正辛醇-水分配系數(shù)的測定

正辛醇-水分配系數(shù)的測定

大連理工大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)院一、實驗?zāi)康呐c內(nèi)容實驗?zāi)康模毫私夂驼莆諟y定有機物KOW的原理和方法;掌握氣相色譜儀的使用原理和操作方法;通過測定苯的KOW，深入了解其在評價有機物環(huán)境行為方面的重要性。實驗內(nèi)容:確定苯在正辛醇-水相中達到平衡的時間;用搖瓶法測定苯的KOW;氣相色譜測定水相中苯的含量。二、實驗原理有機物KOW

：平衡狀態(tài)下，化合物在正辛醇相和水相中濃度的比值

親水基團疏水基團與生物體內(nèi)的碳水化合物和脂肪結(jié)構(gòu)類似正辛醇-水系統(tǒng)常用于模擬生物體系

正辛醇/水分配系數(shù)KOW反映了有機物的疏水性或脂溶性大小

KOW越大，表明化合物越易溶于非極性介質(zhì)中，越易被生物體細胞吸收反映有機物在水中環(huán)境行為的重要參數(shù)

有機物的水溶解性，土壤沉積物吸附系數(shù)，生物富集因子及毒理學(xué)性質(zhì)都與其KOW有關(guān)測定方法:搖瓶法、產(chǎn)生柱法、高效液相色譜法

搖瓶法:

取一定體積用水飽和的正辛醇制備的目標(biāo)物溶液;

加入一定體積正辛醇飽和的蒸餾水;

恒溫(20-25℃)，振蕩平衡，離心，測定水相濃度;

計算分配系數(shù)KOW產(chǎn)生柱法:

將一定體積目標(biāo)物的水飽和的正辛醇溶液加入產(chǎn)生柱;

使用一定體積正辛醇飽和的蒸餾水循環(huán)通過恒溫(25±0.5℃)的產(chǎn)生柱中的正辛醇層;

連續(xù)測定五個水相濃度，至兩相平衡，測定分配系數(shù)

高效液相色譜間接測定法

HPLC中，溶質(zhì)的容量因子(k)與流動相組成(CB)的基本方程為:lgk=b0+b1CB+b2lgCB

CB:甲醇的體積百分濃度b0,b1,b2:回歸系數(shù)在測定溫度下優(yōu)化流動相組成;在此條件下測定參比物及待測物的容量因子;建立參比物lgk與lgKOW的相關(guān)方程;通過此方程計算待測物的lgKOW

三、實驗材料與方法儀器

恒溫振蕩器;離心機;氣相色譜儀(氫火焰離子化檢測器);10μL微量進樣器;5mL和10mL具塞離心管干;各種規(guī)格移液管若干儀器條件

柱溫65℃，進樣器120℃，檢測器(FID)140℃；載氣流速30mL/min，氫氣流速30mL/min，空氣流速300mL/min；進樣量1μL

試劑

溶劑的預(yù)飽和:

測定lgKOW前，將正辛醇和二次蒸餾水在振蕩器上振蕩24h,使其相互飽和，靜置分層后，兩相分離，分別保存?zhèn)溆闷胶鈺r，有機相含有2.3mol/L的水，水相中含有4.5×10-3mol/L的正辛醇，備用苯標(biāo)準(zhǔn)儲備液:

配置80.0mg/L苯的甲醇溶液，備用樣品溶液的制備:

準(zhǔn)確移取80.0mg/L苯的甲醇溶液

1mL，用水飽和的正辛醇溶液定容至10mL，備用二硫化碳(經(jīng)重蒸處理)四實驗步驟1、繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線取80.0mg/L的苯的標(biāo)準(zhǔn)儲備液1mL于100mL容量瓶中，蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻;分別取0，0.5，1.5，2.0，3.0，4.0，5.0mL該溶液于5mL離心管中，蒸餾水定容;分別向離心管中加入100μLCS2，充分振搖后離心機離心分離，自CS2層中移取1μL進行色譜分析;繪制濃度-峰面積校正曲線2、平衡時間的測定取樣品溶液1mL至10mL具塞離心管中，加入正辛醇飽和的蒸餾水至刻度，蓋緊塞子，置于振蕩器上振蕩測定不同時間時水相中有機物的含量水相中有機物濃度達到平衡時的時間即為有機物在正辛醇相和水相中達到平衡時的時間3、搖瓶法測定

在濃度小于0.01mol/L(正辛醇相)下進行分配系數(shù)測定，并至少要做兩種不同濃度的實驗，通常第一個濃度為第二個濃度的10倍。振蕩時間采用實驗步驟2中所得的平衡時間。

取1.00mL樣品溶液于10mL具塞離心管中，加入9.00mL用正辛醇飽和的蒸餾水，恒溫振蕩器(25℃±0.5℃)振蕩，平衡后離心分離，用滴管小心吸去有機相；再離心，吸去殘留有機相。

3、搖瓶法測定取水樣時，為避免正辛醇的污染，可利用帶針頭的玻璃注射器移取水樣。首先在注射器內(nèi)吸入部分空氣，當(dāng)注射器通過正辛醇相時輕輕排出空氣，在水相中吸取足夠的水量時，迅速從溶液中抽出注射器，拆下針頭后，即可獲得無正辛醇污染的水。從水相中取5mL于離心管中，加入100μLCS2充分震搖后，離心機破乳，取1μLCS2層進行色譜分析，得苯的峰面積，由校正曲線計算出水相中苯的濃度。

平行測定三份，同時作空白實驗。

五、結(jié)果與討論KOW:正辛醇/水分配系數(shù)，常以lgKOW來表示；C:達到平衡時有機化合物在正辛醇相中濃度(μg/mL);CW:達到平衡時有機化合物在水相中濃度(μg/mL).

KOW=C/CW

CO：有機化合物在正辛醇相中的初始濃度，(μg/mL)；CW：達到平衡時有機化合物在水相中濃度，(μg/mL)；VO：正辛醇相的體積，(mL)；VW：水相體積(mL)六、注意事項化合物若是有機酸堿，應(yīng)在水相中加入緩沖劑，使pH至少與未解離成分時的pKa值相差三個單位；搖瓶法測定分配系數(shù)速度較快，但存在有機物易形成膠體顆粒、揮發(fā)、吸附等缺點；搖瓶法僅限于lgKOW<5的化合