Способ определения железа в канифоли Советский патент 1982 года по МПК C01G49/00 G01N21/27 

I

Изобретение относите к аналитической химии, а именно к способам фотометрического определения железа и может быть использовано для определения масс этого -вещества во всех видах канифоли и ее производных.

Известен способ определения железа в канифоли при помощи атомно-абсорбционной спектрофотометрии Cl3.

Однако, при выполнении способа требуется дорогая специальная аппаратура и длительная подготовка пробы к анализу, вследствие этого использование способа в техническом анализе весьма затруднительно.

Наиболееблизким по технической сущности к предлагаемому способу является определение железа.в канифоли с использованием органического реагента-о-фенантрояина. В основе метода лежит реакция железа (Н ) с о-фенантролином, и процессе которой ион Fe(Л ) присоединяет три молекулы реактива, образуя комплексный катион

специфического стойкого красного цвета C(C,iHjMt),Fe. Интенсивность окраски строго подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера максимум поглоцения при А 509 нм, рН среды З.б-.О. При этом почти отсутствует мешающее влияние других ионов. Заслуживает внимания лишь Cu(D ) в концентрации от 10 до 50 мг/мп и Zn(ll )в интервале концентраций O. до 0,3 мг/нл, что в анализируемых образцах канифоли мало вероятно 2 .

Недостатком известного метода является длительность анализа из-за прокаливайия (озоления) канифоли, которое длится не менее 6 ч. Эта медленная операция требует постоянного внимания и специальных условий работы (высокая температура, сильная вытяжная система). При этом, чтобы избежать потерь железа и загрязнения проб требуется особая осторожность и тщательность не только при получении золы, но также в сохранении ее (неоднократное смывание с чашечки, со стеклышка, прикрывающего чашечку и т.д.). Анализ длится около двух дней, так как для лучшего образования золы чашечку с золой приходится оставлять на ночь, и не. всег да удается найти даже специально добавленные к образцу канифоли массы железа. Цель изобретения - ускорение, упрощение и повышение точности определения железа в канифоли. Поставленная цель достигается т.ем что образец канифоли не озоляют, а растворяют в этиловом эфире уксусной кислоты, предварительно насыщенном дистиллированной водой. Реакция межд солями железа и о-фенантролином осуществляется в растворе. Для поддержания рН используют буферный раствор {0,1 н раствор калия фталиевокислого рН ,01). Железо (111) восстанавлива ют хлоридом гидроксиламина. После добавления цветореагента окрашенный комплекс извлекают из эфира дистиллированной водой и фотометрируют. Для контрольного опыта используют воду с реактивами. Результат определения находят по калибровочному графику зависимости оптической плотности(О) от массы Fe. Расчет осуществляют по формуле а-100 .....где X - содержание Fe в пробе а - масса Fe, найденная по графи ку ; Q - навеска анализируемой пробы. Продолжительность анализа 20-25 м Минимально определяемая концентрация Fe 0,0002 мг/мл. Сочетание этилацетат-вода явилось наиболее подходящей системой в смысле среды для проведения реакции, а также и полноты прохождения реакции между соединениями железа и офенантролином. 8 этилацетате растворяются все ВИДЬ канифоли и ее производных (живица, живичная талловая и экстракционная канифоли и различные ее модификации). В этилацетате растворяются ферросоли предельных и непредельных жирных кислот, а также соли железа смоляных кислот. НЗсыщение этилацетата водой способствует лучшему прохождению реакции между ферросолями и цветореагентом. Добавленные к раствору канифоли массы же леза в виде солей различных органических кислот канифоли находятся с относительной ошибкой от 1,5 до 10%, Водный экстракт окрашенного продукта хорошо расслаивается, прозрачен, пригоден к непосредственному фотометрированию. Другие органические растворители для канифоли непригодные для определения- в ней железа по следующим причинам: этиловый спирт в неограниченном количестве смешивается с водой, отсюда невозможность проведения экстракции j ацетон также хорошо смешивается с водой, а кроме того, не полностью растворяет экстракционную канифоль 1и все ее модификации; в бензоле и скипидаре не происходит полного растворения экстракционной канифоли и ее производных. С водой растворы канифоли в бензоле и скипидаре образуют плохо расслаивающиеся эмульсии; в диэтиловом эфире образцы канифоли растворяются достаточно полно, однако в нем нерастворимы ферросоли предельных с высоким молекулярным весом жирных кислот,.и вследствие пространственных затруднений не участвуют в реакции. Добавки этих солей к раствору канифоли в диэтиловом эфире находятся с относительной Ошибкой в 50 и более. В качестве растворителей для образцов канифоли также опробованы бутиловый спирт, дибутиловый эфир, петролейный эфир, бутилацетат. Однако эти растворители не могли быть использованы для экстракционно-фотометрического способа определения железа в силу плохого расслаивания, неполного растворения образцов канифоли и ферросолей в ней, мутного водного экстракта и большой относительной ошибки при проверке способа методом добавок. Пример 1. 4,0158 г живичной канифоли растворяют в 35 мл этилового эфира уксусной кислоты, насыщен- ного дистиллированной водой. Раствор канифоли переносят в делительную воронку и приливают к нему 5 мл буферного раствора (рН ,U), 1 мл 10- ного водного раствора гидрохлорида гидроксиламина для переведения Fe(lll.) в Fe(l). К подготовленной таким образом пробе приливают 1 мл 0,5% ного водного раствора о-фенантролина и перемешивают. Затем добавляют 18м дистиллированной воды, содержимое воронки перемешивают 2 мин, отстаивают и отделяют окрашенный водный спой. Последний выдерживают 15 мин, а затем измеряют его оптическую плотность на ФЭК-56 при Я 80-520 н в кювете с толщиной измеряемого слоя 20 мм по отношению к аналогично получаемому контрольному опыту. Расчет массовой доли железа в анализируемой пробе по данным фотометрирования производят по формуле .5,г-«о-Ч О 011 мг- 100% Цв1Гвм железа в живичной канифоли. Результаты анализа проб живичной канифоли с различных лесохимических предприятий приведены в табл.1, : Пример 2. Навеску экстракци онной канифоли 2,2052 г растворяют в 25 мл этилового эфира уксусной кис лоты, насыщенного дистиллированой водой, и анализируют так как описано в примере 1. Расчет производится по формуле. Результат анализа экстракционной . канифоли, выпускаемой различными лесохимическими предприятиями приведен в табл. 2. .Пример 3. Навеску галловой канифоли 3,3398 г растворяют в 30 мл этилового эфира уксусной кислоты, насыщенного дистиллированной воДой, и далее поступают так, как указано при анализе живичной и. экстракционОбразец канифоли

Живичная канифоль, полученная из живицы без стимулятора, осветленная фосфорной кислотой

Живичная канифоль, полученная из живицы с химическим стимулятором - бражкой

Канифоль Решетинского завода Канифоль Нейво-Рудянского завода

Канифоль Горьковского завода Оргсинтез

Т а б л и ц а 1

I Массовая доля Fe, х ТО .

2,0±0,8

10,8±0,8 6,7+0,8 6Л±0,8

5,0±0,8 ной канифоли. Результаты анализа талловой канифоли приведены в табл. 3. Пример k. 2.9738 г экстракционной канифоли, модифицированной малеиновым ангидридом (канифольномалеиновый аддукт), растворяют в 30 мл этилового эфира уксусной кислоты, насыщенного дистиллированной водой. Указанным способом определяют оптическую плотность окрашенного комплекса (D 0,270). По калибровочному графику определяют содержание железа в 25 МП раствора, равное 0,. Процентное содержание железа в канифоли вычисляют по формуле 0,02tMr 100 7,310 2973,8 мг В табл. k приведены результаты определения массы железа в образце живичной канифоли с добавкой железа предлагаемым и известным способом. По дайным таблицы видно, что пред лагаемый способ более чувствителен и точён и дает возможность определять микроколичества железа в анализируемом образце, а по известному - малые количества железа вообще не определились (в ходе длительного прокаливания, выдерживания, смывания происходят потери). Предлагаемый способ может использоваться в лабораторной и производственной практике для контроля за качеством сырья и продуктов канифольно-терпентинного, канифольно-экстракционного и таллового производств.

Образцы канифоли

Нейво-Рудянский Лесосибирский Медвежьегорекий Лабораторный № 21 Лабораторный № 6 Лабораторный № 1 О

Мисцелла Нейво-Рудянского завода

Мисцелла Верхотурского завода Мисцелла Медвежьегорекого заво

Таблица 2

,«.

Массовая доля РеДхЮ

П,2±1,0

25,1±1,0

20,2±1,0

9,1±1,0

5,1±1,0

7.1±1,0

7,2+1,0 5,8±1,0

30,9+1,0

Мисцелла - в канифольно-экстракционном скипидара в бензине.

Название пробы

Образцы канифоли

1 2 3

Талловая канифоль

м

0, 0,0216 0,0288 0,0360 0,

-. Массовая доля РеДхЮ

Таблица. 4

е определено

100 м 100

0,0183

36,5 0, i 32,2 18,3 0,0353 производстве раствор канифоли и Таблица 3

9899 8010

Формула изобретенияный комплекс после введения реагенСпособ определения железа в канифо- Источники информации,

и и ее производных, включающий раз-принятые во внимание при экспертизе сложение пробы, введение органическо- 5 Cases СароегМа. Исследование

го реагента-о-фенантролина и фотомет-по определению содержания железа в

рирование окрашенного комплекса,смолах-канифолях хвойных деревьев

отличающийся тем, что,типа PInus методом спектрофотометрии

с целью упрощения, ускорения и повыше-атомного поглощения, ontes, 1975,

ния точности анализа, разложение про- to31, № 181, с.239-2 . бы ведут в среде этилацетата, насы- 2. Определение содержания железа

щенного водой, и полученный окрашен-в канифоли,. ASTM DЮб|-58 (70). та извлекают дистиллированной водой.