Способ определения кремния в полиалюмоорганосилоксановых смолах Советский патент 1959 года по МПК G01N31/02 

Развитие химическ11Х методоз анализа кремнипорганических соединений значительно отстает по сравпелию с быстрым развитием химии этих соединений, что потребовало разработки удобных и малотрудоемких методов определения кремния з промышленных продуктах и пересмотра характера методоз его определения.

Определение кремния представляет собой одну из наиболее кропотливых операций в анализе кремкийоргаыических соединений. Наиболее трздоемкая операция для отдельных классов кремнийорганических соединений - это предварительная стадия анализа, а именно - разложение. Существует несколько вполне приемлемых способов разложения веществ; каждый из них имеет свои преимущества и характеризуется определенными ограничениями. Трудности, возникающие при разложении, обусловлены, главным образом, прочностью связи между атомами кремния и углерода, а также непосредственной возможностью образования карбида кремния. Определение кремния в сравнительно нелетучих мономерных кремнийорганических соединениях можно проводить кислотным разложением их при нагрева нии с хлорной кислотой или окиатительной с.месью олеума с азотной кислотой, с последующим удалением кислот прокаливанием до постоянного веса выделнвщейся двуокиси кремния. Надежны.м способом является минерализация кремнийорганических соединений путем сплавления их с окислителями в замкнутой системе. Выщелоченный плав анализируется весовым методом. К числу ускоренных методов определения кремния относится пиролиз вещества в токе кислорода.

Предлагаемый способ определения кремния в полиалюмоорганосилоксановых смолах минерализацией их дымящей серной кислотой заключается в том, что после минерализации смолы з присутствии серко о 121963- 2 -

кислого аммония ионы алюминия в разбавленных растворах переводят в устойчивые комплексы добавления винной кислоты. Предварительная стадия расщепления полиалюмоорганосилоксановых смол проводится капельным методом разложения дымящей серной кислотой с добавкой сернокислого аммония {схема . . . а. . .:).

а) (OH), А1 .lsAlj-i - - SiO, п Н.О -г А1., (SO,)., -г СОг ;

б) А1з -I-QH O, --ОН

(С,Н,Об) .

После разбавления раствора ионы алюминия в растворе маскируются винной кислотой в виде устойчивого комплексного отрицательного кона (схема «б).

Наличие, кроме кремния, других элементов, которые образуют гидроокиси или основные соли, мешает определению кремния, поэтому ионы алюминия маскируются в устойчивый виннокислый комплекс

Пример в .ы п о л н е н и я а н а .л и з а. Отвешивают в оттарированный высокий кварцевый тигель (емкость 20 мл) около 0,2 г сухой тонко измельченной среднс й пробы смолы и добавляют такое же количество сернокислого аммония. Смолу обрабатывают несколько раз при нагревании прикапыванием по 0,5 мл олеума (20%-ного) в кварцевом тигле под крышкой до прекращения вспенивания и обесцвечивания темного раствора; во избежание потерь олеум прибавляют в остывший раствор в тигле.

Расщепление связей Si-С дымящейся серной кислотой и окисление алкильных радикалов заканчивают при появлении на дне тигля осадка, который указывает на образование кремниевой кислоты. Выделившаяся дегидратироранная кремниевая кислота почти теояет в этих условиях способность переходить в коллоидный раствор.

Кислотную смесь с осадком кремниевой кислоты охлаждают и количественно переносят в химический стакан (200 мл) с 25 мл 2%-ного раствора винной кислоты. Прибавляют несколько капель раствора метилрота, нагревают до кипения и затем приливают разбавленного аммиака (1 : 1) до перехода красной окраски раствора в желтую. Осадок перемешивают, кипятят в течение 2 мин., дают несколько минут отстояться, а раствору-охладиться; декантируют через рыхлый фильтр и повторяют декантацию дважды с 10 мл промывной жидкости при нагревании, охлаждении, отстаивании осадка и полном стекании раствора. Ионы алюминия при этом комплексуются раствором винной кислоты и быстро отмываются. Промывнь(е воды испытывают на содержание твердых растворенных веществ. Каплю фильтрата помеи1,ают на чистое предметное стекло рядом с кап.тей дистиллированной во.ды. При осторожном высущивании стекла следы обеих капель должны быть одинаковыми. Промывать осадок чистой горячей водой до исчезновения солей в промывных водах не следует во избежание значительных потерь кремниевой кислоты, уходящей в виде коллоидного раствора.

Для идентифицирования кремниевой кислоты фильтр с хорошо промытым осадком высушивают в термостате при температуре не более 110°. Основное количество осадка осторожно, без потерь переносят с фильтра в кварцевый тигель, в котором пр0:изводилось кислотное разложение образца. Фильтр с осадком озоляют в том же тигле, не давая бумаге фильтра вспыхнуть. После озолення фильтра осадок SiO nHsO обезвоживают при 800, прокаливают при 1000-1050 до постоянного веса в тигельной печи и взвешивают. Взвешивание чистого белоснежного осадка двуокиси кремния следует производить по возможности быстро, ввиду того, что прокаленный осадок двуокиси кремния заметно гигроскопичен. Разница между весом осадка после прокаливания и весол кварцевого тигля указывает на количество весовой формы двуокиси кремпия. Фактор пересчета; 0,4672. Продолжительность анализа: 2,5-3,0 час.

Получающийся в результате прокаливания остаток должен быть снежно-белым и неоплавленным; оплавленные комки указывают на недостаточное промывание осадка кремниевой кислоты. В случае неполного удаления солей щелочных метал.лов при промывании кремниевой кислоты осадок нередко имеет сероватый оттенок, так как соли защищают уголь от полного сгорания.

Результаты анализа и их воспроизводимость. В таблице приведены результаты анализа обезвоженных и хорошо измельченных средних проб, доведенных до постоянного веса при 150°. На этих пробах установлена точность и во,:производимость результатов анализа, проведенного по определению кремния в полиалюмооргапосилоксановых смолах.

Определение кремния в 1 олиалюмоо|)га 1осилоксановых смолах