正辛醇-水分配系数的测定

一、实验目的与内容 实验目的： 实验内容: 了解和掌握测定有机物KOW的原理和方法; 掌握气相色谱仪的使用原理和操作方法; 确定苯在正辛醇-水相中达到平衡的时间; 用摇瓶法测定苯的KOW ; 气相色谱测定水相中苯的含量。

二、实验原理 正辛醇-水系统常用于模拟生物体系 有机物KOW ：平衡状态下，化合物在正辛醇相和水相 与生物体内的碳水化合物和脂肪结构类似 中浓度的比值 疏水基团 与生物体内的碳水化合物和脂肪结构类似 亲水基团 正辛醇-水系统常用于模拟生物体系

测定方法: 摇瓶法、产生柱法、高效液相色谱法 正辛醇/水分配系数KOW 反映了有机物的疏水性或脂溶性大小 KOW越大，表明化合物越易溶于非极性介质中，越易被生物体细胞吸收 反映有机物在水中环境行为的重要参数 有机物的水溶解性，土壤沉积物吸附系数，生物富集因子及毒理学性质都与其KOW有关 测定方法: 摇瓶法、产生柱法、高效液相色谱法

摇瓶法: 产生柱法: 加入一定体积正辛醇饱和的蒸馏水; 恒温(20-25 ℃)，振荡平衡，离心，测定水相浓度; 计算分配系数KOW 取一定体积用水饱和的正辛醇制备的目标物溶液; 加入一定体积正辛醇饱和的蒸馏水; 恒温(20-25 ℃)，振荡平衡，离心，测定水相浓度; 计算分配系数KOW 产生柱法: 将一定体积目标物的水饱和的正辛醇溶液加入产生柱; 使用一定体积正辛醇饱和的蒸馏水循环通过恒温(25±0.5℃)的 产生柱中的正辛醇层; 连续测定五个水相浓度，至两相平衡，测定分配系数

lgk = b0 + b1CB +b2lgCB 高效液相色谱间接测定法 HPLC中，溶质的容量因子(k)与流动相组成(CB)的基本方程为: b0, b1, b2: 回归系数 lgk = b0 + b1CB +b2lgCB 在测定温度下优化流动相组成; 在此条件下测定参比物及待测物的容量因子; 建立参比物lgk与 lgKOW的相关方程; 通过此方程计算待测物的lgKOW

三、实验材料与方法 仪器 仪器条件 柱温65 ℃，进样器120 ℃，检测器(FID) 140 ℃； 恒温振荡器; 离心机; 气相色谱仪(氢火焰离子化检 测器);10 µL微量进样器; 5 mL和10mL具塞离心管干;各种规格移液管若干 仪器条件 柱温65 ℃，进样器120 ℃，检测器(FID) 140 ℃； 载气流速 30 mL/min，氢气流速 30 mL/min，空气流速 300 mL/min；进样量1 µL

试剂 溶剂的预饱和: 测定lgKOW前，将正辛醇和二次蒸馏水在振荡器上振荡24 h, 使其相互饱和，静置分层后，两相分离，分别保存备用 平衡时，有机相含有2.3 mol/L的水，水相中含有4.5×10-3 mol/L的正辛醇，备用 苯标准储备液: 配置80.0 mg/L苯的甲醇溶液，备用 样品溶液的制备: 准确移取80.0 mg/L苯的甲醇溶液 1 mL，用水饱和的正辛醇溶液定容至10 mL，备用 二硫化碳(经重蒸处理)

四 实验步骤 1、绘制标准曲线 取80.0 mg/L的苯的标准储备液1mL于100 mL容量瓶中，蒸馏水稀释至标线，摇匀; 分别向离心管中加入100 µL CS2，充分振摇后离心机离心分离，自CS2层中移取1 µL进行色谱分析; 绘制浓度-峰面积校正曲线

2、平衡时间的测定 取样品溶液1 mL至10 mL具塞离心管中，加入正辛醇饱和的蒸馏水 至刻度，盖紧塞子，置于振荡器上振荡 测定不同时间时水相中有机物的含量 水相中有机物浓度达到平衡时的时间即为有机物在正辛醇相和水 相中达到平衡时的时间

3、摇瓶法测定 在浓度小于0.01 mol/L(正辛醇相)下进行分配系数测定，并至少要做两种不同浓度的实验，通常第一个浓度为第二个浓度的10倍。 振荡时间采用实验步骤2中所得的平衡时间。 取1.00 mL样品溶液于10 mL具塞离心管中，加入9.00 mL用正辛醇饱和的蒸馏水，恒温振荡器(25℃±0.5 ℃) 振荡，平衡后离心分离，用滴管小心吸去有机相；再离心，吸去残留有机相。

3、摇瓶法测定 取水样时，为避免正辛醇的污染，可利用带针头的玻璃注射器移取水样。 首先在注射器内吸入部分空气，当注射器通过正辛醇相时轻轻排出空气，在水相中吸取足够的水量时，迅速从溶液中抽出注射器，拆下针头后，即可获得无正辛醇污染的水。 从水相中取5 mL于离心管中，加入100 µL CS2充分震摇后，离心机破乳，取1 µL CS2层进行色谱分析，得苯的峰面积，由校正曲线计算出水相中苯的浓度。 平行测定三份，同时作空白实验。

五、结果与讨论 KOW = C/CW CO：有机化合物在正辛醇相中的初始浓度，(µg/mL)； KOW: 正辛醇/水分配系数，常以lgKOW来表示； C: 达到平衡时有机化合物在正辛醇相中浓度 (µg/mL); CW: 达到平衡时有机化合物在水相中浓度 (µg/mL). CO：有机化合物在正辛醇相中的初始浓度，(µg/mL)； CW：达到平衡时有机化合物在水相中浓度，(µg/mL)； VO：正辛醇相的体积，(mL)；VW：水相体积 (mL)

六、注意事项 化合物若是有机酸碱，应在水相中加入缓冲剂，使pH至少与未解离成分时的pKa值相差三个单位 ； 摇瓶法测定分配系数速度较快，但存在有机物易形成胶体颗粒、挥发、吸附等缺点 ； 摇瓶法仅限于lgKOW < 5的化合物，对于疏水性强的化合物通常用产生柱法。

七、问题与思考 1、为何要在小于0.01 mol/L(正辛醇相)浓度下进行KOW的测定？ 2、KOW与化合物在正辛醇中的溶解度和水中 溶解度之比不同，这是为什么？