Способ определения фтора в органических соединениях

Патент 597628

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Рйi в н т "I -;.;,:- .:: ";, .1 ъя

Союз Советских

Социалистических

Реслублик о и и с л-и и "в

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 597 628, 4 (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05.03.76(21) 2331065/23-26 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано15.03.78.Бюллетень ¹ 10 (45) Дата опубликования описания 15.03.78 (51) М. Кл.

С 01 В 7/20

О. 01 31/1 6

Гасударственный комитет

Совета Мкнкотров СССР по делам кэооретенкй и открытии (53) УДК 543.272.4:

: 546. 1 6(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Осадчий и А. В. Маклакова (71) Заявитель

Киевский технологический институт легкой промышленности (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТОРА В ОРГАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕН ИЯХ

Изобретение относится к области аналитической химии, преимущественно, к анализу фторсодержаших органических веществ.

В послецние годы значительно расширился синтез фторсодержащих органичен%их . веществ, no увеличило потребность в разработке новых методов элементного анализа. Все методы количественного пределения галогенов (хлора, брома ff йода) неприменимы для определения фтора. Это объ- 1В ясняется специфическими свойствами фтора и его неорганических и органических соединений, их высокой термической устойчивостью и агрессивностью фтора по отношению к материалам, из которых изго- g товлена аппаратура и, как следствие, потеря его при анализе.

Микроопределение фтора в органических соединениях сводится к разложению вещества. Связанный фтор переводят в ионное состояние и затем определяют ион фтора одним из известных методов. Разложение исследуемых веществ осуществляют гидролитическим, окислительным или восстановительным способами. 252

Известны способы определения фтора, основанные на осажцении в вице хлорфторица свинца с последующим анализом гравиметрическим, титриметрическим. или спектрофотометрическйм методом (1).

Микроопределения фтора в органических соединениях окислительным путем основаны на сожжении вещества -. либо в токе кислорода, либо колбовым метоцом. Как известно, фторсоцержащие органические вещества разлагаются с большим трудом.

В тех случаях, когца соцержание фтора превышает 50%, результаты анализов становятся менее надежными. Возникающие при этом ошибки следует отнести за счет неполного сожжения вещества.

Восстановительные способы определения фтора сводятся к разложению фторсодержашего органического вещества в кварцевых и борокремневых стеклянных трубках или в микробомбах, сплавляя вещест во с металлическим натрием или калием при 500-950оС, а также с оксицом кальция.

При этом образуются фторицы соответствующих металлов. В дальнейшем количестt

597626 ве>Злое определен>3е фтора определяют весовым или обьемным путем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результат> является способ количественного определения фтора в органических веществах, который заключается в окислении исследуемого вещества в токе кислорода в присутствии поглотителя окиси железа и образовании фторида аммония из фторидв железа в токе аммиака при 500-550оС, с последующим определением фтора известными методами

К недостаткам способа относится использование двух газообразных веществ 3б высокой чистоты (кислорода и аммиака), что влечет за собой применение сложного оборудования. Образование промежуточного процукта анализа (фторида железа) и последующее его количественное разрушение 20 усложняет химиэм. анализа.

Все это целает укаэанный способ дорогостоящим, трудоемким, громоздким, продолжительным и .значительно огри333чивает его применение. >ч

Иель изобретения вЂ” разработка нового способа количественного определения фтора в органических веществах, поэволяк>щего значительно упростить ход и сократить время анализа, повысить его цоступ- 30 ность и воспроиэводимость с одновременным сокращением. достаточно высоксй точности определения.

Поставленная-цель достигается тем, что минервлизацию органических веществ 35 осуществляют в присутствии иодида алюминия, а определение фтора осуществляют по эквивалентному количеству связанного с ним алюминия.

Процесс минервлизации органических веществ в присутствии порошкообрвзцого иодида алюминия, позволяет .практически подвергать анализу органические вещества б почти всех классов. При этом происходит количественное разложение вещества с образованием фторида алюминия, легко подвергающегося анализу.

Иодид алюминия облвцает высокой вос- „ . становительной способ33о :тью.

Фтор легко вытесняет любой галоиц иэ его соединения. Твк же легко on вступает в реакцию замещения с иодидом алюминия. Кроме того, иодид алюминия при

388оС разлагается с образованием свободного иода и химически активного ал>оминия, что позволяет .провоцить определение фтора в веществах, разлагающихся при сравнительно высоких температурах. бО

Ниже прпвоцится схема протекания химических реакций при разных температурах

300 С At>. + < ЛГ,+ свыше 400"С А6 3 AE 3g i мг, л г, Разложение исследуемого вещества на греванием в присутствии порошкообраэного иоцида алюминия протекает спокойно, при достаточно низкой температуре (150300 C), что позволяет Фзбн>кать вспышек и значительно ускорить процесс минералиэации. При нагревании до 300оС происходит термическое разложение органического вещества и взаимодействие фтора с иодицом алюминия. Кроме того, иодид алюминия не реагирует со стеклом пробирки.

Сплавленные гранулы при этом не образуются. Процукт разложения представляет собой однородный 33opolnoK.

Пр и мер. Разложение органического вещества проводят в стекля>п3ом приборе, состоящем иэ двух небольших кварцевых пробирок, вставленных одна в другую. Нввеску исследуемого вещества (3-10 мг) помешают нв дно меньшей пробирки, длиной 30-35 мм и диаметром 3 мм и смешивают с небольшим количеством порошкообразного иодида алюминия. Затем пробирку заполняют избытком иоа33да алюминия и открытым концом ее помешают в другую, несколько большего диаметра, также содер>кашую небольшое количество иццида алюминия. Таким образом, отпадает необходимость запаивать пробирку или открытый конец ее оттягирать в капилляр, Нагреввние прибора провоцят .в вертикальной электрической печи. Газообразные продукты разложения вещества выводятся из прибора через затвор нагретого

/ иоцида алюминия. Скорость рвзло>кения навески зависит от свойств анализируемого соецинения и температуры нагрева. Нагрев реакционной смеси проводят в течение

7-10 мин при 300 С, в послецую3дие

5-7 мин температуру минерализвции повышают до 500оС.

Продолжительность минералиэвции навески колеблется в пределах от 1 0 до

17 мин. Продукт минерализации состоит иэ фторида алюминия и металлического алюминия.

После проведения реакции, содержимое пробирки переносят в коническую колбу на

50 мл. Пробирку и реакционную смесь обрабатывают 20 мл дистиллированной воды и, фильтруя, раствор количественно переносят в мерную колбу на 50 мл. Объем

597628

4 3 вЂ” эквивалентный вес фтора, мг/экв;

G вЂ” навеска исалецуемого вещества, мг. р„- . Nq °

V3 а, вЂ” количество раствора комплек1 сона Ш, пошедшего на титрование, мл;

Составитель А. Жаворонкова

Редактор М. Потанова Техред Н. Андрейчук Корректор П. Макаревич

Заказ 2270/15 Тираж 655 П одпис ное.UHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб-., л.. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 раствора довоцят цо метки дистиллированной воцай, дальнейшее количественное опрецеление фтора проводят по эквивалентному количеству перешедшего в раствор катиона алюмиI

5 ния. Для этого была взята методика комплексонометрического прямого титрования алюминия комплексоном Ш с пиридилазонафтолом и комплексонатом меди (по метоцу

Флашка), как обладающая высокой точностью определения, приближающейся к точности весовых методов и не требующая больших затрат времени.

На анализ берут аликвотную часть (1-2 мл) приготовленного раствора, приливают ее в термостойкую коническую колбу на 250 мл, нейтрализуют 10 4-ным

ЯН СН СОО цо РН 4, затем .добавляют уксусную кислоту до РН 3 (по универсальной индикаторной бумаге). Вводят

5-6 капель 0,1 %-ного этанольного раствора ПАН и 2 мл 0,005 М раствора комплексоната меди, цобавляют 80 мл воды и нагревают цо кипения. Горячий раствор титруют раствором комплексона Ш до по25 явления чисть-желтой окраски. Затем снова нагревают цо кипении и цотитровывают. Конец титрования считается цосжгнутым, если после кипения в течение ЗО с

30 не произойдет изменения окраски раствора из желтой в оранжевую.

Расчет процентного содержания фтора s органическом соединении проводят по следующей формуле

Зэ

46 где N вЂ” нормальность раствора комплек1 сона Ш;

Ч вЂ” объем мерной колбы, мл;

Ч вЂ” объем эликвотной части исследуемого раствора, мл;

Количественное определение фтора по прецлагаемому способу, проводится с одинаковой точностью, независимо от содеря<ания его в органическом соединении.

Способ достаточно надежен и прост, не требует для своего выполнения сложной аппаратуры и дорогих материалов и может найти применение в различных химических лабораториях органического элементного анализа. Абсолютная точность определения

+ О, 5.

Формула изобретения

Способ опрецеления фтора в органических соединениях, включающий минерализацию исследуемого образца при нагревании с последующим анализом одним иэ известных методов, например, путем титрования, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с це лью повышения точности и сокращения времени, минерализацию органических веществ осуществляют в присутствии иоцица алюминия.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что : определение фтора осуществляют по эквивалентному количеству связанного с ним алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Губен-Бейл, "Методы органической химии, т. II. Методы анализа, "Химия", М, 1963, с. 90, 140, 225.

2. Авторское свидетельство СССР

N 389457, кл. 6 01 К 31/06, 25.05.71 ..