СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАРГАНЦА В СИККАТИВЕ Российский патент 1996 года по МПК G01N31/16 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу определения марганца в сиккативе, содержащем кобальт.

Известны фотометрические и титриметрические способы определения металлов в органических продуктах с предварительной минерализацией пробы. При этом результат анализа представляет собой суммарное содержание растворенных и нерастворенных в пробе соединений металлов, что не соответствует требованиям технических условий на сиккативы, по которым предусмотрено определение только активной, то есть растворенной их части.

Известен способ определения марганца в сиккативе путем растворения пробы в смеси 3 см³ толуола и 20-25 см³ этанола и титрования раствором трилона Б в присутствии аммиачно-буферного раствора (pН 9,5-10), солянокислого гидроксиламина, добавляемого для предотвращения окисления марганца, и индикатора эриохром черный [1, с. 6] Метод непригоден для анализа проб, содержащих кобальт, так как последний образует с эриохромом черным прочный окрашенный комплекс, не разрушающийся при титровании трилоном Б.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения марганца в сиккативе, по которому пробу сиккатива растворяют в смеси 3 см³ толуола и 25 см³ этанола и обрабатывают раствором трилона Б в присутствии солянокислого гидроксиламина, аскорбиновой кислоты, ацетатно-буферного раствора (pН 5), затем pН раствора доводят до 9,5-10 с помощью аммиачно-буферного раствора, добавляют диэтилдитиокарбамат натрия, и выделившийся трилон Б титруют при pН 9,5-10 раствором сернокислого магния в присутствии индикатора [1, с. 5]
Метод непригоден для определения марганца в присутствии кобальта, так как последний образует с диэтилдитиокарбаматом натрия окрашенный комплекс, мешающий определению точки эквивалентности при последующем титровании.

Сущностью изобретения является проведение обработки пробы солянокислым гидроксиламином, аскорбиновой кислотой, трилоном Б и диэтилдитиокарбаматом натрия при pН 4-6 в среде смеси толуол спирт вода 1 1 (1 5), последующая отмывка хлороформом при соотношении спирто-толуольная смесь вода хлороформ 1 2,5 2,5 и титрование раствором сернокислого магния отмытой пробы при pН 9,5-10.

Обработкой пробы диэтилдитиокарбаматом натрия при pН 4-6 (в отличие от прототипа, где обработку проводят при pН 9,5-10), достигается количественное протекание реакции образования комплекса с кобальтом в присутствии трилона Б. При более высоких значениях pН увеличивается погрешность определения из-за неполного протекания указанной реакции. При более низких значениях pН увеличивается погрешность определения за счет разрушения комплекса марганца с трилоном Б и последующего взаимодействия свободного марганца с диэтилдитиокарбаматом натрия.

Указанное соотношение растворителей толуол спирт вода обеспечивает достаточно полное растворение пробы и полноту протекания реакций; увеличение объема толуола по отношению к объему спирта и воды приведет к снижению воспроизводимости результатов анализа из-за низкой растворимости реагентов в нем. Увеличение объема спирта приводит к увеличению трудозатрат (к необходимости проведения обратной экстракции) для достижения полного отделения трилона от органической части на стадии экстракции хлороформом.

Обработка пробы диэтилдитиокарбаматом натрия при pН 4-6 в среде смеси толуол спирт вода 1 1 (1-5) после обработки трилоном Б в присутствии аскорбиновой кислоты и солянокислого гидроксиламина, отмывка реакционной смеси хлороформом при соотношении спирто-толуольная смесь вода хлороформ 1 2,5 2,5 и последующее титрование отмытой пробы раствором сернокислого магния являются отличительными признаками и не обнаружены в аналогичных технических решениях, обеспечивают точное и быстрое определение марганца в сиккативах, содержащих кобальт.

Наличие отличительных признаков и достигаемого эффекта подтверждают соответствие заявляемого технического решения критериям изобретения: новизна изобретения и изобретательский уровень.

Простота анализа, быстрота, доступность применяемых реактивов и оборудования, а также необходимость способа для аналитического контроля производства сиккативов подтверждают соответствие его критерию "промышленная применимость".

Изобретение осуществляется следующим образом.

В делительную воронку вносят 0,2-0,4 г анализируемого сиккатива, приливают 3 см³ толуола, 3 см³ этанола, после растворения пробы вносят на кончике шпателя солянокислый гидроксиламин и аскорбиновую кислоту, перемешивают до обесцвечивания раствора, добавляют 3 см³ ацетатно-буферного раствора, 3 см³ раствора трилона Б с полярной концентрацией 0,05 моль/дм³, 10 см³ дистиллированной воды и после перемешивания 0,2-0,3 г диэтилдитиокарбамата натрия. Содержимое воронки тщательно перемешивают, приливают 15 см³ хлороформа, встряхивают в течение 1 мин, отстаивают, нижний слой, представляющий собой зеленый комплекс диэтилдитиокарбамата кобальта, отбрасывают, а отмытый водный слой, содержащий комплексонат марганца и избыток трилона Б, титруют раствором сернокислого магния в присутствии 10 см³ аммиачного буферного раствора и индикатора хром темно-синий. Параллельно проводят холостой опыт на реактивы. Содержание марганца рассчитывают по формуле:

где Х содержание марганца, мас.

V_x, V_p объемы раствора сернокислого магния, израсходованные на титрование в холостом и рабочем опытах, соответственно, см³;
Э количество марганца, эквивалентное 1 см³ титранта, г;
К поправочный коэффициент к концентрации титранта;
m масса пробы, взятая на анализ, г;
N молярная концентрация эквивалента титраната.

Пример 1. Анализируют искусственную смесь сиккатива, содержащего 1,0 мас. марганца и 1,0 мас. кобальта.

В делительную воронку вместимостью 100 см³ вносят 0,3 г анализируемой пробы, взвешенной с точностью 0,0002 г, приливают 3 см³ толуола, 3 см³ этанола, добавляют 0,5 г солянокислого гидроксиламина и 0,2 г аскорбиновой кислоты, тщательно перемешивают до обесцвечивания раствора, приливают 3 см³ ацетатно-буферного раствора с pН 5, 7 см³ дистиллированной воды, 3 см³ раствора трилона Б с концентрацией 0,05 моль/дм³, после перемешивания добавляют 0,3 г диэтилдитиокарбамата натрия, тщательно перемешивают и вносят 15 см³ хлороформа. Содержимое воронки встряхивают в течение одной минуты, нижний слой отбрасывают, а верхний слой сливают в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 10 см³ аммиачно буферного раствора с pH 9,5-10, 5-6 капель индикатора хром темно-синий и титруют раствором сернокислого магния с концентрацией точно 0,05 моль/дм³ до перехода окраски раствора из синей в сиреневый. В аналогичных условиях проводят холостой опыт со всеми реактивами за исключением анализируемой пробы.

Результаты анализа представлены в табл. 1.

Пример 2. Анализируют искусственную смесь сиккатива, содержащего 1,0 мас. марганца и 0,1 мас. кобальта.

Анализ проводят как описано в примере 1. Результаты анализов представлены в табл. 1.

Пример 3. Анализируют искусственную смесь сиккатива, содержащего 0,1 мас. марганца и 1,0 мас. кобальта.

Анализ проводят как описано в примере 1. Результаты анализов представлены в табл. 1.

Пример 4. Анализируют производственную пробу сиккатива как описано в примере 1. Результаты анализов представлены в табл. 1.

Пример 5. С целью определения метрологических характеристик методики проводят 5 анализов одной и той же производственной пробы сиккатива. Анализы проводят в соответствии с примером 1. Статистически обработанные результаты анализов для n 5, p 0,95 представлены в табл. 2.

X₁ 1,02; X₂ 0,99; X₃ 1,15; X₄ 1,10; X₅ 1,05.

Источники информации
1. ГОСТ 1003-73. Сиккативы нафтенатные жидкие.

Использование: аналитический контроль производства сиккативов. Сущность изобретения: сиккатив растворяют в смеси толуола и этилового спирта, обрабатывают солянокислым гидроксиламином, аскорбиновой кислотой, ацетатным буферным раствором с pН 4-6, добавляют дистиллированную воду до объемного соотношения толуол : этиловый спирт : вода в смеси 1 : 1 : (1 - 5), обрабатывают трилоном Б и диэтилкарбаматом натрия, добавляют хлороформ до объемного соотношения спирто-толуольная смесь : вода : хлороформ 1 : 2,5 : 2,5, подвергают титрованию раствором сернокислого магния верхний слой, отделяемый от полученной двуслойной жидкой системы. 2 табл.

Способ определения марганца в сиккативе, включающий растворение сиккатива в смеси толуола и этилового спирта, обработку солянокислым гидроксиламином, аскорбиновой кислотой, ацетатным буферным раствором с pH 4 6, трилоном Б, диэтилкарбаматом натрия, титрование смеси раствором сернокислого магния, отличающийся тем, что перед обработкой трилоном Б добавляют дистиллированную воду, причем объемное соотношение толуол: этиловый спирт:вода в смеси составляет 1 1 (1 5), после обработки диэтилкарбаматом натрия добавляют хлороформ до объемного соотношения спиртотолуольная смесь: вода хлороформ 1 2,5 2,5, а титрованию раствором сернокислого магния подвергают верхний слой, который предварительно отделяют от нижнего слоя полученной двуслойной жидкой системы.