Способ анализа натрийкарбоксиметилцеллюлозы

Патент 714280

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

« МВ4ЮЭМ4 ЫЙ4ВЪе щЩ

OflNCAÍÈÊ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсннк

Социалистических

Респубпни »> 714280

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-вувЂ” (51) М. Кл. (22) Заявлено 04.04.77(2 1) 2469298/23-05

G 01 N 31/16

G01 N 5/04 с прнсоеДинением заявки J%

1Ъвударстнанный камнтет

СССР ао делам нзобретеннй и втнрытнй (23) ПриоритетОпубликовано05.02.80- Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 10.0 2.80. (53) УДК 54.06. (088.8) И. Г. Фолифорова и Е. А. Емелин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АНАЛИЗА НАТРИЙКАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ

Изобретение относится к области хи« мического анализа, а именно к химикоаналитическому контролю натрийкарбоксилметилцеллюлозы (< КМП), используемой в настоящее время в ряде отрас- ; лей промьшшенности.

Известен метод анализа натрийкарбоксиметилцеллюлозы (1 путем отделения примесей от основного вещества с йоследующим переводом в нерастворимую кислую форму и определением основного вещества (А) и степени замещения ($ ).

Метод является длительным и трудоемким, что снижает оперативность производства.

Более простым является метод $2), согласно которому оба показателя (Аиа ) определяют путем перевода Na -КМЦ в нерастворимую соль С КМЦ и высажде= нии ее смесью этанола с водой, отделении осадка от раствора, промывки и сушки его, и кбличественного определения меди в осадке методом визуального титрования вЂ” определение (g ). Основное

2 вещество по методу (2j определяют по количеству меди в фильтрате также методом визуального титрования. Наиболее

/ длительной операцией этого метода

5 является сушка в термошкафу медной соли КМЦ (5-6 час).: Довольно сложным является также процесс высаждения CvKNU требующий тщательного контроля рН и длительного отстаивания. Формирование осадка оптимальной структуры иногда нарушается, что существенно затрудняет его фильтрацию. Для анализа используется около десятка различных химических реактивов. Воспроизводимость метода> допускаемая методом, составляет

+2 единицы g и + 1% (абс) А.

Целью изобретения является ускорение, упрощение и повышение точности метода анализа Na -KMU.

2р Поставленная цель достигается тем, что предварительно растворенную в воде

Ng -KNU переводят в нерастворимую форму соляной кислотой, содержрние которой в растворе 0,3-0,5 г-экв/л., 714280 4 вь|саждают полученный продукт Н-KNU,избытка щелочи стандартным раствором изопропанолом при соотношении его с кислоты водой 10:1 по объему в присутствии Для получения точных результатов по электролита, хлорида натрия (0,03- А и существенное значение имеет ко0,04 моль/л) с последующей промыв- s личество соляной кислоты, необходимое кой высажденного продукта слабым раст- пля перевода а KNU в кислую форму вором соляной кислоты. Н КМЦ.

Окончательно промывают осадок сер- На основании данных таблицы 1 видным эфиром для удаления изопропанола но, что для полного и количественного и следов соляной кислоты. образования Н-KNU в водный раствор

Ne KNU необходимо вводить такое копиIIo icy очищенного If сухого осадка чество соляной кислоты, чтобы концентраН-KMU определяют содержание основно- ция ее была не менее 0,30 г-экв/л го вещества А. Степень замещения опре- (конкретно в нашем случае вводят деляют"путем растворения предваритель- > 1 мл HCR разбавленной 1:1, что соогно взвешенного" осадка Н-KNU, в избыг- ветствует концентрации ее в растворе ке щелочи и визуального титрования 0,38 г-экв/л).

Т а б л и ц а 1

Влияние концентрации H H в растворе Ма KNU на величину

Степень замещения.

70»5 75 8 82 9 88 5 89»5 88 0

Большое значение для количественного высаждения Н-КМЦ имеет и количество добавленного изопропанола, а именно, соотношение его с водой. Необходимо использовать соотношение воды и иэопропанола 1:10 (по объему). Для техничесККх образцов с 70-85 высаждение

Н-KNU происходит и при соотношении воды и изопропанола 1:5, но в этом случае осадок труднее отфильтровывается от раствора. Поэтому лучшим является соотношение воды и изопропанола 1:10, Большое колйчество (более 0,50 тэкв/л) вводить нецелесообразно, поскольку в дальнейшем непрореагировавшую кислоту необходимо отмывать or осадка Н-КМЦ

35 совместно с другими примесями, поэтому чем больше ее будет введено, тем больше потребуется промывной жидкости для промывки осадка.

Установлено практически, что за 101 5 мин. реакция образования Н-KMU в, растворе завершается (С д„ „„„„ „, 0,03 г/мл» С вЂ” 0,38 и).

Показано, что полная и количественная коагуляция осадка H-KMU происходит 4 в присутствии электролита вЂ” хлорида Na (кроме хлорида No мо)кйо применять и другие электролиты, например, хлорид калия, хлорид лития).

Особенно это проявляется при анализе очищенных образцов с высокой степенью замещения (-100-120). На фиг. 1 представлена графическая зависимость вепичин А и q определенных раэрабо таийым методом, от количества добавленного хлорида Na

Максимальные значения А и у получены при концентрации ИаСС 0,038 моль/А» при увеличении этой концентрации наблюдается резкое увеличение А и снижение » что говорит о загрязненности осадка

Н-KNU. Практически было установлено присутствие в осадке Н-KNU большого колйчества хлорида йа . Поэтому оптимальная концентрация йаСИ» необходимая для количественного выделения осадка

Н-KNU 0,03 моль/л для очищенных образцов. Увеличение концентрации МОИ требует и увеличения объема промывной жидкости, а значит, и времени промывки, что нецелесообразно. Для технических образцов достаточно минимальной добавки хлорйда и а (0,004 моль/л) для количественной коагуляции осадка Н-КМЦ.

7142 не только для технических образцов, но и для образцов с высокой g (100-120).

Дальнейшее увеличение концентрации изопропанола в смеси с водой нецелесообразно, так как будет происходит высаждение не только Н-КМЦ, и но и, примесей, т.е. осадок Н-КМЦ будет загрязнен. Высажденный осадок Н-KNU промывают последовательно смесью иэопро панол-вода в том же соотношении, кото- 10 рое использовано для первоначального высаждения Н-KNU, а именно 10:1, изопропанолом, и, наконец, серным эфиром. Такая промывка обеспечивает удаление примесей из осадка влаги и следов иэопропанола.

Установлено, что необходимо применять кислую промывку полученного осадка Н-KNU с целью предотврашения возможного частичного перехода Н-формы снова в солевую форму за счет наличия в промывных жидкостях катионов металлов. Поэтому все промывные жидкости, а именно, смесь изопропанол-вода 10:1 и изопропанол (эа исключением этилово25 го эфира), должны быть слабо подкислены (до О, 02 п, раствора ее в раствори.теле). Минимальное время сушки образцов для определения влаги и полученно30 ,го осадка Н-KNlL вЂ” 30 мин.

Разработанный метод сводится к следутошемуе

Навеску мелкораэмолотой пробы

ЬКМЦ 0,4-0,5 г (9 ), взятую на анали-, гических весах, помещают в химический стакан, смачивают ее 2 мл изопропано ла и помешают стакан на магнитную мешалку. Затем приливают 15 мл воды и сразу же начинают перемешивать раст вор. После растворения пробьг при непрерывном перемешивании добавляют 0,1 мл насыщенного раствора хлористого натрия и далее по каплям 1 мл соляной кислоты (1:1). Перемешивают содержимое стакана в течение 10 мин, после чего

45 к раствору медленно приливают 150 мл изопропанола. Образовавшемуся осадку

Н-KMU дают отстояться в течение

5-10 мин и затем отделяют его от раствора на фильтре Шотта (пор. 160) с

50 тремя высушенными и предварительно взвешенными в металлическом бюксе бумажными фильтрами. В процессе этой операции осадок количественно переносят

55 на фильтр, промывают его вначале 50100 мл 0,2 и раствора соляной кислоты в смеси иэопропанола с водой (10:1 по объему), затем вЂ” 20 мл 0,02.Й раство80

6 ра HC.< в иэопропаноле, наконец, вЂ” 25мл серного эфира (порциями по Ъ-7 сил).

Промьггый осадок переносят вместе с бумажными фильтрами в металлический бюкс и высушивают. При этом большая часть осадка должна быть равномерно распределена по дну бюкса, а бумажные фильтры вместе с частично прилипшим осадком помешают на крышке бюкса и сушат их под ИК-лампой в течение о

30 мин. Температура сушки 105 «+ 3 С.

Через 30 мин закрывают бюкс крышкой и охлаждают его в эксикаторе в течение

10-15 мин. Взвешивак г закрытый бюкс вместе с осадком и бумажными фильтра« ми и находят вес осадка H-KNU (9 ) по разности между найденным весом и

l предварительно определенным весом металлического бюкса с 3-мя высушенны ми бумажными фильтрами. Вес 9 необходим для расчета (А).

Затем весь сухой осадок Н-КМ11 расти-рают в фарфоровой ступке. На аналитических весах берут навеску 0,15-0,2 г и помешают ее в коническую колбу со шлифом емкостью 150 мл. Приливают точно 10 мл 0,1 тт водного раствора

NaOH обмывают стенки колбы 10 мл

Н О. Закрывают колбу и перемешивают содержимое для растворения навески (раствор становится прозрачным). После этого обмывают пробку и стенки колбы

20 мл Н О н проводят титрование избьггка щелочй0,1 н, водным раствором Н С1по фенолфталеину. Параллельно проводят

"холостой» опыт:титруют 10 мл раство-- ра щелочи и 30 мл Н О.

Содержание основного вещества (Л) в процентах и степень замещения (g ) в единицах рассчитывают по формулам: (та2+ o,бф).

Чя тоо

А= -;.д 1. (!", где У вЂ” вес технической t4a КМБ, r.

Я вЂ” вес всего полученного сухого

2 осадка Н-KNU,ã.

V вЂ” навеска Н-КМЦ на определение

3, г: / вЂ” объем 0,1 н раствора HCF израсходованный на титрование холостого опыта, мл: объем О,l н раствора иэрасхо2 дованный на титрование анализируемого раствора, мл:

К вЂ” поправочный коэффициент

01иHO

: -"еупйач ыттзч.ь

7 714280 8

Согаасно описанному способу бьыи про- иой и очишонной NaKMIL Результаты анализированы различные партии техничес- анализа представлены в табл. 2.

Таблица2, Содержание основного вещества А и степень замещения в различных партиях KNU

85,9

52,5

53,0

274

85,9

55,0

53,4

84,9

82,3

276

54,9

53,7

82,3

85й5

277

86,2

53й8

53,1

85й2

81,5

83,2

54,5

279

84,8

86,9

55,5.

84,0

280

53 6

87,6,55 7

281

85,8

53,0

84,8

52,9

282

52,5

88,9

87й3

53,1

283

53,7

87,9

1 н

Результаты айаальиеза предложенным спо- Квадратичная ошибка единичного опресобом совпадают с данными анализа по деления составляет + 0,7% для А и +2,2 существующему в нашей стране методу з5 ед. для (табл. 3).

ГОСТ 5588-70 (+ 1% А абс. и 4 ед. f );

Таблица Э

Статическая обработка результатов определения А (%) и (g ), ед. „-,=„„., 9 536 07 13 02 24 11

9 849 21 24 07 24 21

Пример 1. Навеску технической

NciKMU 0,4181 r помешают в химическйй стакан, смачивают 2 мл изопропанола и растворяют в 15 мл Н О.

Далее добавляют 0,1 мл насьпценного хлористого натрия и l мл соляной кислоты (1:1). После перемешивания в те- чение 10 мин, " медленно прйливают 1 50 мл изопройанола. После коагуляций осадка отфильтровывают раствор через фильтр

Шотта с 3-мя взвешенными сухими бумажными фильтрами. Осадок количественно переносят на фильтр с помошью

50-10 мл 0,02н H

Далее промывают осадок 20 мл

0,02 н НСР в изопропаноле и окончательно вЂ” 25 мл серного эфира. Весь осадок вместе с бумажными фильтрами помешают

10 раствора Ма ОН н от-,.нтровывают пэбыgoz Na0H д,1 н раствором, соляной кислоты

j, 1

Y - 15,87 мя. V хоп. - 20,62 мл. с

По вышеприведенным формулам рассчитывают $116 н A96%.

Преимущество разработанного метода ! заключается в том, что упрощена методика анализа в сравнении с известным ,методом. Используется меньшее количество реактивов, не требуется применение прибора, поскольку высаждение H««KMU не требует строго сохранения предепов рН, сокращено время проведения анализа по 2 -3 ч, (вместо 5-6 ч), достигнута лучшая воснронзводимость по А (+0,7%).

В сравнении с методом Госта (+1,0%).

Результаты определения A ближе совпа дают с теоретически ожйдаемыми, чем

rio известному ме году.

71428 в предварительно высушенный н взвешен,ный металлический бюкс н сушат под лампой в течение 30 мнн. Uocae сушки бюкс. (закрытый) переносят в экснкатор, охлаждают н взвешивают, вес его

0,1892 r. Осадок растирают в фарфо ровой ступке н берут навеску на ойре деление ф (0,1043 г). Навеску поМЬ-" ,.щают в коническую колбу со шлнфом,, приливают 10 мл 0,1 н.. водного раство- 0 ра йаОЯобмывают стенки колбы 10 мл

К 0 и. закрывают ее. Перемешивают содержнмое для полного растворения наЫес- кн. Далее обмывают пробку и стенки колбы 20 мл Н O и титруют содержи- Л5 мое колбы 0,1 н НС(по фенолфталенну.

Обьем \/ 16,64 мл, Параллельно проводят"холостое "титрование: 10 мл

0j1 н НС0"30 мл Н О . ОбъемМ 20,70 мл.

Определяют, (g ): 20

Лб2.

$40 0 Л043 / (30,70 - Л6,64) О,4027 /

ОпредешпЬт далее A (%) прн влажнос pm продукта 8,16%:

О„892 ЛЫЛ-O,а 84 Л ЛOO

Л62+0,5B ° 84,4 ) 53 б о

04Л8Л (Л-8 Л6 )

Лоо

Пример 2. 0,2818 г навеска

М КМЦ взятой на анализ. Содержание влаги в ней 14,1%. Вес сухого, чистого садка Н-KMU 0,2113 г . Для опреде ления берут часть этого сухого осадка,, а именно 0,0818 r. Осадок растворяют в 20 мл 0,1, н водного раствора Ио 0Н.

Непрореагировавшнй Иа ОНоттитровывают

0,1 н. водным раствором сопяной кислоты.

На тнтрованне пошло 16у23 мл НС (×4) У. хол 20,35 мл. По формулам рассчитывают

4 значение $n A

Способ анализа натрийкарбоксиметнлцеллюлозы растворением ее в воде, обработкой реагентом для перевода в нерасч»

:. - воримую форму и высаждением,. отделе ннем осадка, сушкой н определением содержания основного вещества н степени замещения, о т л н ч а ю щ н и с я тем, что, с целью ускорения, упрощения

5 и повышения точности анализа, обработку проводят соляной кислотой прн содержании ее в растворе: натрнйкарбокснметнлцеллюлоэы 0,3»0,5 r-экв/л, а высажде ние - нзопропанолом в присутствии

0,03-0,04 моль/л хлорида натрия, последовательной промывкой осадка слабым раствором соляной кислоты н серным эфиром н определением содержания основного вещества повесу сухого осадка, а степень замещения определяют путем растворения полученного осадка в избыт ке щелочи с.последуюшнм титрованнем раствора соляной кислоты.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе

1. L .Qjoss, w. кваме "z.Апай,chere"

1972, 259, ¹ 3, 195-203.

2. ГОСТ 5588-70. Карбоксимегилцеллюлоэа техническая ". f ïðîòoòèï) .

=973 о

Л62, ЛЛЯ,О

40 О,ООЛВ 0,5 9

3 ЛОРЗ) ОЛОИ. io0

Пример 3. 0,2399 г навеска

Я КМИ. Содержание влаги 14, 1%. Вес сухого осадка Н-KMU 0,1789 r. Для определения берут 0,0965 г Н KNU.

Растворяют сухой осадок в 20 мл 0,1 н.

Формула изобретения

7 14280

IN Ф ф Х (n. п )

ИЮЛ4/

Составитель Т. Мартинская

Редактор И. Вечтомова Техред М. Петко Корректор М. немчик

Закаэ 10294/53 Тираж 1019 Подписной

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4