Способ определения катионов четвертичных аммониевых и третичных сульфониевых оснований Советский патент 1985 года по МПК G01N27/48 

эо эо

4i

эо

:д Изобретение относится к анализу органических соединений, конкретно к определению солей четвертичньпс аммониевых и третичных сульфониевых оснований. В системах с солями четвертичных аммониевых основа;ний из-за трудностей в выборе надежного и быстрого метода определения катионов тетраалкил-(или арил-) аммония обычно определяют содержание анионов. Известен способ определения катионов потенциометрическим титрованием тетрафенилборатом натрия в среде вода-этанол при содержании последнего не более 70% О этом используют пленочный (на основе поливинилхлорида) ионоселективный электрод. Титрование проводят .в растворах индивидуальных солей четвертичных аммониевых оснований. Недостатком этого способа является то, что он непригоден для определения высших солей четвертичньк аммониевьк оснований, поскольку они плохо растворимы в воде, а увеличение содержания этанола в среде выше 70% вызывает разрушение поливинилхло ридной пленки электрода. Наиболее близким техническим реше нием поставленной задачи является способ определения катионов четверти ных аммониевых и третичных сульфоние вых оснований путем потендиометричес кого титрования тетрафенилборатом натрия 21. Способ титрования сводит ся к следующему: готовят исходные 0,0t М растворы иодидов тетраметилтетраэтил-, тетрабутиламмония, хлори дов алкил (C,g-C|g) дибензоламмония и -цетилпиридиния в воде, а бисульфата метилтриоктиламмония, иодидов тетраоктиламмония, тринонил-, октадецилдидецил-, октадецилнониламмония - в органических растворителях (нитробен зол, хлороформ). Титруют водным 0,01 М раствором тетрафенилбората (ТФБ) натрия. Элект родная пара состоит из ионоселективного электрода с жидкостной мембраной на основе нитробензольного раствора, ТФБ тетрабутиламмония и вспомо гательного хлорсеребрянного электрода. Титрование солей низших четвертичных аммониевых оснований возможно как в двухфазной системе, так ив од нофазной. Титрование солей высших четвертичньк аммониевых оснований. 1 5 нерастворимых в воде, возможно только в присутствии органических растворителей, реагируют эти соли с ТФБ натрия медленно, реакция проходит на границе раздела двух фаз при энергичном перемешивании. Измерение потенциала в водной фазе проводят только после расслаивания системы. Причем на каждую точку кривой затрачивается не менее 5 мин. Такими растворителями, как спирты, эфиры, кетоны и углеводороды, электрод отравляется, поэтому применение их в двухфазных системах для титрования недопустимо. Таким образом, к недостаткам способа-прототипа следует отнести большую продолжительность анализа солей четвертичных аммониевых оснований; невозможность применения способа к анализу технических продуктов, которые могут содержать органические растворители, отравляющие электрод; применение вредных для здоровья растворителей, такихкак нитробензол и хлороформ. Целью изобретения является ускорение анализа. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения катионов четвертичных аммониевых и третичных сульфониевых оснований путем потенциометрического титрования тетрафенилборатом натрия определение проводят в однофазной смеси спирта с водой при соотношении 1:1 - 1:5 с индикаторным пастовьм электродом при следующем соотношении компонентов пасты, мас.%: тетрафенилборат, метилтриоктиламмония 5-10, дибутилфталат 30-35, графит - остальное. По предлагаемому способу навеску соли четвертичного аммониевого основания растворяют в этаноле, аликвотную часть раствора разбавляют водой в соотношении спирт:вода 1:1 - 1:5, выбранном экспериментально по предварительным данным на индивидуальные вещества, и титруют 0,01-0,005 Н раствором ТБФ натрия потенциометрически с пастовым ионоселективным электродом и хлорсеребряным электродом сравнения. Пастовый электрод изготавливают следующим образом: навеску ТФБ соли четвертичного аммониевого основания (ТФБ ЧАО) растворяют в дибутилфталате (ДБФ) и смешивают с навеской графита. Смесь растворяют до пасты и этой пастой заполняют стеклянную трубочку диаметром 5 мм и высотой 50 мм. Токоот водом служит проволочка из платины или нержавстали. Соотношение ДБФ и графита определяется кo cиcтeнциe пасты, способной удерживаться в тру бочке без дополнительных уплотнений Количество ТБФ ЧАО в пасте найдено экспериментально как оптимальное дл начального потенциала Е 350120 мВ и величины скачка мВ. Такой электрод не отравляется спиртами. Поверхность электрода обновляется выдавливанием пасты. . Пример., Определение ТОАБа (тетраоктиламмоний бромида): навеску 0,05-0,1 г взвешивают на аналитических весах в мерной колбе емкостью 25 мл, доводят объем до метки этиловым спиртом, А мл раствора перенося в стаканчик емкостью 50 мл, прибавляют 4 мл воды, соотношение спирт:вр , onycKaioT элеектроды (ионоселективный и хлорсеребряный) и титруют раствором 5-10 моль/л тетрафенилбората натрия. Строят график зависимости в координатах мВ-V и опре деляют точку эквивалентности одним из известных методов. Содержание основного вещества определяют по фор Н- V, . М -нормально.сть,,раствора ТФБЫа, Гэкв/л; -объем раствора ТФБЫа, пошедшего на титрование, -.мл;. -молекулярный вес ТОАБа, 546,8; - объем аЛиквотной части раствора, взятой на титрование, мл; - навеска вещества, г. 854 i Состав ионрселективного электрода: 5,0% ТФБ ЧАО, 35,0% ДБФ, 60,0% графита. П р И М е р 2. Определение триалкилметиламмоний нитрата. Анализ проводят в условиях примера 1, содержание основного вещества рассчитывают по формуле, приведенной в примере 1, соответственно молекулярная масса 430. Отличие - в меньшем содержании спирта, соотношение спирт:вода 1:5. Состав электрода: ТФБ ЧАО 10%, ДБФ 30%, графит 60%. Пример 3. Определение содержания основного вещества в метилсульфате сульфония из нефтяных сульфидов. Анализ и расчет содержания проводят в условиях примера 1. Отличие - соотношение спирт:вода 1:5, М - средний молекулярный вес продукта, в данном случае 341. Состав электрода выбран оптимальным, согласно полученным данным.. Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами по сравнению с прототипом: анализ солей четвертичных аммониевых оснований ускоряется на 30 мин тем, что титрование проводится в однофазной системе, исключается экстракция продукта титрования; исключается применение вредных органических растворителей, таких как нитробензол и хлороформ, что улучшает условия труда в аналитической лаборатории; применяемый в процессе титрования пастовь электрод не отравляется органическими растворителями, что позволяет анализировать технические продукты , содержащие примеси органических растворителей.

51088Д856

Сопоставительные результаты определения катионов четвертичных оснований

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТШНОВ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ АММОНИЕВЫХ И ТРЕТИЧНЫХ СУЛЬФОНИЕВЫХ ОСНОВАНИЙ путём потенциометрического титрования тетрафеИилборатом натрия, от ли ч аю щ и и с я тем, что, с целью ускорения анализа, определение проводят в однофазной снеси спирта с водой при соотношении 1:1 - t:5, с индикаторным пастовьм электродом при следук щем соотношении компонентов пасты, мае. %: Тетрафенилборат метилтриоктиламмония 5-1О Дибутилфталат 30-35 ГрафитОстальное СО с

Вещества

Содержание основных веществ

Титрование с nacTOBbJM электродом

98,5+0,5 98,1t1,0 98,710,5

81,010,5 78,Oil,О Не определяется

80,,5 Не опреде- 80,010,5

Арсентометрическое титрованиеляется