Способ определения муравьиной щавелевой и фосфорной кислот Советский патент 1991 года по МПК G01N31/16 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам количественного определения муравьиной, щавелевой и фосфорной кислот в водном слое реакционной смеси процесса синтеза диметилдиоксана производства изопрена из формальдегида и изобутилена.

Целью изобретения является повышение селективности способа.

Пример. П. 1. Анализируемую пробу объемом 1 см ( р 1,0 г/см3) состава фосфорная кислота 2%, щавелевая кислота 1% и муравьиная кислота 0,3% титруют водным

раствором гидроксида калия концентрации 0,2 моль/дм3. До первого скачка потенциалов (конец титрования суммы органических кислот и фосфорной кислоты по I ступени) израсходовано Vi 2,51 см3, до второго скачка потенциалов (конец титрования фосфорной кислоты по 2 ступени) израсходовано V2 3,55 см3 титранта.

Рассчитывают концентрацию фосфорной кислоты (Сф) по формуле Ci ( У2 - Vi ) 98 Vnp 10

ON СЛ 00

о

00 00

Сф

где Ci - концентрация гидроксида калия, моль/дм ;

У2 - объем гидроксида калия, пошедший на титрование до второй точки эквивалентности, см ;

Vi - объем гидроксида калия, пошедший на титрование до первой точки эквивалентности, см3;

Vnp - объем пробы, см 98-молярнад масса фосфорной кислоты, г/моль, Сф 2,04 мае.%

Рассчитывают массовую долю органических кислот (Х, мас.%) в пересчете на щавелевую кислоту по формуле

Y Ci -(2Vi -У2)-45

Xl Vnp 10

где Ct - концентрация гидроксида калия, моль/дм ;

УЗ - объем гидроксида калия, пошедший на титрование до второй точки эквивалентности, см ;

Vi - объем гидроксида калия, пошедший на титрование до первой точки эквивалентности, см ;

Vnp - объем пробы, см3;

45 - эквивалентная масса щавелевой кислоты, г/моль,

Xi 1,32

П.2. Рассчитывают объем гидроксида калия VKOH, необходимый для полного связывания фосфат-ионов и органических кислот, содержащихся в 3 см пробы.

v/( 2 У2 - Vi ) Ci 3,0 Ti

V КОН 9 . 4- . W

и,/ 12 Vnp

где Vi - объем гидроксида калия с концентрацией Ci. израсходованный на титрование по п.1 до первого скачка потенциалов, см ;

Va - объем гидроксида калия с концентрацией Ci.израсходованный на титрование по п.1 до второго скачка потенциалов, см3;

Cj - концентрация раствора гидроксида калия, используемого для титрования по п.1, моль/дм3;

0,2 - концентрация раствора гидроксида калия, применяемого для полного связывания оксалат- и фосфат-ионов, моль/дм3;

Vnp. - объем анализируемой пробы, взятый на титрование по п.1 см ;

3,0 - объем пробы, взятый для обработки раствором гидроксида калия с концентрацией 0,2 моль/дм3;

TI, T2 - поправочные коэффициенты к концентрации растворов гидроксида калия с концентрацией Ci и 0,2 моль/дм3 соответственно.

VKOH 13,77см3,

П.З. В коническую колбу на 100 см3 вносят 3 см исходной пробы, добавляют расчетное по п.2 количество водного раствора гидроксида калия, перемешивают, вносят

0,3 г безводного хлорида кальция, перемешивают круговыми движениями и выдерживают 2-3 мин в покое, после чего фильтруют в пробирку диметром 15 - 20 мм через фильтр белая лента.

0П.4. В стакан на 100 см3 вносят 4 см3

1

фильтрата, 40 см ацетона (1:10). 1 каплю серной кислоты, разбавленной 1:1 до рН не более 2,5, и титруют потен- циометрически спиртовым раствором гидро5 ксида калия с концентрацией 0,1 моль/дм3. При изменении соотношения фильтрат:аце- тон (1:10) скачок потенциалов, соответствующий концу титрования серной кислоты, не фиксируется точно.

0 До достижения значения потенциала + 220(ЭВ-74)титрование проводят без записи промежуточных значений изменения потенциалов (для быстроты анализа), далее с записью изменения потенциала после

5 каждого приливания раствора объемом по 0,1 см3.

До первого скачка потенциалов (конец титрования избытка серной кислоты) израсходовано Уз 3,00 см3, до второго скачка

0 потенциалов (конец титрования муравьиной кислоты) израсходовано V4 3,52 см тит- ранта.

П.5. Расчеты:

5.1. Массовую долю муравьиной кисло5 ты (Х2) в процентах рассчитывают по формуле

(V4 -УЗ) (Vnp +VKQH ) 46 СЗТЗ 100 2Vnp р Уф 1000

где Уз, V4 - объемы спиртового раствора 0 гидроксида калия, соответствующие первому и второму скачку потенциалов при титро- вании фильтрата объемом Уф (см соответственно, см3;

Vnp объем исследуемой пробы, взятый 5 на обработку гидроксидом калия и хлоридом кальция,см :

Укон - объем водного раствора щелочи, израсходованный на обработку пробы с объемом УПр;

046 - грамм-эквивалент муравьиной кислоты, г;

С - молярная концентрация спиртового раствора щелочи, моль/дм ;

Тз - поправочный коэффициент к кон- 5 центрации спиртового раствора гидроксида калия;

Уф - объем фильтрата, взятый на потен- циометрическое титрование, см3;

р - плотность исследуемой пробы, г/см ,

100, 1000 - коэффициенты пересчета, мас.%.

Массовая доля муравьиной кислоты в пробе составляет /2 0,33 %

5.2. Массовую долю щавелевой кислоты в процентах рассчитывают по формуле

(2V1 -V2) 45 С1 Т1 100 Хм 45 Vnp р 1000

46

где Vi, Vz - объемы водного раствора гидро- ксида калия, соответствующие первому и второму скачку потенциалов при первом титровании соответственно, см3;

2 - коэффициент, учитывающий что Vi соответствует объему титранта, израсходованному на титрование суммы органических кислот и фосфорной кислоты по 1 ступени диссоциации, см3, J% - соответствует (Vi + объем титранта, израсходованный на титрование фосфорной кислоты по 2-й ступени диссоциации) см ; отсюда:

(2Vi - V2) - соответствует объему титранта, израсходованному на титрование суммы органических кислот:

45 - молярная масса эквивалента щавелевой кислоты, г/моль;

Ci - молярная концентрация водного раствора едкого каля, моль/дм3;

TI - поправочный коэффициент к концентрации водного раствора гидроксида калия;

Vnp - объем пробы, взятый на титрование водным раствором едкого кали, см .

Массовая доля щавелевой кислоты (Хз) в процентах составляет:

Х4 - 0,99 %

П р и м е р 2. Анализ производственной пробы (водный слой реакционной массы) проводят аналогично примеру 1.

Результаты титрования 1 см3 исходной пробы водным раствором гидроксида калия концентрации 0,2 моль/дм Vi 1,53 см , V2 2,03 см3

Найдено:

Объем гидроксида калия с концентрацией 0,2 моль/дм , необходимый для нейтрализации кислот в 3 см пробы: VKOH 7,6 см .

Результаты титрования спиртовым раствором гидроксида калия концентрации 0,1 моль/дм3:Уз 9,58, V« 10,33 см3.

Найдено:

содержание муравьиной кислоты составляет Х2 0.30%

содержание щавелевой кислоты состав- ляетХз 0,63%.

В таблице представлены результаты анализа производственных проб водного слоя реакционной смеси процесса синтеза диметилдиоксана с применением фосфор- ной и щавелевой кислот в качестве катализатора и искусственных смесей по известному и предлагаемому способам.

Приведенные в таблице результаты показывают, что с помощью предлагаемого способа можно установить разные содержания муравьиной и щавелевой кислот в образцах с одинаковым содержанием суммы кислот (образцы 3 и 4) или постоянное содержание муравьиной кислоты при разных значениях суммы кислот (образцы 1 и 2), что является важным для своевременного выявления причин технологических неполадок, коррозии, аппаратуры, низкой эффективности процесса и т.д.

Минимально определяемая концентрация кислот, мас.% составляет: фосфорной 0,01; муравьиной 0,01; щавелевой 0,01 при относительной ошибке определения 4,0: 5,2 и 6,5% соответственно.

Формула изобретения

Способ определения муравьиной, щавелевой и фосфорной кислот, включающий

потенциометрическое титрование аликвоты анализируемой пробы водным раствором гидроксида калия, и определения концентрации фосфорной кислоты, отличающийся тем,что, с целью повышения селективности определения, другую аликвоту анализируемой пробы обрабатывают гидроксидом калия, взятым в количестве, эквивалентном содержанию фосфорной и органических

кислот, хлоридом кальция, отфильтровывают, в фильтрат добавляют ацетон в объемном соотношении 1:10, серную кислоту до рН 2,5, титруют гидроксидом калия и рассчитывают массовую долю муравьиной и щавелевой кислот.

Примечание. 2 - суммарное содержание, Н- содержание муравьиной кислоты,

Щ - содержание щавелевой кислоты.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению муравьиной, щавелевой и фосфорной кислот в водном слое реакционной смеси процесса синтеза диметилдиоксана производства изопрена из формальдегида и изобутилена Цель изобретения - повышение селективности анализа. Для этого пробу потенциало- метрически титруют водным раствором КОН. Определяют концентрацию фосфорной кислоты пе разности расхода титранта на получение второго и первого скачков по- тенцсюда Расчет массовой доли органических кислот ведут в пересчете на щавелевую кислоту. Затем рассчитывают объем КОН необходимого для полного связывания фосфат-ионов и органических кислот Анализируемую пробу обрабатывают рассчитанным количеством гидроксида калия, хлоридом кальция и фильтруют Далее к фильтрату добавляют ацетон в объемном соотношении 1:10. серную кислоту до рН не более 2,5 и потенциометрически титруют спиртовым раствором КОН с последующим расчетом массовой доли муравьиной и щавелевой кислот 1 табл СО с