氟化物樣品中CHN元素的測定

2020-11-02

綜述

含氟有機化合物具有*的性質，在生命科學的各個領域，特別是在藥物和作物保護方面有著尤為重要的作用。例如，許多含氟化合物，氟硅酸鹽(SiF6)^-2，用于工業溶液中，如殺蟲劑和防腐劑。在低濃度下用于牙膏和漱口水方面等。聚四氟乙烯（PTFE–聚四氟乙烯）也可用于汽車工業和特殊容器（如不粘鍋）的生產中。此外，一些含氟的碳氫化合物被用于非常穩定的潤滑劑油的生產。近些年來含氟藥物已成為藥物化學的重要工具。很多氟化合物被開發和測試，以提高代謝穩定性，這會影響到人體的酸堿度水平。故對于含氟化合物的測定就有著尤為重要的意義。

在有機元素分析中，含氟有機物，特別是高氟、全氟有機物中碳氫氮元素的微量分析是長期困擾人們的一個難題。這不僅僅是因為C-F鍵穩定性強，不易斷裂，更重要的原因是含氟有機物燃燒產物氟化氫可與二氧化硅反應生成揮發性的SiF₄，從而引入分析誤差，同時嚴重腐蝕氣路管壁，縮短儀器使用壽命。而高氟甚至全氟有機物中H元素含量很低，甚至為零。在燃燒分解過程中有機物中的氫原子明顯不足，從而導致直接與碳化合而生成CF₄。CF₄穩定性*，不易分解，在燃燒產物的分類過程中緊跟著氮氣出峰，熱導檢測器無法對此加以區分，因而造成碳值的負誤差及氮值的正誤差。

鑒于上述原因，通常的元素分析儀一般不推薦直接分析含氟特別是高氟、全氟有機物。針對于該類樣品，FlashSmart元素分析儀推出專門的應用解決方案，使用F^-吸收劑，吸收樣品中的F^-，促進含F樣品的充分燃燒，消除CF₄的產生。其填裝示意圖如下：

圖1：填裝示意圖

待測物結構式

測定結果

結論：

表中列出了5次分析的不同含氟化合物的理論值和實驗值的比較。所獲得的數據證明了系統對該類型樣品的重現性和結果的準確性。沒有觀察到記憶效應，也就是說沒有氟的干擾。

在含鹵素分析中，只有氟化物會影響CHN的測定，因為它會導致氫峰的拖尾或分叉。使用一種特殊的填料，放置在燃燒反應管的高溫部分，消除了氟化合物的高活性，使CHN的定量測定具有良好的準確度和精密度。