Способ определения воды в ацетоне Советский патент 1985 года по МПК G01N31/22 G01N21/77 

9д

4 со i;o

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к методам контроля содержания воды в ацетоне, используемом в качестве эггстрагента, и может быть использовано при определении влажности порошков и аэрозолей в различных областях народного хозяйства.

Известен способ титриметрического определения микроколичества влаги (0,01-1,00%) в органических растворителях реактивом Фишера О.

Недостатками известного сопосба являются сложность приготовления И хранения реактива Фишера, необходимость применения специальной аппаратуры проведения титрования, токсичность и неприятный запах реагентов, входящих в реактив Фишера.

Известен способ спектрофотоме.трического определения воды в спиртах и ацетоне с использованием свойства раствора хлорида кобальта изменять интенсивность ri характер окраски в зависимости от содержания воды в растворителе L2j.

Недостатком известного способа является невысокая чувствительность анализа (до 0,1%). Ошибка определения 5-10%.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ Определения воды, включающий введение в анализируемый растворитель безводного бихромата калия, подкисление смеси ледяной уксусной кислотой, вьщерживание смеси,фильтрацию и последующую количественную регистрацию воды измерением оптической плотности образующегося фильтрата по .концентрации растворенного в нем бихромата калия 3j.

Недостатком указанного сопосба .является невысокая чувствительность анализа воды(,5,0-30,0 %) .

Цель изобретения - повьппение чувствительности анализа воды.

Поставленная цель достигается тем, что по способу определения воды в ацетоне, включающему введение безводной неорганической соли, вьщерживании смеси, фильтрацию и последующее измерение оптической плотности раствора, в качестве неорганической соли используют сульфат железа (II), перед введением которого в анализируемый растворитель добав992

ляют бромид лития и гидроксиламин сернокисльв, а после выдерживания смеси - о-фенантролин.

Предлагаемый способ основан на том, что в присутствии бромида лития и гидроксияамина сернокислого количество растиоренного. сульфата железа в ацетоне резко возрастает пропорционально содержанию воды в

последнем, а использование фенантролина приводит к образованию интенсивно окрашенного фенантролинатного комплекса железа (II) (8j g| 11000) , что позволяет определить невысокие

концентрации растворенного железа и, следовательно, повысить чувстви(тельность анализа воды в раствори1теле до 0,01%.

Растворимость сульфата железа

(II) в ацетоне в присутствии комплексообразователей (бромид лития и гидроксиламии сернокислый.) пропорциональна содержанию микропримеси воды. Количество растворенного сульфата

железа определяют с помощью реактива-индикатора о-фенантролина (Ф), образующего интенсивно окрашенный комплекс с ионами железа (II). Следовательно, необходимость введения в

испытуемый растворитель сульфата железа и Ф в предлагаемом способе вытекает из необходимости определять растворимость сульфата железа, по величине которой судят о концентрацни воды в ацетоне.

Однако низкая растворимость сульфата л елеза (II) в ацетоне при содержании в нем воды менее 2% не позволяет спектрофотометрически определить малые концентрации воды. Согласно полученным экспериментальным данным растворимость сульфата железа (II) в ацетоне резко возрастает в присутствии бромистого лития и гидпоксиламина сернокислого и заметна уже при содержании воды в ацетоне 0,01%. Повышение растворимости железа в присутствии указанных комплексообразователей, по-видимому, связано

с образованием неокрасйнного растворимого в ацетоне комплексного соеди-г нения Fe(NH20H)2JBr2.

Таким образом, введение в испытуемый растворитель бромида лития и

гидроксиламина сернокислого необходимо, так как в их присутствии растворимость сульфата железа и, следовательно, чувствительность реакции

31

к следовым концентрациям воды резко возрастают; В отсутствие одного из этих комплексообразователей определе ние малых количеств воды йевозможно. Зависимость оптической плотности (А) раствора сульфата железа (11) в ацетоне с содержанием 0,1% воды в присутствии Ф от наличия комплексообразователей приведена в табл. 1.

Таблица 1

674994

Экспериментально установлено, что максимальная чувствительность способа и воспроизводимость результатов достигаются только.в том случае, 5 если сульфат железа в ацетон вводят после прибавления комплексообразователей (бромида лития и гидроксиламина сернокислого), а о-фенантролин в растворитель вводят в последнюю to очередь после введения сульфата железа.

В табл. 2 представлены .оптические плотности (средние из четырех опытов)

5 растворов, полученных в результате смешения всех указанных реактивов в ацетоне, содержащим 0,06% воды, по методике, описанной в примере 1, с различной последовательностью

20 введения комплексообразователей, сульфата железа (II) и Ф.

Таблица 2

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ В А1ДЕТОНЕ, включаюишй введение безводной неорганической соли, вьщерживание смеси, фильтращш и последующее измерение оптической плотности раствора, отличающий с. я тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве неорганической соли используют сульфат железа (II), перед введением которого в анализируемьй растворитель добавляют бромид лития и гидрйксиламин , сернокисльц, а после выдерживания смеси - о-фенантролин. СП

-LiBr - (NH20H)2 FeSO - Ф

-(NHjOH) Hj SO - LiBr- - FeSO - Ф

-LiBr - (NHjOH) Ф -peSO

- Ф - LiBr - (NHjOH) H2S04 - FeSO

- Ф - FeS04 iBr - (NHjOH)2H2SO

- LiBr - (NHgOH)

Как видно из данных таблицы, только при указанной в предлагаемом способе последовательности введения реагентов (ацетон-бромид лития гидроксиламин сернокислый или(NHjOH) HjSO -LiBr - FeSO. - Ф) достигается наибольшая чувствительность реакции.

Пример 1. В пробирку с притертой пробкой объемом 15 мл помещают 10 мл безводного йцетона, вводят микропипеткой 0,06 мл 10%-ного раствора воды в ацетоне, что соответствует 0,06%, приливают последо- вательно 0,5 мл ацетонового раствора бромида лития концентрации 7,5 г/л и 0,5 мл раствора, содержащего

0,125+0,003 0,124+0,003 0,012+0,005 0,005+0,007 0,010+0,004 0,034+0,022

0,35 г/л гидроксиламина в ацетоне, перемешивают, вводят 0,02 г безводного сульфата железа (II) и снова перемешивают. Полученную смесь выдерживают в течение 10 мин при , периодически встряхивая. Затем в смесь вводят 0,2 мл ацетонового раствора 1,10-фенантролина (конце1гтрация 14 г/л), перемешивают, отделяют окрашенный раствор фильтрованием и измеряют оптическую плотность фильтрата на фотоколориметре ФЭК-56М с использованием светофильтра № 5 ( Лдфф 490+10 нм) и кюветы толщиной 10 мм. Раствор для сравнения готовят аналогично описанному с использова г нием безводного ацетона.

5

Величина оптической Ллотности анализир5гемого раствора 0,12. Содержание воды в ацетоне определяют по градуировочйому графику, построенному по описанной методике с использрванием ацетона с известной концентрацией воды. Оптической плотности 0,12 соответствует значение концентрат ии воды 0,055%. Относительная ошибка 8,3%. При 6 параллельных определениях (п 6, Р 0,95) средняя ошибка определения составляет 7,6%.

Пример 2.В пробирку с притертой пробкой объемом 15 мл поме--Концентрация воды, %

Предлагаемый способ

0,005

0,01

0,04

0,06

0,1

0,3

0,4

0,5

0,6

0,8

Прототип

Аналог

0,1

Как видно из приведенных данных, 50 предлагаемый способ определения воды в ацетоне позволяет понизить предел обнаружения воды по сравнению с аналогом в 10 раз, а с прототипом в 500 раз, при этом 55 ошибка определения не превьш1ает 12,4%. Область определяемых содержаний воды с ошибкой 3,9-12,4%

674996

щают 10 t-vi безводного ацетона, вводят 0,04 мл Н,,0, что соответствует содержанию 0,4%, и дальше поступают, как в примере 1. Оптическая плот5 ность фильтрата равна 0,795, что

соответствует на градуировочном графике 0,422%. Относительная ошибка 5,5%. При 6 параллельных определениях (п 6, Р 0,95) средняя ошибка составляет 4,3%.

Сравнительные данные по определению сожержания воды в органических растворителях предлагаемым и извест-, ным способами приведены в табл. 3. Таблица 3.

Средняя ошибка определения, (п 6, Р 0,95)

е обнаружено

12,4

8,8

7,6

4,4

3,9

,3

6,0

9,5

22,7

1-2 5-10

лежит в широком интервале концентраций ( 0,01-0,6%).

В табл. 4 представлены результаты определения различных количеств воды в ацетоне методом добавок с использованием предлагаемого способа и аналога ,а также для сравнения приведены данные из литературы по точности методов Фишера и прототипа (п-4 , ,95). Как видно из приведенных в таблице данных, по точности предлагаемый 25 способ превышает в 2 раза аналог и не уступает метбду с применением реТаблицаактива Фишера иМеет преимуц{ества перед последним в простоте выполнения, доступности реактивов и безвредности.