Способ определения кобальта Советский патент 1991 года по МПК G01N31/16 

1

(21)4697891/26 (22)31.05.89 (46)30,11.91. Бюл. №44

(71)Волгодонской филиал Научно-производственного объединения синтетических поверхностно-активных веществ

(72)Н.А.Каренькова, В.В.Юров, В.П.Соколов и А.В.Кузнецов (53)543.062(088.8)

(56) Рауэ X. и др. Определение кобальта и органических кислот в продуктах производства масляных альдегидов.- Сб. ВНИИНеф- техим, Л., 1977, ч.1, с.192-193.

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА

(57) Изобретение относится к способам тит- риметр ческого определения кобальта в продуктах органических производств и может быть использовано при анализе продук- тов гидрокарбоксилирования. Цель изобрел ния - повышение точности анализа продуктов карбоксилирования. Сущность предложения заключается в обработке пробы смесью н-гексана и н-карбоновой кислоты (Cs Cg). взятых в объемном соотношении (9,0-9,51(0,5-1,0), добавлении буферного раствора с рН 3,5-4,5, фторида калия для маскиоовзния железа, нагревании пробы до и титровании трилоном Б при 50- 70°С. Точность анализа 2%. 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению кобальта-катализаторареакциигидрокарбоксилирования, и может быть использовано для контроля его содержания на всех стадиях процесса.

Известен метод определения кобальта в продуктах гидроформилирования путем растворения пробы в ацетоновом растворе роданистого аммония с последующим колори- метрированием,

Однако данный метод не позволяет с достаточной точностью определять массовую долю кобальта, так как карбоксилаты . кобальта, присутствующие в продуктах гидрокарбоксилирования, нерастворимы в ацетоне, что приводит к значительной погрешности анализа.

Наиболее близким способом, взятым за прототип, является способ определения кобальта в продуктах гидроформилирования, заключающийся в растворении пробы в смеси равных количеств уксусной кислоты и уксусного ангидрида, выдержке при

комнатной температуре в течение 15 мин и добавлении к растворенной пробе ненасыщенного раствора роданистого калия в н-бу- таноле и 20%-ного раствора фтористого калия для маскирования железа, Через 5 мин проводят титрование трилоном Б до перехода окраски от сине-зеленой до бледно-розовой.

Определение каталитического содержания кобальта в продуктах гидрокарбоксилирования с массовой долей свыше 0,5% известным способом невозможно вследствие высокой погрешности анализа, в результате нечеткого перехода окраски в эквивалентной точке титрования, так как карбоксилаты кобальта содержащиеся в продуктах гидрокарбоксилирования, имеют окраску, маскирующую точку эквивалентности.

Целью изобретения является повышение точности определения кобальта при массовой доле его в продуктах свыше 0,5%.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем растворение зналиON Ю СП

ю

ю

катЛ

зируемой пробы и последующее титрование трилоном Б в присутствии индикатора и агента, маскирующего железо, растворение анализируемой пробы веду, в смеси н-гексан ; н-карбоноеая кислота Cs-Сэ, взятых в объемном соотношении 9,0-9,5 : 0,5-1,0. После добавления буферного раствора пробу нагревают до 80-95°С,а титрование осуществляют при 50-70°С.

Растворение анализируемой пробы, содержащей продукты гидрокарбоксилмрова- ния и кобальт с массовой долей свыше 0,5%, в смеси н-гексан : н-карбоновая кислота Сз

Сэ в указанных соотношениях и нагревание пробы после добавления буферного раствора до 80-95°С обеспечивают полный переход кобальта в растворимую форму, а

титрование при 50-70°С позволяет точно фиксировать точку эквивалентности. Указанные приемы в совокупности позволяют определить кобальт с высокой точностью с массовой долей его в продуктах гидрокар- боксилирования свыше 0,5%.

Способ осуществляют следующим образом.

Пробу, содержащую продукты гидрокарбоксилирования и кобальт, вносят и мерную колбу вместимостью 50 см3, рзство- ряют в смеси н-гексан ; н-карбоновая кислота, взятых в объемном соотношении 9,0-9,5:0,5-1,0, и указанной смесью доводят до метки. Аликвоту полученного раствора объемом 5 CMJ переносят в колбу вместимостью 250 см°, добавляют iO см ацетатсодержащего буферного раствора с рН 3,5-4,5, 120 см воды, 0,01 г индикатора -ксиленового оранжевого, 0,1 г фторисп о калия, маскирующего железо. Затем соцео жимое колбы нагревают до и выдерживают при згой температуре 15 мин После охлаждения до ЪО-70°С анализируемую смесь титруют 0,1 и,раствором трило- на Б до перехода окраски из фиолетово-красного в лимокно-желтую.

Массовую до-пю. кобальта (%) определяют по формуле

- 1со

-

V К

m

100,

где Too титр 0,1 н.раствора трилоиа Б по кобальту, 0,00295 г/мл;

V - количество раствора Трилона Б, используемое на титрование, см ;

К- аликвота,

m - навеска анализируемой пробы, г,

Пример 1. (по прототипу). В 10 г продуктов гидрокарбоксилировакия с,- олефинов растворямл 0,42 г гриде- каноата кобальта Массовая доля кобальта в полученной смеси составляет 0,51%, Затем 1 г смеси продуктов гидрокарбочсилм- рования итридеканоата кобальта растворяют в 50 см смеси равных количеств уксусной кислоты и уксусного ангидрида vj

выдерживают при комнатной температуре 15 мин. После выдержки в ацетатный раствор прибавляют 25 см насыщенного раствора роданистого калия в н-бутаноле и 5 капель 20%-ног раствора фтористого ка0 лия для маскирования железа. Через 5 мин титруют трипсмом Б до перехода окраски от сине-зеленой до бледно-розовой. Объем трилона Б, используемого на титрование, составил 1,38 см3, Массовую долго кобальта

К рассчитывают по формуле

г о, 0.00295 V 100 со,/, - -,

где m -- навеска продукта, г:

V - объем трилона Б, используемого на титрование, см ;

0,00295 - титр 0,1 н.растеорз трилона Б по кобальту

0.00295 1.38 100 0 40fi 0/

/о -. 0 л- U,+UO /о

Пример 2.В10г продукта гидрокар- боксилирования а-окефинов растворяют 0,42 г трлдеканоата кобальта. Массовая доля кобальта з полученной смеси составляет 0,51 %, Затем 1 г приготовленной таким обрЕзом искусственной пробы вносят в мерную копбу вместимостью 50 CMJ i. растворяют в смеси н-гексан-энантовая кислота, взятых в объемном соотношении 9,5:0,7, и доводят указанной смесью до мет- 5 ки. Отбирают 5 см полученного растворе, переносят в колбу вместимостью 2ЕО см3, тудо же добавляют 10 CMJ ацетатсодержащего буферного раствора с рН ,0 120 см3 воды, 0,0 г ксиленового оранжевого, 0,1 г фтористого калия. Содержимое колбы нагревают до 95°С и выдерживают при этой температуре 15 мин. Затем колбу охлаждают до 60°С т содержимое титруют 0,1 н,раствором трилона Б до перехода окраски из фиолетово-красной в пимонно-жеятую. На титрование пошло 0.17 трилона Б. В пробе определено 0,5 мас.% кобальта.

Статистически обработанные результаты определения (при .95) следующие:

0

5

0

0

5

0

Последующие примеры представлены в таблице.

Примеры 1,11,17 и 25 выполнены в условиях прототипа, Из приведенных примеров видно, что при массовой доле кобальта в продуктах гидрокарбоксилирования выше 0,5 относительная очистка определения составляет 20-30%.

Примеры, подтверждающие сущность предлагаемого способа, выполнены в условиях примера 2.

Примеры 5-9 обосновывают температуру обработки растворенной пробы буферным раствором. При температуре ниже 80°С относительная ошибка определения массовой доли кобальта увеличивается с 3,5 до 7,32% при 70°С. Обработку буферным раствором при температуре выше 95°С проводить нецелесообразно,так как это не при- водит к повышению точности анализа (пример 10).

Примеры 12-16 обосновывают температуру титрования пробы трилоном Б. При температуре ниже 50°С (пример 14) от- носительная ошибка определения возрастает до 6%, а увеличение температуры свыше 70° (пример 16) нецелесообразно, так как это не приводит к увеличению точности анализа.

Как следует из примеров 18 и 21, за пределами предлагаемых значений объемного соотношения н-гексан: н-карбоновая кислота происходит увеличение погрешности анализа до 6-7%.

В примерах 23 и 24 показано, что использование н-карбоновых кислот в смеси н-ге; сан:н-карбоновая кислота с числом углеродных атомов менее 5 и более 9 приводит к увеличению относительной ошибки опредэления массовой доли кобальта с 2,4 до 6,5-7,2%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность определения кобальта при каталитическом содержании его е продуктах гидрокарбоксилирования бопее 0,5 мас.%.

Фор,мула изобретения Способ определения кобальта, включающий растворение пробы в органическом растворителе и последующее титрование трилоном Б а присутствии фторида калия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа продуктов карбоксилирования при содержании в них кобапьтэ выше 0,5 мас.%, в качестве органического растворителя используют смесь н- гексана и н-карбоновой кислоты (Cs-Cg), взятых в объемном соотношении 9,0- 9,5:0,5-1,0. после обработки растворителем в анализируемую пробу добавляют ацетатный буферный раствор, затем нагревают до 80-95°С и титрование проводят при 50- 70°С.

(По протипу)

(По проипу)

(По пропу)

(По про- пу)

фр. С,г-С(4 ФР. С,г-Си

Фр.с,6-с18

ФР.С10

фр.Св-С8

с е- св

9,3:0,7 9,3:0,7 0,3:0,7

,3:0,7

-И

9,9:0,1 9,5:0,5 9,0:1,0 8,5:1,5 9,2:0,8 9,0:1,0 9,0:1,0

Су

С, -

-П..

-Ч«

Сг

. -.

С5

Ц

25 60 60 60 60 60 60 60 60 60

25 60 50 5 70 75

25

60

60 60 60 50 50

5°. 25

0,51 0,51 1,08 2,23 3,01

3,01 3,01 3,01

3,01 3,01

3,01 5,0 5, 5,0(1 5, 5,

5,0t 7,08 7,08 7,08 7,Oft 8,03 8,03 8,03

8,03

0,if06 0,5 1,06 2,18 2,95 2,95 3.1S- 3,08 3,23 2,95

3,73 5,И 5,18 5,ЗЬ

t.g i

5,15

3,5 6,53 6,93

7, 6,65 7, 8,68 7,31

20,26

1,96

1,85

2,

1,99

1,99

3,52

2,32

7,32

1,99

,00

1,92

2,77

5,95

1,98

2,18

29,76

7,06

2,11

2,25

6,07

2,36

6,50

7,20

10,52 31,00