糖转化为糠醛。用容量法（溴化法）定量地测定蒸馏出来的糠醛含量，然后换算成聚戊糖含量。

（一）聚戊糖转化为糠醛的反应原理及其影响因素

1.蒸馏反应原理

试样与12%盐酸共沸，使试样中的聚戊糖水解生成戊糖，戊糖进一步脱水转化为糠醛，并将蒸馏出的糠醛经冷凝后收集于接收瓶中。反应式如下：

2.影响蒸馏的因素

试样蒸馏时，糠醛的得率是影响测定结果的最重要的指标。由于各种反应因素的影响，会使得糠醛得率产生误差。因此，在测定时常采取一些有效措施，以保证测定结果的准确性。糠醛得率的主要影响因素和采取的措施如下所述。

（1）盐酸浓度的影响

盐酸的浓度直接影响蒸馏的效果，目前标准测定方法多采用12%（质量分数）的盐酸来蒸馏试样。同时，为了要尽可能地使蒸馏过程中酸的浓度保持在恒定的范围之内，通常采取的措施是：

① 在蒸馏时加入一定量的食盐（氯化钠），以使酸的浓度在蒸馏过程中保持在比较恒定的范围。同时，加入食盐也可以提高溶液的沸点，以达到较高转化温度的要求。

② 在蒸馏过程中，馏出液的量是以加入新盐酸的方法来补充的，由于补加盐酸是间断加入（一般每次30mL），因而在蒸馏过程中，盐酸的浓度会发生变化（变化范围为12%～21%）。为了保持蒸馏过程中盐酸浓度的变化范围相对较小，操作中必须严格控制补加盐酸溶液的时间和数量，以提高糠醛的得率。

（2）蒸馏速度的影响

蒸馏速度是蒸馏的重要影响因素之一。提高蒸馏速度可以减少糠醛在蒸馏过程中的分解；但若蒸馏速度太快，则因糠醛不能从反应物中完全分离出来，而影响测定结果。标准测定方法规定，控制10min内蒸馏出30mL馏出液；当原料试样质量为1～2g时，使糠醛完全蒸馏出来的馏出液总量应为300～360mL。蒸馏温度是实现蒸馏速度的保证。糠醛的沸点为162℃，一般蒸馏温度为164～166℃。若温度太高，糠醛可能分解。采用可控温电炉加热的方法，可以达到控制蒸馏速度的要求。

（3）试样中其他易挥发物质的影响

由于植物纤维原料成分复杂，在试样蒸馏过程中，除聚戊糖可以转化为糠醛外，其他一些物质也可能形成糠醛，因而造成测定结果的误差。例如，试样中含有聚甲基戊糖，能产生甲基糠醛（沸点为187℃）；聚糖醛酸和聚糠醛酸苷水解分离出二氧化碳，并转化成糠醛；聚己糖水解成己糖，再脱水形成羟甲基糠醛；果胶与盐酸加热时亦可生成糠醛。上述副反应将会使糠醛测量结果偏高。此外，木素和丹宁在盐酸的作用下能与糠醛生成缩合物，因此可能减少蒸馏液中糠醛的含量。

（二）容量法（溴化法）测定糠醛含量的原理(www.xing528.com)

蒸馏产生的糠醛，可采用容量法（溴化法）进行定量测定。

溴化法是基于加入一定量溴化物与溴酸盐的混合液于糠醛馏出液中，溴即按下式析出，并与糖醛作用：

5KBr+KBrO₃+6HCl →3Br₂+6KCl+3H₂O

过剩的溴在加入碘化钾后，立即析出碘。再用硫代硫酸钠标准溶液以淀粉为指示剂进行反滴定，即可求得溴的实际消耗量，由此可计算出糠醛的含量，然后再计算出聚戊糖的含量。其反应式如下：

3Br₂+6KI →3I₂+6KBr

3I₂+6Na₂S₂O₃→6NaI+3Na₂S₄O₆

溴与糠醛的反应因条件不同而异，通常分为二溴化法和四溴化法两种。可根据具体情况选择。

根据鲍威尔和维达克等人的研究，含糠醛的溶液在室温下与过量溴作用1h，1摩尔的糠醛可与4.05摩尔的溴化合，称为四溴化法。反应式如下：

如温度在0～2℃作用5min时，则1摩尔糠醛将与2摩尔溴化合，称为二溴化法。反应式如下：

两种溴化法相比，二溴化法准确度较高，用已知糠醛含量的溶液进行测定，其准确度达0.4%以上；试验还表明溴化时间延长60min，溴被进一步消耗的量亦很少。因此一般认为二溴化法较四溴化法准确度高。但四溴化法如能严格控制溴化时的温度在20～25℃，其准确度也不次于二溴化法。

图2-2 糠醛蒸馏装置

1—圆底烧瓶 2—冷凝器 3—滴液漏斗 4—接收瓶

总之，不论采用何种方法，均须严格控制各自所规定的反应温度和时间等条件，以保证结果的准确性。