Способ определения содержания уксусной кислоты в электролитах Советский патент 1983 года по МПК G01N21/25 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения уксусной кислоты в промышленных растворах, содержащих хлориды.

Известен способ определения уксусной кислоты путем титрования раствором щелочи в присутствии фенолфталеина t 1

Недостатком этого способа является малая точность вследствие высокой чувствительности индикатора к примесям.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения уксусной кислоты в электролитах путем добавления раствора серной кислоты, отгонки уксусной кислоты с водяным паром с последующим титрованием раствором щелочи в присутствии фенолфталеина 2-.

Недостатком известного способа -является малая точность вследствие

высокой чувствительности индикатора к примесям в титранте.

Цель изобретения - повышение точности и селективности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения содержания уксусной кислоты в электролитах путем добавления раствора серной кислоты отгонки уксусной кислоты ведут до 0,1-0,15 первоначально10го объема с последующим многократным измерением оптической плотности в интервале длин волн 230-240 нм, примем количество используемых при этом длин волн выбирают превышающим число

15 примесей, влияющих на определение, и концентрацию уксусной кислоты определяют по формуле

,

Ч- -цТАЛ--.

„ C-dCEWEAU.+Kid (),(;

где А - вектор-столбец величин оптических плотностей, измеренных при 310 различных длинах волн(Д.), в кюветах с толщиной слоя жидкости 1 см;. Е - матрица размера XKi строк матрицы соответствуют условным коэффициентам экстинкции для данной длины волны, а столбцы - длинам волн в интервале 230-2 0 нм; И- мислр столбцов матрицы, равно числу прияесей, апияющих на определение; 2- кз-пибровочные коэффициенты, равные б5 и 95 соответственно, Пример 1.5 мл анализируемого электролита помещают в кругло донную колбу Вгорца емкостью ,250 мл, соединенную с прямым водяным холодильником. В колбу добавляют 50 мл воды, 20 мл раствора серной кислоты (1 :5) и отгоняют 65 мл жидкости, за|тем добавляют 30 мл воды и продолжают перегонку до получения 95 мл дистиллята. Отгон переносят в мерную, колбу емкостью 100 мл, доводят до метки водой, перемешивают и измеряют оптическую плотность полученного раствора в диапазоне волн 230-240 нм в кювете с толщиной слоя жидкости 1,0 см. Ориентировочно содержание уксусной кислоты (с) оценивают по получен ной из уравнения (1 ) приближенной формуле (.2) С 65 АЗ,,, - 95 (г/л)(г где величина оптической плотноети, измеренная при длине волны Д нм. Формулу (2) выводят-следующим образом. При определении уксусной кислоты в присутствии диспергатора концентра цию кислоты находят, используя результаты измерения оптических плотностей при двух длинах волн по уравнениямАЛ --, c. с,е Л(1 Ai 1 i АХ--, .14 с.е, .г где - величины молярных коэффициен тов экстинкции кислоты; 2. величины молярных коэффициентов Экстинкции диспергатора; и С - соответственно концент рации кислоты и диспергатора. Решают систему уравнения относительно7 . е.л.-.лгУ lA. Преобразуют уравнение следующим образом (при Е 1) . Ла А . ,;Чл,лг гЛ.д - . Вводят следующие обозначения .гЛ) Тогда ..АЛ1 Готовят раствор уксусной кислоты с С. 1,34 г/л и измеряют оптическую плотность при Д. 235 нм и 240 нм, равную соответственно 0,09528 и 0,0511. Составляют первое уравнение 1, 0,095028 - -0,0511 Аналогично поступают с раствором уксусной кислоты при С 1,46 г/л Составляют второе уравнение 1,47 -0,11238 - 0, Решают систему двух уравнений 1, 0,a9528-F2 - 0,0511 1, 0,11238-F.i. 0,06148 Находят значения F и F , которые оказались равными F 95 Измерив оптические плотности исследуемого раствора при двух длинах волн и зная знамения F, и F/, уравнению (2) вычисляют концентрацию уксусной кислоты. Результаты определений приводятся в табл.1. Два последних столбца табл.1 используют в качестве вектор-столбцов матрицы Е, уравнение (1), Для определения численных величин вектор-ртолбца матрицы А измеряют оптическую плотность растворов анализируемого электролита в кювете с толщиной слоя жидкости d(cM). Результаты определений приводятся табл.2. 5 Вследствие наличия в анализируем системе побочных процессов, наприме этерификации, образования эфиров серной кислоты и т.д., изменяющих результаты анализа, оказалось необходимым провести калибровку используемой установки для отгонки суммы уксусной, сЬляной и серной кислрт анализируемой смеси. Для этого гото вят искусственные, электролиты, аналогичные по составу исследуемым, по ле, чего проводят определение содерж ния уксусной кислоты и аппроксимиру отношения компонентов взятой и полу ченной концентрацией уксусной кисло ты уравнением (1) путем определения параметров К и К/, методом наименьш квадратов с использованием гиперболической модели у оТъх У - истинное содержание уксусной кислоты; X - количество уксусной кислоты в отгоне; а- и в - параметры, определяемы методом наименьших квадратов для нескольких искусственных смесей. Численные значения названных пар метров оказались равными соответств но О,57606 и 0,1046 и приведены в уравнении (k}. Таким образом, более точно содержание уксусной кислоты оценивают по формуле (1), которую можно записать в виде системы уравнений (3) и С) А -га,41544 С .. Q071727Сц А2 -31,3047 ,056791 Сц 15,02169бСд+0,00543У1бСк . C--CjjCO,67606 + 0,(046CO (4) где коэффициенты при неизвестных Сд (концентрация диспергатора); Сц - условные коэффициенты экстин ции соответственно диспергатора и уксусной кислоты- (г/л), . Соотношение между определяемой концентрацией уксусной кислоты С и параметром С„ определено уравнени ем U). Совместное решение системы ( 3 ц уравнения (4) позволяет учесть про176текание перечисленных выше побочных процессов и повысить точность расметов содержания уксусной кислоты. Результаты анализов приведены в табл.3. Пример 2. Условия проведения анализа аналогичны примеру 1. Для определения взято 25,9 г/л уксусной кислоты в растворе. Результаты определения при различных длинах волн приведены в табл.. Пример 3. Изучалось влияние границ допустимой отгонки от первоначального объема. Концентрация уксусной кислоты 25,9 г/л. Результаты приведены в табл.5. Предлагаемый способ был опробован на электролитах аммиакатного цинкования. Состав электролитов:цинк сернокислый 70-100 г/л, аммоний хлористый 200-250 г/л, кислота уксусная ледяная 25 мл/г, диспергатор Нф (301-ный раствор) 50-100 м/л. Результаты определений приведены в табл.ЗДля сравнения в табл.З представлены результаты определений уксусной кислоты в отгоне методом нейтрализации и при соблюдении режима отгонки, рекомендуемого ОСТом. Данные таблицы свидетельствуют о непригодности метода нейтрализации вследствие присутствия в отгоне, кроме уксусной кислоты, смеси серной и соляной кислот, и о неудовлетворительности результатов, полученных согласно ОСТу. Полученные предлагаемым способом результаты определений уксусной кислоты свидетельствуют о достаточной точности и воспроизводимости определений. Использование предлагаемого спо-. соба в сравнении с известными обеспечивает достаточную точность и селективность определений. На результаты количественных определений не влияет присутствие в отгоне сильных неорганических кислот ( соляной и серной), так как последние не поглощают в выбранном интервале длин волн; а также присутствие отгоняющихся вместе с уксусной кислотой органических веществ, для которы) возможно определение величин, составляющих вектор-столбец матрицы Е, формула (, 1 ).

Т а б л и ц а 1

сз. I

оо

чО

г- чо

(V СП

со

+

Г-.

о )

сп

-а- -

СП

гLTV

ОI-

чО -

СМ

оо

сг

СП

- чО

Г1 -

о --

о

оо го

чО

сэ

О го

г-го

- см

см

чО Г1

-асэ

ол

-4смсэ

,- см

сэ

чЛ чО

ил

ил

-ясэ

+

-аг-ясэ

чО

ил

чО ил

СП

ил

оо

о го

го

-JчО 00

го

см сэ

сл см

о

о I

сэ

.- оо

см го г

го

см

см

CVI

1сэоо

го

СЧ|

см

СП

го ч

- см

см

го го

ал ил

см

11

12

1002917

Таблица