Способ количественного определения фенолов,высших жирных и смоляных кислот и окисленных веществ Советский патент 1986 года по МПК G01N31/00 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно.к способам количественного определения фенолов, высших жирньк.и смоляных кислот и окисленных веществ .в щелочных экстрактах древесины в сульфатцеллюлоз- ном производстве.

Цель изобретения - повьшение точности способа за счет более полного и четкого разделейия смеси веществ на составляющие.

П р и м е р 1. 100 г анализируемой пробы (щелочного экстракта) подкисляют соляной кислотой до рН 1 и экстракцией диэтиловьм эфиром (3 раза по 110 мл) вьщеляют эфирораст- воримые вещества, содержащие нейтралные и фенольные соединения, кислоты (высшие жирные и смоляные), окисленные вещества и летучие карбоновые кислоты. Для удаления низкомолекулярных кислот (летучих) эфирный раствор промывают дистиллированной водой 3 раза по 100 мп. В эфирном растворе остаются нелетучие эфирораствори- мые твещества (фенольные соединения, кислоты (высшие жирные и смоляные) окисленные и нейтральные вещества. Массовая доля эфирораствориьых веществ (нелетучих) составляет 1%, т.е. из 100 г щелочного экстракта вьщеляют 1 г эфирорастворимых вещест (нелетучих). Далее вьщеленные эфиро- растворимые вещества (t г) (в диэти- ловом эфире) разделяют на 3 группы: фенолы (1) высшие жирные и смоляные кислоты (2) и окисленные вещества (3

1. Извлечение фракции фенольных соединений.

Эфирный раствор эфирорастворимых веществ (1 г) обрабатывают 5%г-ным раствором едкого натра, содержащим 20% хлористого натрия (насьш енный- раствор), порциями по 50 мл до бесцветной вытяжки.

На границе раздела фаз образуется осадок, который присоединяют к эфирному раствору (раствор А), а щелочные вытяжки, насыщенные хлористым натрием, отделяют, промывают 50 мл диэтйлового эфира и эфир присоединяют к эфирному раствору (раствор А) . Щелочные вытяжки далее подкисляют соляной кислотой (1:1) и экстрагиру- ют диэтиловым эфиром три раза порциями по 100 мл. Полученный эфирный раствор промь вают 50 мл воды и сушат безводным сульфатом натрия. Затем

эфирный раствор фильтруют во взвешенную колбу, эфир отгоняют, а остаток в колбе сушат до постоянной массы при 105 с.

Массовая доля полученных фенольных соединений в процентах от суммы эфирорастворимых веществ состави- ла 13,4% t 0,5 ( сА 0,95 п 3) . 2. Вьщеление фракции высших жирных и смоляных кислот.

Эфирный раствор вместе с осадком (раствор А) промывают дистиллированной водой порциями по 50 мл до бесцветной вытяжки (2-3 раза). Водные

вытяжки объединяют и используют для дальнейшего анализа (раствор Б), а эфирный раствор обрабатывают раствором едкого натра порциями по 50 мл т акже до бесцветной вытяжки.

Щелочные вытяжки объединяют и просое- диняют к водному раствору (раствор Б).

Ползгченный водно-щелочной раствор (раствор В) количественно переносят в делительнзто воронку, подкисляют соляной кислотой (1:1), приливают 100 МП петролейного эфира и экстрагируют в течение 1-2 мин. Экстрагирование повторяют еще 2 раза.

Вьщеляёмый осадок на стенках делительной воронки (окисленные вещества) при экстракции петролейным эфиром оставляют для дальнейшей обра- ботки, а петролейно-эфирныа .вытяжки

объединяют и фильтруют через бумажный фильтр и количественно переносят в делительную воронку. Фильтр прош- вают петролейным эфиром и эфир присоединяют к основному эфирному раствору, а осадок на фильтре (окислен-- ные вещества) оставляют для дальнейшей обработки.

Петролейно-эфирный экстракт обрабатывают 1%-ным раствором бикарбоната натрия порциями по 50 мл до бесцветной вытяжки. Для лучшего расслаивания фаз добавляют по 1 г хлористого натрия. Бикарбонатные вытяжки объединяют и присоединяют к водному

раствору В, а петролейно-эфирный Р4СТВОР промывают дистиллированной водой до нейтральной, реакции по фенолфталеину. Первую промывную воду присоединяют к водному раствору.

Затем петролейно-эфирный раствор сушат безводным сернокислым натрием. После этого эфирный раствор фильтру- ют во взвешенную круглодонную колбу.

эфир отгоняют на ротационном испарителе при в токе инертного газа. В остатке получают фракцию кислот (высших жирных- и смоляных).

Массовая доля высших жирных (С, и выше) и смоляных кислот от суммы эфйрорастворимых веществ составила 54,8% t 2,3 (oL 0,95, n 3).

3. Вьщеление фракции окисленных веществ.

Объединенный водный раствор (раствор В) вместе с бикарбонатной вытяжкой и промывной водой (реакция раствора должна быть кислой) обрабатывают диэтиловым эфиром 3 раза по 100 МП, К полученному эфирному раствору добавляют эфирный раствор, полу ченньш при смьшании и раств орении ДИЭТШ1ОВЫМ эфиром осадка окисленных веществ на стенках делительной воронки и на. бумажном фильтре.

Общий эфирный раствор промывают водой до нейтральной реакции по метилоранжу, переносят во взвешенную . колбу, отгоняют эфир, а остаток сушат до постоянной массы при .

Насыщенныйраствор(20-25%) 1,0

То же

1,5

- - 2,0 2,0 13,4 54,8

Массовая доля окисленных веществ от суммы эфйрорастворимых составила 20,6% + 0,8 (о(- 0,95, п 3).

Результат. параллельных определений (аналично примеру 1) содержания фенолов, кислот и окисленных веществ из одной и той же исходной пробы, но при различном соотношении заданных параметров способа анализа (концентрации хлористого натрия в щелочном растворе, и раствора едкого натра и бикарбоната натрия в водном растворе) приведены в примерах 2-4 табл. 1.

15

В примерах 5-10 приведены результаты анализа той же и.сходнрй пробы аналогично примерам 2-4 , но при параметрах (концентраций хлористого

натрия, едкого натра и бикарбоната натрия), выходящих за пределы условий способа.

Результаты примеров предлагаемого способа (примеры 1-4), примеров для

сравнения (примеры 5-10) и известного способа (11) сведены в таблицу 1.

; -Т а б л и ц а I

54,8 54,8

20,6 20,6

Во фракции фенолов кислоты отсутствуют

Во фракции кислот отсутствуютокисленные вещества

20,6

13,9 54,3

49,8 17,6 20,6

То же

2,1 1,0 13,4 54,2 20,6

I 0,5 0,4 13,4 56,7 18,7

10

1,0 2,1 .13,4 55,4 20,0

Продолжение табл.1

фенолов частично присутствуют кислоты

Во фракции фенолов присутствуют - кислоты

53,6 20,6

54,2 20,6

I 56,7 18,7

55,4 20,0

Кислоты извлекаются не полностью

Часть кислот ( ) остается в эфирном растворе

То же

Во фракции

кислот

частично

присутствуют

окисленные

вещества

Рассливание фаз происходит медленно .

. Как видно из табл. 1, при добавлении к раствору щелочи хлористого натрия в количестве, меньшем, чем это требуется для насыщения , т.е. менее 20%, высшие жирные и смоляные кислоты переходят во фракцию феноль- ных соединений, тем самым не дости- гается высокая эффективность и селективность разделения анализируемой пробы на фракцию фенольных соединений и фракцию кислот и не обеспечи- вается достаточная точность определе НИН фракции фенолов и кислот. При концентрации хлористого натрия более 25% избыток его выпадает в осадок.

За счет неточного разделения фаз часть окисленных веществ ( ) попадает во фракцию кислот

При последующей обработке эфирно- ;го раствора анализируемой пробы раствором щелочи с концентрацией более 2% и менее 0,2% часть кислот остается в эфирном растворе, и не переходит в щелочную вытяжку, массовая доля кислот при этом соответственно уменьшается, тем самым не достигается высокая эффективность выделения фракции кислот.

При обработке петролейно-эфирного экстракта раствором бикарбонат натрия с концентрацией менее 0,5% часть окисленных веществ остается во фракции кислот.

При обработке петролейно-эфирно- го экстракта раствором бикарбонат натрия с концентрацией менее 0,5% часть окисленных веществ остается во фракции кислот. Массовая доля кис лот, как видно из табл. 1, увеличивается, а массовая доля окисленных веществ соответственно уменьшается, т.е. не достигается высокая эффективность вьщеления фракции окислен- ньк веществ и селективность извлечения фракции кислот. При обработке петролейно-эфирного экстракта раствором бикарбоната натрия с концентрацией более 2% наблюдается об- разование эмульсии, препятствующей эффективному разделению фаз.

Повьппение точности предалагаемо- го способа подтвеждают методом добавок заданных масс. ;

Для оценки правильности полученных результатов определения массовой, доли фенольньк соединений в ана- лизируемук) пробу добавляют различные заданные массы смеси фенолов,сос тоящей из 3,5-ксиленола, фенола,п - крезола, гваякола, П-оксибензальдеги да, вднилина, ванилиновой кислоты,сиреневой кислоты, изоэвгенола, П -окси бензойной кислоты и пирокатехина. Результаты определения заданных масс фенольных соединений приведены в табл. 2. Т -а б л и ц а 2

Из табл. 2 следует, что при опре- 55 делении массовой доли фенольных соединений ошибка определения не превышает 5%.

Для оценки правильности результатов определения массовой доли кислот (высших жирных и смоляных) в анализируемую пробу добавляют заданные массы смеси жирных кислот, состоящей из олеиновой, линолевой и пальмитиновой кислот и различные массы живичной канифоли. Массовая доля смоляных кислот в живичшэй канифоли, .определенная методом ПКХ, составила 95%.

В табл. 3 приведены результаты заданных масс кислот.

ТаблицаЗ

Приведенные данные свидетельствуют о том, что заданные массы кислот определяют с ошибкой не более 4,5%. Контроль за чистотой вьделения указанных групп веществ осуществляют методом тех (тонкослойной хроматографии) с использованием специфических реактивов на ту или иную функциональную грзшпу.

Степень чистоты вьщеляемой фракции кислот по известному способу составляет 40-45%, а по предлагаемому - 90-98%. Для фракции фенольных соединений по известному способу степень чистоты составляет 30-70%, а по предлагаемому - 35-98%.

11 ..

предлагаемый способ позволяет проводить объективную количественную оценку щелочных экстрактов на содержание основных групп веществ: фенольные соединения, кислоты (высшие жирные и смоляные) и окисленные вещества, что дает возможность оптимизировать процесс варки и более рационально испольаовать продукты, содержащиеся в щелочных экстрактах древесины.

Формула изобретения

Способ количественного определения фенолов, высших жирных и смоляных кислот и окисленных веществ с использованием обработки эфирного раствора анализируемой водным раствором щелочи, разделения водно- i го и эфирного слоев, экстракции зфит ром из водного с;лоя фенольных соединений и определения их весовым методом, отличающийся тем,

Составитель В.Гладков Редактор В.Ковтун Техред Л.ОлейникКорректор М.Шароши

Заказ 4117/42Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ,

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

47744 12

что, с целью повышения точности способа, эфирный раствор анализируемой пробы обрабатьшают водным раствором щелочи, насыщенным хлористым 5 натрием, разделяют водный и эфирньй 1СЛОЙ и определяют в водном слое фе- нольные соединения,эфирный слой обрабатьшают 0,2-2,0%-ным водным раст- iBopoM щелочи, отделенный водно-щелоч0 ной раствор последовательно обрабатьшают минеральной кислотой и петро- лейным эфиром,петролейно-эфирный слой отделяют, обрабатьшзют 0,5- 2,0%-Hpi раствором бикарбоната нат5 рия, отделяют петролейно-эфирный слой и определяют в нем высщие жирные и смоляные кислоты, а бикарбо- натные вытяжки присоединяют k водному раствору, отделенному от пет0 ролейно-эфирного слоя, объединенный водный раствор обрабатьшают серным эфиром, отделяют серно-эфирный слой и определяют в нем окисленные вещества.

Изобретение относится к .области аналитической химии, в частности к способам количественного определения фенолов, высших жирных кислот и ленных веществ в щелочных экстрактах древесины. Цель - повышение точности способа. Эфирный раствор анализируемой пробы обрабатьшают водным раст- вором щелочи с добавкой хлористого натрия до насыщения, определяют фе- нольные Соединения. Эфирный слой . обрабатьюают 0,2-2,0%-м водным раствором щелочи, экстрагируют эфиром, последовательно обрабатьюают полученный водно-щелочной раствор мине- -ральной кислотой, петролейным и серным эфиром, вытяжки объединяют, обрабатывают ,0%-ным раствором бикарбоната натрия, бикарбонатный раствор подкисляют, экстрагируют . и определяют в водном растворе окисленные вещества весовым способом, а в петролейно-эфирной вытяжке высшие жирные кислоты. Ошибка определения не превьш1ает 10%. 3 табл. § (Л с 4 SI 4; 4ih