揮發(fā)性脂肪酸（vfa）的測定_secret

1、第 PAGE 3 頁 共 NUMPAGES 3頁揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的測定 -碳酸氫鹽堿度和VFA分析的聯(lián)合滴定法揮發(fā)性脂肪酸（VFA）是厭氧消化過程的重要中間產(chǎn)物，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷，只有少部分甲烷由CO2和H2生成。但CO2和H2的生成也經(jīng)過高分子有機物形成VFA的中間過程。由此看來，形成甲烷的過程離不開VFA的形成，但是VFA在厭氧反應(yīng)器中的積累能反映出甲烷菌的不活躍狀態(tài)或反應(yīng)器操作條件的惡化，較高的VFA（例如乙酸）濃度對甲烷菌有抑制作用。因此在反應(yīng)器運行中，出水VFA用作重要的控制指標(biāo)。在VFA測定中，常進行VFA總量測定，其單位以mmol/L或換算為按乙酸計，以單位mg

2、/L表示。對VFA中各種低級脂肪酸（乙酸、丙酸）的分別定量分析也是重要的，有時常需要知道以COD表示的VFA的量（即VFA以單位mgCOD/L）表示，此時也需要知道VFA中各種有機酸的含量，因此它們換算為COD的換算系數(shù)是不同的。VFA包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸以及它們的異構(gòu)體。在運轉(zhuǎn)良好的高速厭氧反應(yīng)器中，VFA中乙酸可占有很高的比例，但當(dāng)反應(yīng)器運行狀態(tài)不好時，丙、丁酸濃度會上升。（1）分析原理厭氧處理中會產(chǎn)生大量的CO2，在反應(yīng)器條件下（pH68之間），這些CO2主要以HCO3-形成存在。這是厭氧處理中最重要的pH緩沖物，由HCO3-或主要由HCO3-引起的堿度稱為碳酸氫鹽堿度

3、。HCO3-產(chǎn)生最大緩沖能力的范圍約在pH67。如前所述，HCO3-可以通過滴定測定，但測定過程受到其它一些陰離子的干擾，其中發(fā)酵液中常含有的VFA的陰離子是影響碳酸氫鹽堿度的主要因素。為此，在荷蘭發(fā)展了碳酸氫鹽堿度和VFA同時進行測量的方法。其原理如下：水樣先以0.1000mol/L的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH3，在這一pH值下，所有HCO3-被完全轉(zhuǎn)化為H2CO3，VFA也幾乎完全地轉(zhuǎn)化為其非離子形式。此后，已被滴定至pH3的水樣在如圖所示的帶回流冷凝器的燒瓶中煮沸，所有轉(zhuǎn)化為H2CO3的HCO3-將分解為CO2和H2O，其中CO2完全由其中溢出，而VFA則因為有回流冷凝器而保留在水樣中。然

4、后水樣以0.1000 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH6.5，在此pH下，所有的VFA和其他弱酸將被轉(zhuǎn)化為其離子形式。由使用的HCl和NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，即可計算出碳酸鹽堿度和VFA的濃度。由此得到的結(jié)果更易于判斷水樣在厭氧條件下的緩沖能力。（2）儀器1250ml帶磨口燒瓶，250ml燒杯；210ml半微量酸式滴定管；310ml半微量堿式滴定管；4回流冷凝器；自動電位滴定計；（3）試劑1無二氧化碳水用于制備標(biāo)準(zhǔn)溶液及稀釋用的蒸餾水或去離子水，臨用前煮沸15min，冷卻至室溫。PH值應(yīng)大于6.0，電導(dǎo)率小于2s/cm。2酚酞指示液稱取1g酚酞溶于100ml 95%乙醇中，用0.1mol氫

5、氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至出現(xiàn)淡紅色為止。3甲基橙指示劑稱取0.1g甲基橙溶于100ml蒸餾水中。4碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（1/2 Na2CO3=0.0250 mol/L）稱取1.392g(于250烘干4h)的無水碳酸鈉(Na2CO3)，溶于少量無二氧化碳水中，移入1000ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。貯于聚乙烯瓶中，保存時間不要超過一周。5鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.0250 mol/L）用分度吸管吸取2.1 ml濃鹽酸(=1.19g/ml)，并用蒸餾水稀釋至1000ml,此溶液濃度0.0250 mol/L。其準(zhǔn)確濃度按下法標(biāo)定：用無分度吸管吸取25.00 ml碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液于250 ml錐形瓶中，加無二氧化

6、碳水稀釋至約100ml，加入3滴甲基橙指示液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至由桔黃色剛變成桔紅色，記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液用量。安下式計算其準(zhǔn)確度：式中，c-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol/L）；V-鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液用量（ml）。氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.0250 mol/L）稱取60g氫氧化鈉，溶于50ml水中，冷卻后移入聚乙烯細(xì)口瓶中，蓋緊瓶蓋靜置4d以上。然后吸取上層澄清溶液1.4ml，用水稀釋至1000ml，此溶液約為001mol/L。其精確濃度可用鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定，標(biāo)定方法如下：取基準(zhǔn)試劑級鄰苯二甲酸氫鉀在105-110烘干至恒重。精確稱取三份，每份約0.1g（稱準(zhǔn)至0.0001g），分別置于250ml錐形瓶中，加

7、入100ml水，稍加熱使之溶解。然后加入4滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡紅色不褪為止。記錄下氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量（ml），并按下式計算其濃度：式中，c-氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶濃度（mol/L）；V-氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶用量（ml）；G-鄰苯二甲酸氫鉀重量（g）；204.22-苯二甲酸氫鉀(KH4C8H4O4)摩爾質(zhì)量(g/mol)。（4）操作步驟按自動電位計說明書安裝、校正好電位計，以蒸餾水清洗電極。用移液管吸取過濾后的水樣Vml（其中含有VFA的量不超過3mmol），加入250ml燒杯中。將樣品水溫調(diào)制（252），將盛有此樣品的250ml燒杯置于滴定臺上，投入長約1.5cm的磁力攪拌棒，打開攪拌開關(guān)并調(diào)置一定攪拌強度，小新將電極放入燒杯的液面下。如果此樣品水樣的pH高于6.5，則準(zhǔn)確調(diào)節(jié)至6.5。然后在自動電位滴定計上滴定此水樣至pH3.0，消耗的0.1000mol/LHCl記作Zml。將此水樣轉(zhuǎn)移至磨口錐形瓶中，加入沸石或玻璃珠少許，按圖安裝好回流冷凝器。打開冷卻水，加熱至沸騰并維持3min