Способ определения элементного состава органических веществ Советский патент 1992 года по МПК G01N31/00 

СО

с

Изобретение откосится к способам определения элементного состава органических веществ и может быть использовано при анализах, включающих стадию пироли- тического сожжения исследуемых веществ. Целью изобретения является обеспечение возможности анализа взрывчатых органических перхлоратов. Для этого в анализируемую навеску исходного вещества предварительно перед пиролитическим сожжением добавляют мочевину в количестве, превышающем количество навески исходного вещества в 1,5-2 раза. Ошибка способа не превышает принятой в классическом микроанализе. 4 табл.

Изобретение относится к способам определения элементного состава органических веществ и может быть использовано при анализах, включающих стадию пиро- литического сожжения исследуемых веществ.

Известен единственный способ определения элементного состава органических веществ, заключающийся в том, что исследуемую навеску подвергают пиролитическо- му сожжению (900-950°С) с последующим количественным определением образующихся продуктов сгорания (С02, Н20, галоидов и т.д.) 1.

Однако способ не позволяет анализировать взрывчатые органические перхлораты, что определяет его недостаток.

Целью изобретения является обеспечение возможности анализа взрывчатых органических перхлоратов за счет предотвращения взрыва анализируемого образца в процессе пиролитическогб сожжения.

Цель достигается тем, что в способе, включающем пиролмтическое сожжение образца и дальнейшее количественное определение образующихся продуктов сгорания, перед сожжением в образец добавляют мочевину в количестве, превышающем количество навески исходного вещества в 1,5-2 раза.

Сущность способа состоит в том, что навеску взрывчатого вещества (5-10 мг) помещают на дно кварцевой пробирки, затем сверху засыпают навеску мочевины (1,5-2- кратный избыток по весу), пробирку осторожно встряхивают для перемешивания анализируемого вещества Т моче виной, помещают в кварцевую трубку для сожжения и сжигают обычным методом. При анализе жел езосоде ржа ЩШ Шр1 лорЖов сме сь вещества и мочевины засыпают дробленым

XI

О

со о VI ел

кварцем для предотвращения уноса из зоны сожжения промежуточно образующихся летучих хлоридов железа и полного превращения последних в РеаОз. Точность определения хлора и железа при этом существенно повышается.

Элементный анализ органических веществ проводился на приборе, выпускаемом заводом Гослаборприбор (г. Клин, Московской области).

Процентное содержание всех элементов определяется гравиметрически, взвешивая поглотительные аппараты для С02, НаО, галоидов, а также кварцевую пробирку с нелетучими окислами (РеаОз).

Процентное содержание углерода, водорода, серы, железа (X) рассчитывается по формуле:

X Fx100xB/A,

где В - привес поглотительного аппарата, в мг;

А - навеска, мг;

F - фактор пересчета (Fc, FH, Fs, Fpe)

Fc Mc/Mco2 0,2729

РН МН2/МН20 0,1119

Fs Ms/Mso4 0,3338

FFe MFe2/MFe203 0,7000.

Процентное содержание галогена определяют по формуле:

Х 100хВ/А

где В - привес поглотительной лодочки с серебром, мг;

А- навеска, мг.

При проведении анализа в присутствии мочевины из общих привесов поглотительных аппаратов В для С02 и Н20 вычитается теоретический привес аппаратов за счет сожжения навески мочевины Вм. Таким образом, формула для расчетов процентного содержания углерода и водорода приобретает вид:

(B-BM)/A;

ДЛЯ С02 BM AMXMCO2/MNH2CONH2

АмхО,7333; для НаО 2 Мн2О/МмН2СО1МН2

Амх 0,6000, где Ам - навеска мочевины.

Пример. Контрольные сожжения стандартных веществ для доказательства того, что добавка мочевины не влияет на

точность определения отдельных элементов.

В табл.1 приведены данные элементного анализа сахарозы (1), которая обычно используется в микроанализе в качестве стандарта для установления поправочных факторов, а также перхлората 2,4,6-трифе- нилпирилия (2), строение которого строго доказано многочисленными синтезами различными способами, ИК-спектрами и химическими превращениями в известные пиридиновое и пиридиниевые производные. Анализируемое вещество и мочевина взяты в соотношении 1:1,5.

Как видно из табл.1, добавка мочевины не влияет на точность микроанализа.

Пример 2. Исследование нижнего предела соотношения анализируемый перхлорат -- мочевина. На примере перхлората

2,4-дифенил-6-ферроценилпирилия.

В табл.2 приведены данные элементного анализа синтезированного нами взрывчатого перхлората 2,4-дифенил-б- ферроценилпирилия. Брутто-формула:

C27H2iCIFeOs. Вычислено, %: С 62,73; Н 4,07; CI 6,87; Fe 10,84. Анализ перхлората проведен с добавками мочевины в весовых соотношениях вещество : мочевина 1:0,8; 1:1,1; 1:1,5; 1:2.

Из табл.2 видно, что минимальным количеством мочевины является весовое соотношение к анализируемому веществу 1:1. При анализе оптимальным весовым соотношением, гарантирующим безопасность работы и не влияющим на результаты анализа, является 1:1,5-2. Более чем двукратный избыток мочевины нецелесообразен, так как уже при этом соотношении достигается возможность проведения анализа без взрыва.

П р и м е р 3. Проведен элементный анализ ряда сильно взрывчатых перхлоратов с добавкой мочевины в соотношение 1:1,1:1,5и 1:2.

В табл.3 приведены данные элементного анализа следующих взрывчатых перхло ратов и бисперхлоратов (в скобках указан интервал температур разложения со взры вом):

1- перхлорат-1-фенил-3-(п-метоксифе нил)-4-оксониафлуорена (свыше 300°С);

2- перхлорат 2,6-дифенил-3,5-диметил 4-фенилэтинилтиапирилия (свыше 300°С);

3- перхлорат 2,6-диметил-4-ферроце нилпирилия (180-200°С);

4 - перхлорат 2-ферроценилхромили5 (140-170°С);

5- перхлорат З-ферроценил-4-оксониа фенантрена (150-180°С);

6- перхлорат феррициния (110-140°С),

7 - перхлорат 2-(метоксифенил)-4-фе- нил-6-ферроценилпирилия (170-200°С).

Как видно из табл.3, полученные результаты хорошо согласуются с теоретически вычисленными.

Абсолютная ошибка определения элементного состава, приведенная в табл.4, не превышает 0,3% для углерода и водорода, а для хлора и железа составляет 0,3-0,5%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет по сравнению с прототипом анализировать взрывчатые перхлораты. При этом ошибка способа не превышает принятой в классическом микроанализе и состав 8 скобках указано весовое соотношение анализируемое вещество: мочевина.

0

ляет 0,3 абсолютных процента для углерода и водорода, а для хлора и железа - 0,3-0,5%. Формула изобретения Способ определения элементного состава органических веществ, включающий пиролитическое сжигание навески исходного вещества и последующее количественное определение образующихся продуктов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности анализа взрывчатых органических перхлоратов, пиролитическое сжигание ведут в присутствии мочевины, взятой в количестве, превышающем количество навески исходного вещества в 1,5-2 раза.

Таблица 1

Таблица 4