Способ анализа натрийкарбоксиметилцеллюлозы Советский патент 1980 года по МПК G01N31/16 G01N5/04 

. .

Изобретение относится к области химического анализа, а именно к .химикоаналитическому контролю натрийкарбоксилметилцеллюлозы (), используемой в настоящее время в ряде отраолей промышленности.:

Известен метод анализа натрийкарбоксиметилцеллюлозы (.ll путем отделения; примесей от ocHOBiioio вещества с последующим переводом в нерастворимую кислую форму и определением основногр вещества (А) и степени замещения ( )

Метод является длительным и трудоемким, что снижает оперативность производства.

Более простым является метод t.2j, согласно которому оба показателя (Ан) определяют путем перевода Ма -КМЦ в, нерастворимую соль Си -КМЦ и высаждё-г. НИИ ее смесью этаноаа с водой, отделении осадка от раствора, промывки и сушки его, и количественного определения , меди в осадке teтoдoм визуального титрования - определгчпю ( - ). Основное

вещество по методу |123 определяют по количеству меди в фильтрате также методом визуального титрования. Наиболее длительной операцией этого метода является сущка в термошкафу медной соли КМЦ (5-6 час).. Довольно сложным является также процессвысаждения СиКМЦ требующий тщательного контроля рН и длительного отстаивания. Формирование осадка оптимальной структуры иногда нарушается, что существенно затрудняет его фильтрацию. Для анализа используется около десятка различных .химических реактивов. Воспроизводимость метода допускаемая методом, составляет + 2 единицы X и + 1% (абс) .А.

Целью изобретения является ускорение, упрощение и повышение точнсюти метода анализй No -КМЦ. .

Поставленная цель достигается тем, что предварительно растворенную в воде

Nq-КМЦ переводят в нерастворимую форму соляной кислотой, содержание которой в растворе 0,3-0,5 г-экв/л., вь саждают полученный продукт H-KMU изопропанопом при сортношении его с водой 10:1 по объему в присутствии электролита, .хлорида натрия (О,030,О4 оль/л) с последующей. промывкой высажденного продукта слабым раст вором соляной кислоты. Окончательно промьщают осадок сернь1м эфиром для удаления изопропанопа и следов соляной кислоты. По весу очищенного и сухого осадка Н-КМЦ определяют содержание основного вещества А. Степень замещения определяют путем растворения предварительно взвешенного осадка Н-КМЦ, в избыг, ке щелочи и визуального титрования Влияние концентрации на величину /j{ . .

Степень замещенияполучены разработанным методом при

по методу концентрации HCg (г-экв/л) . ГОСТ 5588-70 избьггка щелочи стандартным раствором кислоты,, Для получения точных результатов по А и Х существенное значение имеет количество соляной кислоты, необходимое v для перевода М« КМЦ в кислую форму Н-КМЦ. На основании данных таблицы 1 видно, что для полного и количественного образования Н-КМЦ в водный раствор МаКМЦ необходимо вводить такое количество соляной кислоты, чтобы концентрация ее была не менее О.ЗО г-экв/л (конкретно в нашем случае вводят 1 мл HCi разбавленной 1:1, что соответствует концентрации ее в растворе О,38 г-экв/л). . Таблица растворе NQ КМЦ ,

70,5 75,8 82,9 88,5 89,5 88,0

85,3 Большое количество (более О, SO г-экв вводить нецелесообразно, поскольку в Дальнейшем непрореагировавшую кислоту необходимо отмьтать от осадка Н-КМЦ совместно с другими примесями, поэтому чем больше ее будет введено, тем больше потребуется промьгвной жидкости для промьюки осадка. Установлено практически, что за 1015 . реакция образования Н-КМЦ в . растворе завершается (С (а.ии. « 0,03 г/мл, С„,2 - 0,38 н). Показано, что полная и количественная коагуляция осадка Н-КМЦ происходи в присутствии электролита - .хлорида N а (кроме .хлорида NQ MofeHb применять .и другие электролиты, например, хлорид калия, хлорид лития). Особенно это проявляется при анализ очищенных образцов с высокой степенью замещения ( -10(-12Ь), На фиг. 1 представлена графическая зависимость величин А и -j , определённых разработанным методом, от количества добавлен ного хлорида Na , Максимальные значения А и з получены при концентрации 4oC. О,О38 моль/ при увеличений этой концентрации наблюдаётся резкое увеличение А и снижение, что говорит о загрязненности осадка Н-КМЦ. Практически было установлено присутствие в осадке Н-КМЦ большого количества .хлорида NQ . Поэтому оптимальная концентрация NciC, необ.ходимая для количественного выделения осадка Н-КМЦ О,03 моль/л для очищенных, образцов. Увеличение концентрации NQC требует и увеличения объема промьтной жидкости, а значит, и времени промьюки, что нецелесообразно. Для .технических образцов достаточно минимальной добавки .хлорида NQ (0,О04 моль/л) для количественной коагуляции осадка Н-КМЦ. Большое значение для количественного высаждения Н-КМЦ имеет и количество добавленного изопропанола, а именно, соотношение его с водой. Необ.ходимо использовать -соотношение воды и изопропанола 1:10 (по объему). Для технических образцов с 70-85 высаждение Н-КМЦ происходит и при соотношении воды и изопропанола 1:5, но в этом случае осадок труднее отфильтровывается от раствора. Поэтому лучшим является соотношение воды и изопропанола 1:10, не только для технических образцов, но и для образцов с высокой (100-120) Дальнейшее увеличение концентрации изопропанола в смеси с водой нецелесообразно, так как будет происходит высаждение не только , и но и. примесей, т.е. осадок Н-КМЦ буДет загрязнен. Высажденный осадок Н-КМЦ промывают последовательно смесью изопропанол-вода в том же соотношении, котр- рое использовано для первоначального высаждения Н-КМЦ, а именно 1О:1, изопропанолом, и, наконец, серным эфиром. Такая промьшка обеспечивает удаление примесей из осадка влаги и следов изопропанола. Установлено, что необходимо применять кислую промьюку полученного осад ка Н-КМЦ с целью предотвращения вод-можного частичного перехода Н-формы снова в солевую форму за счет наличия в промывных жидкостях катионов металлов. Поэтому все промьшные жидкости, а именно, смесь изопропанол-водаЮ:. и изопропанол (за исключением этиловсиГО эфира), должны быть слабо подкислены (до 0,02 п, раствора ее в раствори.теле). Минимальное время сушки образцов для определения влаги и получённо.го осадка Н-КМЦ - 30 мин. Разработанный метоД сводится к следующему. Навеску мелкоразмолотой пробы /соКМЦ 0,4-0,5г ( ), взятую на аналигически.х весах, помещают в химический стакан, смачивают ее 2 мл изопропанола и помещают стакан на магнитную мешалку. Затем приливают 15 мл воды и сразу же начинают перемешивать pact вор. После растворения пробы при непре рывном перемещивании добавляют 0,1 м насыщенного раствора .хлористого натрия и далее по каплям 1 мл соляной киспо ты (1:1). Перемешивают содержимое стакана в течение 10 мин, послечего к раствору медленно приливают 150 мл изопропанола. Образовавшемуся осадку Н-КМЦ дают отстояться в течение 5-10 мин и затем отделяют его от раст вора на фильтре Шртта (пор, 160) с тремя вьюушенными и предварительно взвешенными в металлическом бюксе бумажными фильтрами. В процессе этой операции осадок количественно переносят на фильтр, промьтают его вначале 50100 мл О,2 н раствора соляной кислот в смеси изопропанола с водой (1О:1 по объему), затем - 20 мл 0,02 .И раство ра HW в нзопропанрпе, наконец, - 25мл серного эфира (порциями по 5-7 сил). Промытый осадок переносят вместо с бумажньоли фильтрами в металлический бюкс и высушивают. При этом большая часть осадка должна быть равномерно распределена,по дну бюкса, а бумажные фильтры вместе с частично прилипшим осадком помещают на крышке бюкса и сушат И.Х под ИК-лампой в течение 30 мин. Температура сушки 105 ±3 С. Через 30 мин закрывают бюкс крышкой и охлаждают его в эксикаторе в течение 10-15 мин. Взвешивают закрытый бюкс вместе с осадком и бумажными фильтрами и находят вес осадка Н-КМЦ ( ) по разности между найденным весом и предварительно определенньтм весом металлического бюкса с 3-мя высушенны- и бумажными фильтрами. Вес У,. необходим для расчета (А). . Затем весь сухой осадок Н-КМЦ растирают в фарфоровой ступке. На аналитических весах берут навеску 0,15-0,2 г и помещают ее в коническую колбу со шлифом емкостью 150 мл. Приливают точно 10 мл 0,1 Н водного раствора NaOH, обмьюают стенки колбы 10 мл . Закрывают колбу и перемешивают содержимое для растворения навески (раствор становится прозрачным). После этого обмывают пробку и стенки колбы 20 мл Hg,0 и проводят титрование избыт-, ка щелочи 0,1 н, водным раствором фенолфталеину. Параллельно проводят холостой опыт .титруют 10 мл раствора щелочи и 30 мл Н„0. Содержание основного вещества (А) в процентах и степень замещения ( ) в единицах рассчитывают по формулам: (ба + о,ау Хиб-г+о Бв) V .А- ) 100 ,).K-O,I -I Vtoo де - вес технической На КМЦ, г. .if - вес всего полученного сухого осадка Н-КМЦ,г. - навеска Н-КМЦ на определение ( . г: V4 - объем 0,1 н раствора НОР , израсходованньй на титрование холостого опыта, мл: объем 0,1 н раствора израсходованный на титрование анализируемого раствора, мл: поправочный коэффициент О,1 н-На

Согласно описанному способу бь.ти проанализированы различные партии техничес- анализа представлены в табл. 2.

,- Т а б л и ц а 2.

Содержание основного вещества А и степень

. . ... .- ,---. - ;-.,-4-,,5. --.-- --- .

замещения в различных партиях КМЦ

,;-;:..-- - iii-- -..:r-.,. -. - i i4v«j 4.4«™v«u 4i . - - -,.-..-.-..

Результаты анализа предложенным спо-Квадратичная ошибка единичного опре;србрм совпадают с данными анализа по деления составляет +. 0,7% для А и +2,2 существующему в нащей стране методу 35 ед. для -Jf (табл. 3).. ГОСТ 5588-70 {+ 1% А абс. и 4 eд.-гr). ----- . -...-- - -., . . . - Т а б л и ц а Э

Статическая обработка результатов определения А (%)

и (J),-efl. -,,:,- N. .. , .

9 53,6 0,7 1,3 0,2 2,4 1,1

А 9 84,9 2,1 2,4 О,7 2,4 2,1 Пример. Навеску технической МаКМЦ 0,4181. г помещают в.химический стакан, смачивают 2, мл йзопропанола и растворяют в 15 мл HgQ. Далее добавляют 0,1 мл насьпценного .хлористого натрия и 1 мл соляной кислоты (1:1). После перемещивания в течение 10 мин , медленно приливают 150 м изопропанопа. После коагуладййосадка ртфильтровывают раствор через фильтр

8

кой и очищенной NaKMLL Результаты Шотта с 3-мя взвещенными сухими бума нгнЫмй фильтрами. Осадок количественно переносят .на фильтр с помощью 50-10 мл 0,О2н-НСОв смеси изопропанол- вода 10:1, этой же .смесью осадок несколько расЗ промывают на фильтре. Далее промьшают осадок 20 мл 0,02 н- НС в изопропаноле и окончательно - 25 NUi серного эфира. Весь осадок вместе с бумажными фильтрами помещают в предварительно высушенный и взвешен ный металлический бюкс и сушат под лампой в течение ЗО мин. После сушки бюкс (закрытый) переносят в эксикатор оклаждают и взвешивают, вес его , ОД 8 92 г. Осадок растирают в фарфоровой ступке и берут навеску на ойр& деление (0,1043 г). Навеску пойещают в коническую колбу со шлифом,, приливают 16 мл 0,1 в-, водного раство pa МаОНобмьюают стенки колбы 1О мл Н2.0И закрьтают ее. Перемешивают содержимое для полного растворе ния навёс ки. Далее обмьшают пробку и стенки колбы 20 мл НаО и титруют содержимое колбы 0,1 ННС по фенолфталеину. Объем /2 16,64 МП, Параллельно проводят холостое титрование: 10 мл Объем V 20,7d М ОД н-НСС-ЗО мл НгО Определяют, ( ): : .; .. . /5 10-ОИ043(гО,70-«,64)-0,027 Определяйт далее Т (%) пря влажнею JTH прогукта 8,16%: . л 4яй9. ,8-б4. . А °062-0,5В-8 /) .53,5% о,. ; . ,-. , , too - .. ;,..;-.. . П р и М ё р 2. О,2818 г навеска;Nq КМЦ взятой на анализ. Содержание влаги в ней 14,1%, Вес сухого, Чистого садка Н-КМЦ 0,2113 г . Для определения берут часть этого сухого осадка, а именно 0,О818 г. Осадок растворяют в 20 МП О,1, н водного раствора Но ОН Непрореагирбйавший ЫаОЧоттитровьюа1бт 0,1 н-водньм раствором соляной кислот На титрование пошло 16,23 мл НСС ( V) хол 2О,35 мл. По формулам рассчитыва значениеУп А ; АО О, (20,23-)6,23)-0,027 . 0.2в1вC OO- И) -073% (00 П р И м е р 3. О,2399 г навеска Jfg КМЦ. Содержание влаги 14 Д%. Вес сухо го осадка Н-КМЦ 0,1789 г. Дня определения У берут О,0965 г Н-КМЦ, Растворяют сухой осадок в 20 мл 0,1 н раствора NaOH и оттитровьшают нзбь itoK NoOH Д н раствором, соляной кис V - 15,87 МП. V ход. - 2О,62 мл. По въ1шеприведеннь1М формулам рассчитывают 116 и , Преимушество разработанного метода заключается в том., о упрошена методика анализа в сравнении с известнъм методом. Используется меньшее количество реактивов, не требуется применение йрибора, поскольку высаждение Н-КМЦ не требует строго сохранения пределов рН, еокраш;ено время проведений анализа цо 2-3 ч., (вместо 5-6 ч), достигнута лучшая воспроизводимость по А (±О,7%), В сравйении с методом Госта ( + 1,0%), Результаты определения А ближе совпаДают с теоретически ожидаемыми, чем по известному методу. Формула изобретения Способ анализа натрийкарбоксиметилпеялюлозь растворением ее в воде, обработкой ; реагентом дйяперевода в нерастворимую форму и вьюаждением,. отделением осадка, сушкой и определением содержания основного вещества и степ&нн замещений, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью ускорения, упрошения и повышения точности анализа, обработку проводят соляной кислотой при соде{ жании ее в растворе;натрййкарбоксиметилцеллюяозы 0,3-0,5 г-экв/л, а вьюаждение - изопропанолом в присутствии 0,03-0,04 моль/л .хлорида натрия, последовательной промьшкой осадка слабым раствором соляной кислоты и серным эфиром и определением содержания основного вещества по весу сухого осадка, а степень замещения определяют путем растворения полученного осадка в избытке щелочи с последующим титрованием раствора соляной кислоты. Источники информации, принятие во вниманий при экспертизе 1.U.Gross, W. «eaus z.Anag.CHem 1972, 2i59.. № 3, 195-203. 2,ГОСТ 5588-70. Карбоксимегилцеллюлоза техническая f прототип) .

Vл J ;«iK v-:- :: ..-;- . -

714280

M

no

90

/-л.

ЛвгЛ