Способ определения фосфора в органических соединениях

Патент 965999

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик («)965999 (61) Дополнительное к авт,. свид-вувЂ” (22) Заявлено 100381 (21) 3259959/23-26 (51) М.Кл з

С 01 В 25/00

G 01 М 31/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151082 Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 151082 (53).УДК 543. 847 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Д. Осадчий, A Â. Маклакова и Н.Н. Га

Киевский технологический институт легк (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА В ОРГАНИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЯХ

Изобретение относится к количественному элементному анализу органических соединений, в частности к способам определения фосфора, широко применяемым в различных заводских, учебных и научно-исследовательских химических лабораториях.

Количественное определение фосфора имеет большое практические значение в анализе органических веществ.

Фосфор играет исключительно важное значение в процессах жизнедеятельности живых организмов, так как входит в состав нервной и мозговой ткани, костей и многих других белковых соединений, Известны многие методы определения фосфора в природньж . и промышленных материалах. Для химического анализа практическое значение имеют соединения фосфора со степенью окисления -3, +3, +5, подчиняющиеся стехиометрическим расчетам. Для количественного определения фосфора необходимо органическое вещество предварительно подвергнуть разложению, а продукты минерализации перевести в раствор, чтобы затем применить из.,вестные весовые или объемные методы определения. Поэтому любая методика определения фосфора в органических соединениях состоит из двух операций: разрушение органического вещества и количественного определения фосфора .

Разложение органических веществ можно проводить методаьи окисления и восстановления. При минерализации органического соединения восстановительным путем получают фосфиды металлов. Фосфиды легко подвергаются гидролизу и растворяютСя в различных разбавлениях кислотах с выделением газообразного фосфина. Выделяющийся фосфин поглощают специальными растворами затем окисляют и ведут определение известными методами. В настоящее время широко применяют в качестве восстановителей щелочные и щелочно-земельные металлы или их сплавы P 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ количественного on25 ределения фосфора в органических веществах, который заключается в проведении разложения исследуемого вещества восстановительным путем в присутствии порошкообразного алюмиЗО ния 2 .

965999

20 тельное разрежение, которое фиксируют двумя кранами 6.

При создании первичного разреже1ния проходит испарение гептана, пары которого вытесняют воздух из системы, 25 чем достигается создание восстановительной среды в зоне пиролиза. В этой зоне термическое разрушение навески происходит при, 850-900 С с образоваЮ нием газообразных химически активных радикалов. В системе создают повторное разрежение, которое приводит к принудительному прохождению газооб. разных продуктов пиролиэа через трубку 4 с нагретым до 350 С цинком, образуя фосфид цинка..

Эатем в систему подают очищенный газообразный водород до полного уст- ранения перепада давления. При этом в трубке 4 протекает химическая реакции с образованием фосфина по

40 схеме:

Система вновь вакуумируется, а

> газообразные продукты (фосфин и избыток хлористого водорода) в течение 3-6 мин пропускаются через пог45 лотительный аппарат 7 со свежеприготовленным раствором бромной воды. (15 мл). После поглощения .фосфина раствор из аппарата 7 переносят в коническую колбу емкостью 50 мл, 5р поглотительный аппарат несколько раз промывают дистиллированной водой и промывные воды сливают в эту же колбу. Из раствора отгоняют избыток брома, охлаждают и количественно переносят в делительную ворон55 ку, добавляют 2 мл 1 н, раствора серной кислоты и б мп раствора молибдата аммония в серной. кислоте, перемешивают и к образовавшемуся раствору желтого цвета молибдена фосфорвЂ” 60 ной кислоты приливают 50 мл диэтилового эфира, смесь встряхивают и после разделения слоев воду сливают, а слой эфира переносят в мерную колбу емкостью.100 мл. Стенки делитель65 ной воронки промывают 10 мл этанола, Данный способ характеризуется невозможностью применения для анализа трудноразлагаемых органических соединений из-эа применения сравнительно низкой температуры разложения (450 С), Повысить же температуру разложения невозможно ло той причи-. не, что сам алюминий плавится уже при 650 С, а для разложения вышеуказанных органических соединений нео обходима температура выше 800 С.

Кроме того, разложение проводят

ia небольшой стеклянной пробирке, открытый конец которой в пламени горелки оттягивают в капилляр. для полного разложения вещества необходимо проводить постепенный разогрев реакционной массы с целью образования защитной зоны накаленного алюминия, которая устраняет возможность потери газообразных продуктов. Перечисленные недостатки ограничивают приме1 нение этого способа.

Цель изобретения вЂ” упрощение процесса минерализации и повышение точности определения фосфора в органических веществах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения фосфора в органических соединениях, включающему нагревание навески исходного соединения в присутствии восстановителя и последующую количественную регистрацию одним из известных методов, в качестве восстановителя применяют порошкообразный цинк, а минерализацию навески вещества проводят в двух температурных зонах в атмосфере хлористого водородае

Разложение исследуемого вещества нагреванием в присутствии порош- . кообразного цинка протекает спокойно и без вспышек (как и в прототипе) продукт разложения представляет собой однородный, легко подвергающийся химическому анализу порошок, кроме того, свойства самого цинка (й„„о, =419РС, t,, =907 С) позволяют разработать специальную технологию минерализации трудноразрушаемых органических веществ.

Разложение органического вещества проводят в специально собранной установке. На чертеже представлена схема установки для реализации способа.

Установка выполнена из кварцевого стекла и состоит из двух горизонтальных электропечей 1 и 2, трубки

3 для пиролиза (длиной 120 мм и внеш ним диаметром 15 ми), трубки и для минерализации (длиной 70 мм и диамет ром 15 мм), переходной трубки 5 с двумя трехходовыми кранами 6, поглотительного аппарата 7 и вакуумирующего устройства. Все они соединены между собой при помощи шлифов.

Грубка 3 имеет перегородку 8 и делится на две части, одна из которых предназначена для проведения пиролиза навески вещества (зона пиролиза), а вторая - для подачи в систему хлористого водорода. В этой части впаяна меньшего диаметра труб-. ка 9, которая входит в зону пиролиза в виде капилляра. В.этой же зоне заканчивается капилляром и трубка. минерализации.

Сущность способа заключается в следующем.

Навеску исследуемого вещества 10 (6-20 мг) и несколько капель гептана помещают в трубку 3 и закрывают трубкой 4 минералиэации, заполненной на 3/4 объема порошкообразным цинком.

Всю систему соединяют с вакуумирующим устройством и создают неэначи965999

Органические соединения

Навеска, мг

Найдено (среднее) Разность

Вычислено

14,28

17,02

9,75

+О, 09

-0,17

+0,16

+0,20

14,19

17,19

28,14

76,54

32,93

3 7 11 (СН О) POH

12,63

10,79 7,23

28, 30

76,74

32,95

PH PO (СН ) POOH

+0,02

9,14

28,67

28, 39

-0,28

+0,03

-0,21

-0,18

10, 11

15; 38

12,26 I

42. 1О 2.

11,94

32,97

17,39

11,97

32,76

17,21

С Н P

19 er

С Н О Р (С Н ) PO Н

7,86

Формула изобретения сливают в мерную колбу и объем в ней доводят до метки.

Дальнейшее количественное определение фосфора осуществляют колориметрическим путем.

Предлагаемый способ дает возможность не только применить новый восстановигель вЂ” порошкообразный цинк, но и позволяет при одной заправке восстановителем на установке проводить количественное определение фосфора в 70-80 навесках различных фосфорсодержащих.. органических соединениях, анализировать металлосодержащие органические вещества, а также вещества содержащие серу, галогены или азот, которые своим присутствием не мешают количественному определению фосфора. Это достигается за счет применения хлористо-. го водорода для разрушения фосфида

:цинка,, не применяя также трудоемкие и сложные технологические операции, как постоянная разборка и сборка установки, количественный . перенос реакционной смеси в специальную посуду,,растворение плава и фильтрованне раствора. При этом

Способ определения фосфора в органических соединениях, включающий нагревание навески исходного соеди- . нения в присутствии восстановителя и последующую количественную регистрацию одним из,известных методов, соблюдается высокий уровень техники безопасности работы химика вЂ” аналитика (газообразный фосфин остается в замкнутой системе)что, в свою очередь, не приводит к потерям фосфора в виде РН и повышает точность определения фосфора..

Способ достаточно выражен и прост, не требует для своего выполнения сложной аппаратуры и дорогих химре 0 активов, может найти применение в различных аналитических лабораториях. Продолжительность анализа не более 20 мл. Точность определения лежит в пределах + 0,3 абсол.%.

В таблице приведены некоторые результаты количественного определения фосфора в органических соединениях по предлагаемому способу.

° - Полученный цинк по отношению к фосфору обладает высокой реакционной способностью, при сравнительно низкой .. температуре (350 С); а фосфид цинка - способностью легко разрушаться хлористым водородом с образованием фосфина. На основе этих свойств цинка и его соединении и разработан предлагаемый способ.

Содержание фосфора, Ъ

:о т л и ч. а ю шийся тем, что, с целью упрощения проЦесса минера®) лиэации и повышения точности определения, в качестве восстановителя применяют порошкообразный цинк, а минерализацию навески вещества проводят в двух температурных зонах

65 в атмосфере хлористого водорода.

965999

Составитель А. Жаворонкова

Редактор M. Келемеш Техред Й.Рейвес КорректорО, Вклак

Заказ 7763/32 Тираж 509 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники ин@ормации,принятые во внимание при экспертизе

i. Вобранский В. Количественный анализ органических соединений, М., "Химическая литература", 1961, с. 270.

2. Авторское свидетельство СССР

9 525882, кл. G 01 М 31/10, 1974 (протоъчщ).