Способ определения состава смеси лигнинов Советский патент 1986 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения состава двухкомпонентных смесей лигнина. Цель изобретения - повышение селективности способа. Приме р 1 . Количественносэ определение состава смеси сульфатного щелочного лигнина и лигносульфонатов. 1. Построение калибровочного графика по одному из компонентов смеси. Для удобства в работе в качестве стандартного препарата лигнина для построения калибровочного графика ис пользуют более реакционноспособньш препарат - один из компонентов смеси, из ряда: сульфатный щелочной лигнин хвойных лигносульфонаты натронный щелочной лигнин лигносульфонаты после оксигидролиза сульфатный щелочной лигнин лиственных гидролизный лигнин нитролигнин. Навеску 100 мг (в пересчете на абсолютно сухой препарат) сульфатно го щелочного лигнина сосны (С 63,3% Н 6,2%: 5 2,8%;ОНч ен - 3,7%) раств ряют в 100 мл 0,1 н. раствора едког натра. 1,0; .2,0; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; .5gO: 6,0; 7,0 и7,5 мл получен ного раствора переносят в мерные ко бы объемом 25 мл и доводят до метки 0,1 н. раствором едкого натра. Пара лельно точно такие же аликвотные до ли сульфатного щелочного раствора лигнина сосны отбирают в колбы объе MOM 25 мл и приливают в каждую из 10 колб по 1 мл 1%-ного водного рас вора диазотированной сульфаниловой кислоты (дек) и разбавляют до метки 0,1 н. раствором щелочи. Колбы охла дают до 2-4°С и через 1,5 ч фотометрируют растворы азолигнина отно сительно исходного лигнина при длин волны 470 нм на спектрофотометре СФ-16 или аналогичном. По результатам фотометрирования строят график зависимости D f (С), где D- оп тическая плотность, С - концентрация лигнина.. График представляет со бой линейную зависимость с коэффици ентом корреляции 0,99. П. Построение калибровочного гра фика зависимости К (состава смеси) , где К (Свес /С спектр ) Готовят два раствора по 100 мл: сульфатного щелочного лигнина сосны (100 мг абсолютного сухого вещества) и лигносульфоната (100 мг абсолютного сухого вещества, С 43,0%; Н 4,7%; S 3,2%; ОНсрен 3,0%, в 0,1 н. растворе едкого натра). Затем берут аликвоты обоих растворов и смешив;ают в лзобых пропорциях от 0,10 до 10,0. Суммарный объем смеси 10-20 мл. Из растворов смесей лигнинов отбирают по 0,5 мл, добавляют по 1 мл 1%-ного раствора ДСК и разбавляют 0,1 н. раствором едкого натра до 25 мл. Параллельно готовят холостые растворы лигнинов без ДСК. Растворы охлгшдают до и через 1,5 ч фотометрируют полученные азопроизводные смесей лигнинов при 470 нм о.тносительно соответствующих холостых растворов. По калибровочному гарфику (1) определяют спектральную концентрацию лигнина (С спектр ) в смеси и, беря отношение Свес /Сспектр s Определяют К. Для чистого сульфатного щелочного лигнина сосны он равен 1,00 ± 0,01, для чистого лигносульфоката К 1,42 ± + 0,01. Величина К отражает величину ошибки определения содержания лигнина в растворе известным спектрофотометрическим способом. В зави.симости от состава данной смеси ве-. личина ошибки определения по извест-, ному способу колеблется от О до 42 (± 1%). Исходя из полученных значений Свес /Сспектр строят график зависимости К f (состава смеси). Построенный график предстгшляет собой линейную зависимость с коэффициентом корреляции 0,99, отсекающий по оси ординат отрезок 1,42. Данные для построения калибровочного графика завимости К f (состава смеси) сульфатньш лигнин: лигносульфонаты при зедены в табл. 1. Ш. Беря произвольную смесь указанных лигнинов готовят раствор с концентрацией 100 мг/100 мл 0,1 н. раствора едкого натра и далее проводят все операции, как указано (определяя Сс„ектр ходят состав смеси по калибровочному графику (II). Ошибка определения может быть проверена путем приготовления модельных смесей с заранее извест 1ым составом и составляет +2%, П р и м е р 2. Количественное оп ределение состава смеси сульфатного щелочного лигнина и гидролизного ак тивированного лигнина (С 67,4%; Н 5,9%; ОНч,е„2,3%). 1. Используют калибровочньй гра фик по сульфатному щелочному лигнину, построенньй в примере 1 (1). II. Далее, проводят операции, опи санные в части II примера Т, опреде ляют Сепехлр отношение С к для гидролизного лигнина (для чистого гидролизного лигнина К 1,80+0,01) и строят зависимость К f (состава смеси) для смеси сульфатного щелочного и гидролизного лигнинов. Величина ошибки при спектпальном опеределении концентра ции поизвестному способу для данной смеси лигнинов составляет от О до 80 (+2%) в зависимости от сос тава смеси. Данные для построения калибровочного графика зависимости К f (состава смеси) сульфатного щелочного лигнина и гидролизного активированного лигнина приведены в табл. 2. III.-Как описано в части III пример 1, определяют состав любой смеси взятых в данном примере лигнинов.По кольку зависимость /С f (состава смеси) в данном примере имеет линейный характер с коэффициентом корреляции 0,99, ошибка определения равна ± 2%. П р и м е р 3. Количественное определение состава смеси лигносульфоната и гидролизного лигнина. 1. Строят калибровочный график по лигносульфонату в координатах D f (Слс.). при - 480 нм. II,Далее строят калибровочный гра фик зависимости (Сбр,. /С спектр ) (состава смеси) для смеси взятых на анализ лигнинов, выполняют операции описанные в части il пр.имера 1. Для чистого гидролизного лигнина при определении C ngViP п° калибровочному графику, построенному по линосуль фонату ошибка определения составляет 28±2%. Данные для построения калибровочного графика зависимости К f (сос тава смеси) гидролизного активирован ного лигнина и лигносульфонатов приведены в табл. 3. 1 8 III. Построив калибровочный график зависимости К (состава смеси), где К (Cf, /CtiienTp ) определяют количественный состав любой смеси указанных лигнинов. Ошибка определения равна +2%. П р и м е р 4. Количественное определение состава смеси лигносульфоната и лигносульфоната после оксигидролиза (С 51,6%; Н 5,2%; S 1,3%). 1. Используют калибровочный график примера 3, построенный по лигносульфонату. II.Далее проделывают все операции, описанные в части II примера 1, определяют отношения весовой и спектральной концентраций для смесей указанных лигнинов при различных соотношениях компонентов смеси. Для лигносульфоната после оксигидролиза ошибка в определении спектрофотометрическим методом по калибровочному графику, построенному по исходному лигнорульфонату, достигает 24+2%. Данные для построения калибровочного графика зависимости К т (состава смеси) лигносульфонатов и лигносульфонатов после гидролиза приведены в табл. 4. iTl. Беря произвольные соотношения компонентов смеси и выполняя операции, описанные в части примера 1, определяют состав любой смеси с ошибкой + 2%. П р и м е р 5. Определение породного состава смеси сульфатных щелочных лигнинов сосны и осины (С 58,5%, Н 5,8%; S 5,2%; 3.6%).. -1. Используют калибровочный график части 1 примера 1, построенный по сульфатному щелочному лигнину сосны. II.Определяя CjngK-,p для различных модельных смесей лигнинов сосны и осины, находят отношения Свес к С(пек-гр Д- всех смесей и строят калибровочный график по составу для сульфатных лигнинов хвойной (сосна) и лиственной (осина) пород. Для чистого сульфонатного лигнина осины (С вес /С спемр ) равно 1 ,55±0,01. Данные для построения калибровочного графика зависимости К (состава смеси) сульфонатных щелоч ных лигнинов сосны и осины приведены в табл. 5.

III.Выполняя описанные в пррпчере 1 операции, находят породньш состав смеси с ошибкой ±2%.

П р и м е р 6. Определение породного состава черных щелоков картонного потока ПО Братской ЛПК,

Т и II, В данном примере используют калибровочные графики, построенные в примерах 1 (1) и 5 (ll).

В отдельной пробе (100 мл черного щелока) определяйт весовую концентрацию лигнина путем подкисления щелочного раствора (высаживания лигнина) , фильтрования осадка, про14ьшки, сушки и взвешивания его.

Затем отбирают аликвоту раствора черного щелока, соответствунхцую на- веске 100 мг абсолютно сухого вещества лигнина, разбавляют до 100 мл 0,1 н. раствором едкого натра.

Проводя операции описанные в примере 1 и фотометрируя при нм определяют породньй состав черного щелока.

Результаты определения породного состава черных щелоков ПО Братский ЛПК приведены в табл. 6.

результаты показывают, что EI анализируемом черном щелоке содержится 75 и 68% хвойных (сосна) и 25 и 32% лиственных пород.

Полученные результаты коррелируют с данными по дозировке щепы хвойных и лиственных пород древесины задаваемой на варку с точностью +2%.

В табл. 7 приведены данные определения содержания лигнина в искусственных смесях и рабочем растворе по предлагаемому методу и известному способам.

Поскольку выбор стандартного 5 препарата лигнина по условиям известного способа затруднен в качестве стандартных взяты оба компонента смеси (стандарт 1 и стандарт II).

Таким образом, сочетание весового О и фотометрического методов определения концентрации лигнина в растворе позволяет с высокой точностью (+2%) и селективно определять состав любых смесей двух видов лигнина, избежать 5 ошибок при спектрофотометрическом анализе содержания лигнина в раство- ре, достигающих при определении по известному способу 55%.

0 Формула изобретения

Способ определения состава смеси лигнинов, включающий обработку пробы вещества солью диазония в щелочной среде, измерение оптической плотности, полученного раствора и определение по калибровочному графику, построенному с использованием стандартного препарата лигнина, о т л и0 чающийся тем, что, целью

повышения точности способа, в качестве стандартного препарата используют один из компонентов определяемой смеси и определение состава смеси

ведут по калибровочному графику зависимости смеси от отношения массы анализируемого вещества к его оптической плотности.

Таблица 1

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам количественного определения состава двухкомпонентных смесей лигнина. Цель изобретения - повышение селективности способа. Определение ведут растворением сульфатного щелочного лигнина сосны в 0,1 н. растворе едкого натра. К раствору добавляют 1%-ный раствор диазотированной сульфаниловой кислоты, охлаждают до 24°С и через 1,5 ч фотометрируют. В качестве стандартного препарата используют один из компонентов определяемой смеси. Определение состава смеси ведут по калибровочному графику зависимости состава смеси от отношения массы анализируемого вещества к его оптической плотности. Ошибка определения ± 1%. Сочетание в способе весового и фотометрическос S го методов определения концентрации (Л лигнина в растворе позволяет с высокой точностью и селективно определять состав любых смесей двух видов лигнина, избеяСать ошибок при спектрофотометрическом анализе срдержа-, ния лигнина в растворе (до 55%). 7 табл. ю О) со

З,О Мг /100мл 100 (сульфатный

лигнин):0 (лиграствораносульфонаты)

90:10 80:20 70:30 60:40 50:50

0,73 5,0

1,00

0+2

30:70 20:80 10:90 О :100

100 (сульфатньй лигнин): О (гидролизный

0,71 5,0

0,68 4,81 0,67 4,71

3,85

30+2

1,30 3,70 35+2 1,35 37+2 1,37 3,64 40+2 1,40 3,57

ТаблицаЗ

0+2 4+2 6+2

Т 1блица4

11

0,64 0,63 0,57 0,56 0,52 0,50 0,48 0,45

0,634,39

0,604,24 5,0 100:0 5,00 0+2 7,75 55±2 90 :10 4,80 4+2 7,45 49±2

12

1269008 Продолжение табл.5

10±2

1,10 15+2 1,15 20+2 1,20 27+2 1,27 32+2 1,32 38+2 1,38 43+2 1,43 55+2 1,55

Таблицаб

(сосна)

25+1

(осина)

68+1

18+2

(сосна)

f

32+1 (осина)

Таблица 7 0,72 5,00 1,00 100:0 0,68 4,80 1,06