制備揮發性有機混合溶液標準物質的容器、裝置及方法與流程

本發明涉及一種玻璃容器，具體涉及一種制備揮發性有機混合溶液標準物質的容器、裝置及方法。

背景技術：

揮發性有機混合溶液標準物質通常采用重量法來制備，即在容量瓶或其他容器中，依次加入多種液體有機純物質，并稱量加入的有機純物質質量，根據每種純物質的質量及其純度，計算混合溶液中該有機化合物的含量。各種液體有機物的揮發性不同，加入順序各異，在制備過程中揮發到環境中，或者容器內溶液上方空間的質量有差別，使得重量法配制結果偏離各有機化合物的實際含量。

有機混合溶液分裝到安瓿瓶時，通常用一根細管從容器底部抽取溶液分配至安瓿瓶，然后迅速用火焰熔封，重復該過程，實現連續分裝。該方法的缺點是制備過程中，容器內溶液上方頂部空間變大，揮發性較強的組分逸出，溶液中該組分含量下降，偏離重量法配制的結果，同時標準物質各組分含量的瓶間均勻性變差。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種制備揮發性有機混合溶液標準物質的容器、裝置及方法。本發明提出的技術方案如下。

一種制備揮發性有機混合溶液標準物質的容器，該容器包括細口瓶、瓶蓋、第一密封塞和第二密封塞；其中，瓶蓋蓋在細口瓶的瓶口上，瓶蓋頂部設有取液通孔和平衡通孔，取液通孔和平衡通孔均與細口瓶內部連通；第一密封塞能放置在取液通孔內，第二密封塞能放置在平衡通孔內。

進一步地，所述容器還包括取液塞和平衡塞，取液塞能放置在取液通孔內，平衡塞能放置在平衡通孔內。

進一步地，取液通孔為螺紋通孔，第一密封塞為實心螺紋塞，取液塞為空心螺紋塞。

進一步地，平衡通孔為螺紋通孔，第二密封塞為實心螺紋塞，平衡塞為空心螺紋塞。

進一步地，空心螺紋塞中設有圓管。

進一步地，取液塞中的圓管下端設有過濾網。

進一步地，所述容器為玻璃容器。

進一步地，細口瓶的瓶口外周緣設有外螺紋，瓶蓋的內周緣設有內螺紋，瓶蓋通過該開口套設在細口瓶的瓶口上，細口瓶瓶口的外螺紋與瓶蓋的內螺紋配合。

一種制備揮發性有機混合溶液標準物質的裝置，該裝置包括兩個如前任一項所述的容器，其中，兩個容器中的第一容器為混合溶液供應容器，第二容器為平衡容器；第一容器的平衡通孔與第二容器的平衡通孔相連通；自動封裝機從第一容器的取液通孔抽取第一容器的細口瓶中的所述揮發性有機混合溶液標準物質進行分裝；第二容器的取液通孔為開放狀態。

一種制備揮發性有機混合溶液標準物質的方法，該方法使用兩個如前任一項所述的容器，所述兩個容器為第一容器和第二容器，包括如下步驟：

步驟S11：用安瓿瓶分別單獨盛裝需要混合的多種液體有機純物質中各易揮發的液體有機純物質，并用減量法計算各易揮發液體有機純物質的質量；

步驟S12：從第一容器的細口瓶的瓶口將各盛裝有易揮發液體有機純物質的安瓿瓶放入第一容器的細口瓶中，并通過第一容器的取液通孔在第一容器的細口瓶中用長針頭注射器分別加入其余液體有機純物質，并分別稱量；在第一容器的取液通孔中放置第一容器的第一密封塞，在第一容器的平衡通孔中放置第一容器的第二密封塞；搖晃第一容器，使放入細口瓶中的每個安瓿瓶均被打碎，并且所有安瓿瓶內盛裝的液體有機純物質和第一容器的細口瓶內加入的液體有機純物質混合均勻，制備得到揮發性有機混合溶液標準物質；

步驟S13：重復步驟S11和步驟S12，以在第二容器的細口瓶中制備出與第一容器的細口瓶中相同的揮發性有機混合溶液標準物質；

步驟S14：第一容器的平衡通孔與第二容器的平衡通孔連通，第二容器的取液通孔為開放狀態；自動封裝機從第一容器的取液通孔抽取第一容器的細口瓶中的所述揮發性有機混合溶液標準物質分裝到各分裝瓶中。

本發明的有益效果：本發明提出的制備揮發性有機混合溶液標準物質的容器、裝置及方法，能夠有效地抑制有機混合溶液標準物質配制過程中易揮發組分的揮發，也能抑制有機混合溶液標準物質分裝過程中易揮發組分的揮發，保證了有機混合溶液標準物質配置和分裝過程的準確性。另外，在分裝過程中雖然細口玻璃瓶的液面降低，頂部空間變大，但是氣相中有機物的組成沒有改變，液相和氣相始終處于平衡狀態，因此液相的組成沒有改變，分配到安瓿瓶的液體組成保持恒定，確保了液體有機混合溶液標準物質的瓶間均勻性。

附圖說明

圖1為本發明提出的用于揮發性有機混合溶液標準物質制備的玻璃容器的結構示意圖；

圖2為本發明提出的瓶蓋的中央螺紋通孔和側螺紋通孔的示意圖；

圖3a為本發明提出的中央通孔實心螺紋塞的結構示意圖；

圖3b為本發明提出的側通孔實心螺紋塞的結構示意圖；

圖4a為本發明提出的中央通孔空心圓管螺紋塞的結構示意圖；

圖4b為本發明提出的側通孔空心圓管螺紋塞的結構示意圖；

圖5為本發明提出的附加平衡瓶標準溶液分裝的結構示意圖；

圖6為本發明提出的制備揮發性有機混合溶液標準物質的方法流程圖；

圖7為采用本發明制備的混合溶液各組分測量結果和常規方法的對比數據。

附圖標記說明：1-細口玻璃瓶；2-外螺紋；3-內螺紋；4-瓶蓋；5-中央螺紋通孔；6-中央通孔實心螺紋塞；7-中央通孔空心圓管螺紋塞；71-第一圓管；8-側螺紋通孔；9-側通孔實心螺紋塞；10-側通孔空心圓管螺紋塞；101-第二圓管；11-過濾網；12-細口玻璃瓶。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。在具體實施例中，以容器的材質為玻璃材質，通過螺紋相互配合的方式對本發明進行描述，但本領域技術人員知曉，本發明并不局限于附圖和以下實施例。

本發明提出的一種制備揮發性有機混合溶液標準物質的容器，如圖1所示。該容器可以為玻璃容器，但本領域技術人員知曉，該容器還可以采用其他材質制作。

該容器包括細口玻璃瓶1和瓶蓋4。

細口玻璃瓶1的容積例如為500mL、1L等。細口玻璃瓶1瓶口的內徑尺寸小于細口玻璃瓶1其他部位的內徑尺寸。細口玻璃瓶1的瓶口外周緣設有外螺紋2。

瓶蓋4底部開口，可套設在細口玻璃瓶1的瓶口上。瓶蓋4的內周緣設有內螺紋3，細口玻璃瓶1瓶口的外螺紋2可與瓶蓋4的內螺紋3緊密配合。優選地，細口玻璃瓶1瓶口的外螺紋2與瓶蓋4的內螺紋3為同一公稱直徑。本領域技術人員可以理解，還可以采用塞入細口瓶瓶口的瓶蓋或者旋入細口瓶瓶口的瓶蓋。

瓶蓋4頂部中央位置設有中央螺紋通孔5，瓶蓋4頂部偏離中央的位置設有側螺紋通孔8，當然，中央螺紋通孔5和側螺紋通孔8的位置也可以改變，只要保證所述中央螺紋通孔5和側螺紋通孔8可以與細口玻璃瓶1的內部相通即可。

中央螺紋通孔5主要是在封裝時便于作為溶液供應瓶的細口玻璃瓶1內部的液體流出，以及便于作為平衡瓶的細口玻璃瓶12吸入空氣；側螺紋通孔8主要是在封裝時與平衡瓶配合以平衡溶液供應瓶內的氣壓，以及保證液體有機混合溶液標準物質的瓶間均勻性，如圖2和圖5所示。優選地，瓶蓋4的中央螺紋通孔5的內徑尺寸是10mm，側螺紋通孔8的內徑尺寸是3mm。

所述中央螺紋通孔5配備有中央通孔實心螺紋塞6和中央通孔空心圓管螺紋塞7，如圖3a和圖4a所示，中央通孔空心圓管螺紋塞7的中央位置設有第一圓管71，第一圓管71下端有過濾網11，如圖5所示；中央通孔實心螺紋塞6的外螺紋和中央通孔空心圓管螺紋塞7的外螺紋均可與中央螺紋通孔5的內螺紋緊密配合，優選地，中央通孔實心螺紋塞6的外螺紋和中央通孔空心圓管螺紋塞7的外螺紋均與中央螺紋通孔5的內螺紋為同一公稱直徑。

所述側螺紋通孔8配備有側通孔實心螺紋塞9和側通孔空心圓管螺紋塞10，如圖3b和圖4b所示，側通孔空心圓管螺紋塞10的中央位置設有第二圓管101；側通孔實心螺紋塞9的外螺紋和側通孔空心圓管螺紋塞10的外螺紋均可與側螺紋通孔8的內螺紋緊密配合；側通孔實心螺紋塞9的外螺紋和側通孔空心圓管螺紋塞10的外螺紋均與側螺紋通孔8的內螺紋為同一公稱直徑。

使用該玻璃容器制備揮發性有機混合溶液標準物質的過程結合圖1至圖6進行描述。

步驟S11、易揮發液體有機純物質的稱量：用分析天平按順序準確稱量第一個安瓿瓶的瓶質量，將第一種易揮發液體有機純物質移入安瓿瓶中，用熔封機熔封第一個安瓿瓶，準確稱量熔封后的第一個安瓿瓶的總質量，該總質量減去第一安瓿瓶的瓶質量和熔斷的瓶帽質量后，得到該第一種易揮發液體有機純物質的質量。按照相同的方法，依次將其他幾種需要混合的易揮發液體有機純物質分別封入安瓿瓶中，并分別計算出各個易揮發液體有機純物質的質量。

步驟S12、揮發性有機混合溶液標準物質的制備：將各個盛裝有易揮發液體有機純物質的安瓿瓶放入細口玻璃瓶1中，在瓶蓋4的中央螺紋通孔5旋入中央通孔實心螺紋塞6，在側螺紋通孔8旋入側通孔實心螺紋塞9，再將瓶蓋4通過其內螺紋3旋在細口玻璃瓶1的外螺紋2上；然后將中央通孔實心螺紋塞6從中央螺紋通孔5取下，用長針頭注射器吸取作為溶質的第一種揮發性小的液體有機純物質，長針頭注射器的長針頭穿過中央螺紋通孔5，長針頭不能碰到瓶蓋4和細口玻璃瓶1，也不能插入細口玻璃瓶1內的溶液中，在盡量靠近溶質液面上方處，緩緩將長針頭注射器內的第一種揮發性小的液體有機純物質注入細口玻璃瓶1內，待注入完畢后，將長針頭注射器取出，中央通孔實心螺紋塞6再次旋在中央螺紋通孔5上。

在加入第一種揮發性小的液體有機純物質前后，分別用分析天平稱量細口玻璃瓶1的質量，用減量法計算得到加入的第一種揮發性小的液體有機純物質的質量。按照相同的方法，依次加入其他幾種需要混合的揮發性小的液體有機純物質，并計算每一種液體有機純物質的質量，直至全部液體有機純物質加入并稱量完畢。劇烈搖晃細口玻璃瓶1，使放入的每個安瓿瓶均被打碎，并且所有安瓿瓶內盛裝的有機純物質和細口玻璃瓶1內的所有溶質混合均勻。

其中，混合溶液中某種有機化合物的含量按如下公式計算：

公式(1)中：

x_i,0——混合溶液中第i種有機化合物的含量，％；

Purity_i——第i種有機純物質的純度，％；

m_i——混合溶液中第i種有機純物質的質量，g；

——混合溶液的總質量，g。

步驟S13、平衡瓶的制備：根據前述步驟S11和步驟S12，再在細口玻璃瓶12中制備與細口玻璃瓶1中相同的揮發性有機混合溶液。

步驟S14、封裝設備的連接：在細口玻璃瓶1的中央螺紋通孔5中旋入中央通孔空心圓管螺紋塞7，在細口玻璃瓶12的中央螺紋通孔5中旋入中央通孔空心圓管螺紋塞7；細口玻璃瓶1的第一圓管71的下端和細口玻璃瓶12的第一圓管71的下端均伸到瓶底，第一圓管下端的過濾網11用來過濾安瓿瓶碎片；細口玻璃瓶1的第一圓管71的上端與安瓿瓶自動封裝機的液體進樣管連接，細口玻璃瓶12的第一圓管71的上端暴露在空氣中。

在細口玻璃瓶1的側螺紋通孔8中旋入側通孔空心圓管螺紋塞10，在細口玻璃瓶12的側螺紋通孔8中旋入側通孔空心圓管螺紋塞10，細口玻璃瓶1的側通孔空心圓管螺紋塞10和細口玻璃瓶12的側通孔空心圓管螺紋塞10共用同一根第二圓管101，該第二圓管101一端伸入細口玻璃瓶1內，另一端伸入細口玻璃瓶12內，細口玻璃瓶1通過第二圓管101與細口玻璃瓶12連通。

步驟S15、溶液的分配和封裝：安瓿瓶自動封裝機抽取細口玻璃瓶1內的溶液分配到5mL容積的安瓿瓶中，每瓶2mL溶液，隨后用火焰對裝有溶液的安瓿瓶快速封口；如此連續分配溶液，封裝，直至全部溶液分裝完畢。

安瓿瓶自動封裝機抽取細口玻璃瓶1中的溶液時，在細口玻璃瓶1中形成負壓，由于細口玻璃瓶1通過第二圓管101與細口玻璃瓶12連通，細口玻璃瓶12的第一圓管71的上端暴露在空氣中，此時空氣從細口玻璃瓶12的第一圓管71進入，形成氣泡逸出液面，進入細口玻璃瓶12的第二圓管101，經由管路進入細口玻璃瓶1的第二圓管101，維持細口玻璃瓶1內的氣壓平衡。

另外，進入細口玻璃瓶12的空氣經過液體飽和后，進入細口玻璃瓶12溶液上方頂部空間，其組成與細口玻璃瓶1溶液上方頂部空間的空氣一致；因此在分裝過程中雖然細口玻璃瓶1的液面降低，頂部空間變大，但是氣相中有機物的組成沒有改變，液相和氣相始終處于平衡狀態，因此液相的組成沒有改變，分配到安瓿瓶的液體組成保持恒定，確保了液體有機混合溶液標準物質的瓶間均勻性。

下面以三種制備揮發性有機混合溶液標準物質的方法為例進行對比說明，這三種方法分別是常規方法、帶平衡瓶分裝的方法，以及本發明提出的安瓿瓶稱量揮發性有機物和帶平衡瓶分裝的方法。

(1)常規方法制備揮發性有機混合溶液標準物質

按揮發性由弱到強的順序，向容積為1L的細口玻璃瓶中依次加入叔丁醇、乙醇、甲醇、甲基叔丁基醚(MTBE)和乙二醇二甲醚(DME)各20mL，并用分析天平準確稱量各個液體有機純物質的質量。然后加入900mL異辛烷并準確稱重。旋上瓶蓋，將溶液搖勻。將一根圓管穿過細口玻璃瓶瓶蓋，圓管下端接近玻璃瓶底，圓管上端連接封裝機液體進樣口。分裝時，抽取2mL溶液分配至容量為5mL安瓿瓶中，迅速用火焰熔封，重復該過程，實現連續分裝。共分裝500支標準溶液，按分裝的先后順序依次分為14份，每份約35支。從第1、3、5、7、9、11、12和14份中各抽取1支，用氣相色譜檢測叔丁醇、乙醇、甲醇和MTBE的含量。根據各有機化合物含量的重量法配制值和氣相色譜測量值，計算各有機化合物的揮發量，具體公式如下：

公式(2)中：

Δx_i——第i個有機化合物的揮發量，％；

x_i——氣相色譜測定的混合溶液中第i個有機化合物的含量，g；

x_i,0——混合溶液中第i種有機化合物的含量的重量法配置值，g；

(2)帶平衡瓶分裝的方法制備揮發性有機混合溶液標準物質

按揮發性由弱到強的順序，向容積為1L的細口玻璃瓶中依次加入叔丁醇、乙醇、甲醇、甲基叔丁基醚(MTBE)和乙二醇二甲醚(DME)各20mL，并用天平準確稱量各個液體有機純物質的質量。然后加入900mL異辛烷并準確稱重。旋上瓶蓋，將溶液搖勻。取另一個細口玻璃瓶，配制組成相同的混合溶液。將兩個細口玻璃瓶連接，保持瓶內氣體壓力平衡。抽取細口玻璃瓶中溶液分配至安瓿瓶，迅速用火焰熔封，重復該過程，實現連續分裝。共分裝500支標準溶液，按分裝的先后順序依次分為14份，每份約35支。從第1、3、5、7、9、11、12和14份中各抽取1支，用氣相色譜檢測叔丁醇、乙醇、甲醇和MTBE的含量。根據各有機化合物含量的重量法配制值和氣相色譜測量值，按照公式(2)計算各有機化合物的揮發量。

(3)安瓿瓶稱量揮發性有機物和帶平衡瓶分裝的方法制備揮發性有機混合溶液標準物質

按照本發明的方法，將20mL的乙醇封裝在安瓿瓶中，用減量法準確稱量乙醇的質量，將裝有乙醇的安瓿瓶放入細口玻璃瓶1里；相同地，將20mL甲醇、MTBE和DME分別封裝在安瓿瓶里，稱重，并放入細口玻璃瓶1里。向細口玻璃瓶1中加入20mL叔丁醇，準確稱量其質量；然后向細口玻璃瓶1中加入900mL異辛烷，并準確稱量其質量。劇烈搖晃細口玻璃瓶1，使安瓿瓶打碎，安瓿瓶內有機物和細口瓶內溶質混合均勻。

用相同的制備方法，制備組成相同的液體有機物混合溶液，保存在細口玻璃瓶12中。按照前述描述(可參見圖5所示)將細口玻璃瓶1和細口玻璃瓶12連接，保持瓶內氣體壓力平衡。抽取細口玻璃瓶中溶液分配至安瓿瓶，迅速用火焰熔封，重復該過程，實現連續分裝。共分裝500支標準溶液，按分裝的先后順序依次分為14份，每份約35支。從第1、3、5、7、9、11、12和14份中各抽取1支，用氣相色譜檢測叔丁醇、乙醇、甲醇和MTBE的含量。根據各有機化合物含量的重量法配制值和氣相色譜測量值，按照公式(2)計算各有機化合物的揮發量。

上述三種不同制備方法得到的標準樣品，揮發性結果對比如圖7所示。

圖7左側數據是采用常規制備方法制備的混合溶液標準物質，第1份的甲醇揮發量為2.801％，第14份的甲醇揮發量為4.073％，揮發量之差為1.272％，由此可見分裝順序越靠后，揮發量增大；甲醇和MTBE的揮發量最大，在第14份中，甲醇和MTBE的揮發量分別為4.073％和4.968％。

圖7中間的數據是采用帶平衡瓶制備的混合溶液標準物質，第1份的甲醇揮發量為1.793％，第14份的甲醇揮發量為2.069％，雖然隨著分裝順序靠后，揮發量有所增大，但是差別僅為0.276％，比常規方法好；第14份的甲醇揮發量(2.069％)比常規方法第14份(4.073％)低；說明用帶平衡瓶分裝的方法可以抑制分裝過程中揮發性有機物的揮發。

圖7右側的數據是采用本發明提出的方案制備的混合溶液標準物質，即安瓿瓶稱量揮發性有機物和帶平衡瓶分裝，第1份的甲醇揮發量為1.2％，第14份的甲醇揮發量為1.387％，雖然隨著分裝順序靠后，揮發量有所增大，但是差別僅為0.187％，比常規方法和帶平衡瓶分裝的方法低；第14份的甲醇揮發量(1.387％)比常規方法(4.073％)和帶平衡瓶分裝(2.069％)的方法低；說明采用本發明提出的安瓿瓶稱量揮發性有機物和帶平衡瓶分裝的方法，能夠有效抑制制備和分裝過程中揮發性有機物的揮發，提高混合溶液標準物質的瓶間均勻性和定值結果的準確性。

以上，對本發明的實施方式進行了說明。但是，本發明不限定于上述實施方式。凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。