Способ определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию Советский патент 1980 года по МПК G01N21/00 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию.

Известен способ определения реак- 5 ционной способности целлюлозы к ацетилированию, основанный на растворении анализируемой пробы в водном растворе кадмийэтилендиаминового комплекса с последующим измерением оптичес- 10 кой плотности полученного раствора.

Недостатками способа являются невысокая точность определения, относительная ошибка составляет 5%, и пло- |5 хая воспроизводимость результатов определения.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является 20 способ определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию путем обработки анализируемой пробы парами насыщенного водного раствора азотнокислого аммония g последую- .25 щей обработкой ледяной уксусной кислотой при бО-бб С и обработкой полученного при этом продукта смесью уксусного ангидрида, метиленхлорида и .серной кислоты, взятых в объемном со-зО

отношении 1:0,72:0,02 с последукицим фотометрированием полученного раствоРа 2} .

Недостатками способа являются длительность определения (10-11 часов) и низкая точность (относительная ошибка определения 10-12%).

Целью изобретения является сокращение времени и повышения точности определения.

Поставленная цель достигается описываемым способом определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию, заключающимся а подвержении обработке ледяной уксусной кислотой непосредственно анализируемой пробы и проведении обработки при 97-101 С путем капиллярного поднятия ледяной уксусной кислоты с последующим удалением ее избытка центрифугированием и обработкой остатка смесью уксусного ангидрида/ метиленхлорида и серной кислоты, взятых в весовом соотношении 1:0,24-1,24:0,27-0,41 и спектрофотометрировании полученного раствора.

Метод основан на том, что при обработке целлюлозы ацетилирующей смеськ наблюдается увеличение оптической прозрачности среды по мере растворения получаемого триацетата целлюлозы Экспериментами устаковлено, что вели чина оптической прозрачности находит ся в соответствии с реакционной способностью целлюлозы к ацетилированию Использование в предлагаемом споробе обработки целлюлозы ледяной уксусной кислотой путем капиллярного поднятия кислоты по столбику целлюло зы приводит к более четкому дифферен цированию свойств различных целлюлоз ных образцов по сравнению с обычной обработкой смешением при той же температуре, модуле ванны и времени обработки, что объясняется образованием температурного градиента по высот столбика целлюлозы, обусловленного охлаждением нагретой до 97-101 С уксусной кислоты при ее капиллярном по нятии. При этом степень обработки будет зависеть от развитости капиллярной структуры целлюлозы, ее способности к набуханию, что и определяет реакционную способность целлюлозы. Состав ацетилирующей смеси - уксусны ангидрид, метиленхлорид серная кисло та в весовом соотношении 1:1,23:0,34 позволяет в течение 30 минут проацетилировать при 20-25 0 целлюлозную фракцию с высокой реакционной способ ностью и растворить получающийся ТА1Г практически не затрагивая фракцию це люлозы с низкой реакционной способностью. Большой модуль ацетилирования 1:278 позволяет избежать влияния тем пературных скачков при обработке цел люлозы ацетилирующей смесью на величину оптической прозрачности. Кроме того, он позволяет получить оптически однородную реакционную смесь что является важным при автомати 1еской записи результатов измерения. В таблице 1 показано, что изменение температуры обработки от 20 до не влияет на результат определе ния оптической прозрачности. Таблица Зависимость оптической плотности от температуры обработки Предлагаемый способ опробован в лаораторных условиях. Пример. Для анализа применяют спектрогаф ИСП-51, снабженный кюветой с магитной мешалкой. Результат анализа записывают с помощью самописца КСП-4. Навеску хлопковой целлюлозы 0,50 г, предварительно измельченную на лабораторной мельнице, набивают в пробирку с внутренним диаметром .8 Mivi столбиком высотой 30 мм. В дне пробирки имеется отверстие диаметром 0,5 мм. Пробирку с целлюлозой вставляют в центральный шлиф 3-х горлой колбы емкостью 250 мл, содержащей 100 мл ледяной уксусной кислоты, нагретой до . . 97 с, причем пробирку вставляют так, чтобы целлюлоза лишь касалась поверхности кислоты. Колба снабжена обратным холодильником с хлоркальциевой трубкой и термометром Целлюлозу активируют в течение 5 минут, после чегоизбыток уксусной кислоты отделяют центрифугированием в лабораторной центрифуге при 3700 об/мин в течение 10 минут. Отцентрифугированную целлюл.озу из пробирки переносят в кювету прибора, представляющую собой стеклянный цилиндр емкостью 250 мл с пришлифованной пробкой и обрабатывают при ацетилирующейсмесью, состоящей из 50 мл уксусного ангидрида марки ЧЧ, 10 мл 96%-ной серной кислоты марки ХЧи .50 мл метиленхлорида марки Ч,что соответствует весовому соотношению 1:0,27:1,24 при модуле ванны 1:273. Одновременно с началом обработки включают самописец и фиксируют изменение прозрачности смеси в течение 30 минут. Оптическая прозрачность за 30 мин ацетилирования составляет 30%. Время проведения анализа с предварительной подготовкой образца составляет 50 минут. Относительная квадратичная ошибка определения 2,61%. . П р и м е р 2. Определение реакционной способности целлюлозы проводят по примеру 1 с тем отличием, что анализируется древесная сульфитная целлюлоза, для которой оптическая прозрачность 90%. Время проведения анализа с предварительной подготовкой целлюлозы составляет 50 минут. Обработку ведут ледяной уксусйой кислотйй, нагретой до . Ацетилирующую смесь - уксусный ангидрид, метиленхлорид и серную кислоту используют в соотношении 1:0,24:0,41. Кроме того, были исследованы другие образцы целлюлоз. В таблице 2 приведены сравнительные .данные анализа реакционной способности целлюлоз к ацетилированию,полученные по предлагаемому и известному способам.

Сравнительные данные определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию

Габлица2

Из таблицы следует, что результаты внределений реакционной способности деллюлоз к ацетилированию по предлагае-0 мому способу коррелируются с результатами, полученными по известному способу.

Для определения точности анализа по предлагаемому способу был проведен 5 ряд параллельных опытов на хлопковой целлюлозе (ВХЗ) Опыт 1 23456 Оптическая ,; прозрачность,% 87 88 89 85 91 87 Относительная квадратичная ошибка определения оптической прозрачности для вероятности 0,95 составляет 3,9%. Предлагаемый способ определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию отличается простотой выполнения, так как при этом анализ реакционной,способности проводят в процессе обработки целлюлозы ацетилирующей смесью с автоматической запись результатов анализа Продолжительность анализа, вк тючая процесс подготовки образца, составляет 50 минут в отличие от известного способа, по которому затрачивается 10-11 часов. Поэтому способ может быть использован в качестве экспрессного в промышленных условиях. Кроме того, предлагаемый способ определения реакционной спсобности целлюлозы к ацетилированию является более точным по сравнению с известным. Ошибка определения в предлагаемом способе 3,9%, в известном 10-20%. Формула изобретения Способ определения реакционной способности целлюлозы к ацетилированию, включающий обработку ледяной уксусной кислотой при нагревании и смесью уксусного ангидрида, метиленхлорида и серной кислоты с последующим фотометрировайием полученного триацетата целлюлозы, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности определения, обработке ледяной уксусной кислотой подвергают непосредственно анализируемую пробу и обработку ведут при 97-101 С путем капиллярного поднятия ледяной уксусной кислоты с последующим удалением ее из77920978

бытка центрифугированием и обработкой Источники информации,

остатка смесью уксусного ангидрида,принятые во внимание при экспертизе метиленхлорида и серной кислоты, взя- 1. Авторское свидетельство СССР

тых в весовом соотношении 1:0,24-1,24: S24111, кл. G 01 N 21/00, 1974, ::0,27-0,4l- 2. ТУ 6-08-427-76 (прототип).