Способ определения воды в ацетоне

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ В А1ДЕТОНЕ, включаюишй введение безводной неорганической соли, вьщерживание смеси, фильтращш и последующее измерение оптической плотности раствора, отличающий с. я тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве неорганической соли используют сульфат железа (II), перед введением которого в анализируемьй растворитель добавляют бромид лития и гидрйксиламин , сернокисльц, а после выдерживания смеси - о-фенантролин. СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! ч1 01) 499 А (!)Ф G 01 N 31 22. 21 77

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3652320/23-26 (22) 17. 10.83 (46) 15.07.85. Бюп. К 26 (72) А.Т.Пилипенко, Е.P.Фалендыш и Н.Ф.Фалендыш (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (53) 543.062(088.8)

2 (56) 1. Ничуговский Г.Ф. Определение влажности химических вецеств. Л., "Химия", 1977, с. 33-74, 165-167.

2. Терентьев В.А., Стрельчик Б.С, Спектрофотометрическое определение воды в органических соединениях при помощи хлорида кобальта. Журнал

Аналитической химии, 1970, т. 25, У 2, с. 382-384.

3. Иитчелл Дж., Смит Д. Акваметрия, M., "Химия", 1980, с. 359-360. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДЫ В

АЦЕТОНЕ, включаюций введение безводной неорганической соли, выдерживание смеси, фильтрацию и последующее измерение оптической плотности раствора, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве неорганической соли используют сульфат железа (ZZ), перед введением которого в анализируемый растворитель до-, бавляют бромид лития и гидрбксиламин, сернокисльп, а после выдерживания смеси — о-фенантролин.

1167499

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к методам контроля содержания водь1 в ацетоне, используемом в качестве экстрагента, и может быть использовано при опре- 5 делении влажности порошков и аэрозолей в различных областях народного хозяйства.

Известен способ титриметрического определения микроколичества влаги (0,01-1,00%) в органических растворителях реактивом Фишера (17.

Недостатками известного сопосба являются сложность приготовления и хранения реактива Фиыера, необходимость применения специальной аппаратуры проведения титрования, токсичность и неприятный запах реагентов, входящих в реактив Фишера.

Известен способ спектрофотомет- 20 рического определения воды в спиртах и ацетоне с использованием свойства раствора хлорида кобальта изменять интенсивность и характер окраски в зависимости от содержания воды в растворителе t.23.

Недостатком известного способа является невысокая чувствительность анализа (до О, 17). Ошибка определения 5-10 . 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является спосоО Определения воды, включающий введение в анализируемый растворитель безводного бихромата калия, подкисление смеси ледяной уксусной кислотой, выдерживание смеси, фильтрацию и последующую количественную регистрацию воды измерением оптической плот- 40 ности образующегося фильтрата по .концентрации растворенного в нем бихромата калия (3 ).

Недостатком указанного сопосба является невысокая чувствительность анализа воды(5,0-30,0 Е).

Цель изобретения — повышение чувствительности анализа воды.

Поставленная цель достигается тем, что по способу определения во- gp ды в ацетоне, включающему введение безводной неорганической соли, выдерживании смеси, фильтрацию и последующее измерение оптической плотности раствора, в качестве неоргани- у ческой соли используют сульфат железа (11), перед введением которого в анализируемый растворитель добавляют бромид лития и гидроксиламин сернокисльпr, а после выдерживания смеси — о-фенантролин.

Предлагаемый способ основан на том, что в присутствии бромида лития и гидроксиламина сернокислого количество растворенного. сульфата железа в ацетоне резко возрастает пропорционально содержанию воды в последнем, а использование фенантролина приводит к образованию интенсивно окрашенного фенантролинатного комплекса железа (11) (Е р„„=»000), I что позволяет определить невысокие концентрации растворенного железа

:и, следовательно, повысить чувстви тельность анализа воды в растворителе до 0,011.

Растворимость сульфата железа (11) в ацетоне в присутствии комплексообразователей (бромид лития и гидроксиламин сернокислый) пропорциональна содержанию микропримеси воды.

Количество растворенного сульфата железа определяют с помощью реактива-индикатора о-фенантролина (Ф), образующего интенсивно окрашенный комплекс с ионами железа (11). Следовательно, необходимость введения в испытуемый растворитель сульфата железа и Ф в предлагаемом способе вытекаев иэ необходимости определять растворимость сульфата железа, по величине которой судят о концентрации воды в ацетоне.

Однако низкая растворимость сульфата железа (II) в ацетоне при содержании в нем воды менее 27. не позволяет спектрофотометрически определить малые концентрации воды. Соглас»о полученным экспериментальным данным растворимость сульфата железа (11) в ацетоне резко возрастает в присутствии бромистого лития и гидпоксиламина сернокислого и заметна уже прп содержании воды в ацетоне

0,017. Повышение растворимости железа в присутствии указанных комплексообразователей, по-видимому, связано с образованием неокрашенного растворимого в ацетоне комплексного соеди-. нения (Ге(ИН ОН),)Вг

Таким образом, введение в испытуемый растворитель бромида лития и гидроксиламина сернокислого необходимо, так как в их присутствии растворимость сульфата железа и, следовательно, чувствительность реакции

67499 4

Экспериментально установлено, что максимальная чувствительность способа и воспроизводимость результатов достигаются только.в том случае, если сульфат железа в ацетон вводят после прибавления комплексообразова». телей (бромида лития и гидроксиламина сернокислого), а о-фенантролин в раетворитель вводят в последнюю очередь после введения сульфата железа.

В табл. 2 представлены .оптические плотности (средние из четырех. опытов) растворов, полученных в результате смешения всех указанных реактивов в ацетоне, содержащим 0,06Х воды, по методике, описанной в примере.1, с различной последовательностью введения комплексообразователей, сульфата железа (Ij) и Ф.

Комплексообразователи

LiBr, (Ин, ОН), H SO

LiBr

| (NH2 OH) 2 Н2 S04, 0,215

0,005

0,003

Таблица 2

1. Ацетон -LiBr — (NH,ОН), Н,$0 - ГеБО„ — Ф

2. Ацетон -(NH20H) Н, SO+ — LiBr — FeSO< — Ф

il

3. Ацетон -LiBr — (ИН,ОН), Н, ЯО,— Ф вЂ” FeSO

4. Ацетон

5. Ацетон

6. Ацетон

Ф вЂ” L i Br — (ИН ОН) Н 80 — Fe SO„

Ф вЂ” реВО, — LiBr — (NH,OH) Н2 SO<

ГеЯО, — LiBr — (NHãОН) Н2 SO Ф

Как видно из данных таблицы, только при указанной в предлагаемом способе последовательности введения реагентов (ацетон-бромид лития — 45 гидроксиламин сернокислый или (NH2OH) Н2 SO -LiBr — FeSO+ — Ф) достигается наибольшая чувствительность реакции.

Пример t. В пробирку с при- 50 тертой пробкой объемом 15 мл помещают 10 мл безводного ацетона, вводят микропипеткой 0,06 мл 10Х-ного раствора воды в ацетоне, что соответствует 0,067, приливают последо- . 55 вательно 0,5 мл ацетонового раствора бромида лития концентрации 7,5 г/л и 0 5 мл раствора, содержащего

0,35 г/л гидроксиламина в ацетоне, перемешивают, вводят 0,02 г безводного сульфата железа (h) и снова перемешивают. Полученную смесь выдер" живают в течение 10 мин при 20+ 1 С, периодически встряхивая. Затем в смесь вводят 0,2 мл ацетонового раствора 1, 10-фенантролина (концентрация 14 г/л), перемешивают, отделяют окрашенный раствор фильтрованием и измеряют оптическую плотность фильтрата на фотоколориметре ФЭК вЂ” 56И с использованием светофильтра ¹ 5 (Д = 490+ 10 нм) и кюветы толщиной

10 мм. Раствор для сравнения готовят аналогично описанному с использова нием безводного ацетона.

3 t1 к следовым концентрациям воды резко возрастают. В отсутствие одного из этих комплексообразователей определение малых количеств воды невозможно.

Зависимость оптической плотности (А) раствора сульфата железа (11) в ацетоне с содержанием 0,1Х воды в присутствии Ф от наличия комплексообразователей приведена в табл. 1.

Таблица 1

Порядок введения реагентов

О, 125+0, 003

О, 124+0,003

0,0 12+O 005

0,005+0,007

0,010+0,004

0,034+0,022

11 67499 шают 10 мл безводного ацетона, вводят 0,04 мл Н,О, что соответствует содержанию 0,4"., и дальше поступают, как в примере 1. Оптическая плот5 ность фильтрата равна 0,795, что соответствует на градуировочном графике 0,4227. Относительная ошибка

5,57. При 6 параллельных определениях (п = 6, P = 0,95) средняя ошибка составляет 4,37.

Сравнительные данные по определению сожержания воды в органических растворителях предлагаемым и извест-. ным способами приведены в табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Предлагаемый способ

0,005

Не обнаружено

12,4

0,01

0,04

8,8

0,06

7,6

4,4

0,1

0,3

3,9

0,4

4,3

0,5

6,0

О,б

9,5

0,8

22,7

Прототип

1-2

Лналог

0,1

5-10

Как видно иэ приведенных данных, 50 предлагаемый способ определения воды в ацетоне позволяет понизить предел обнаружения воды по сравнению с аналогом в 10 раз, а с прототипом в 500 раз, при этом ошибка определения не превьппает

12,47. Область определяемых содержаний воды с ошибкой 3,9-12,47

Величина оптической плотности анализируемого раствора О, 12. Содержание воды в ацетоне определяют по градуировочйому графику, построенному по описанной методике с использрванием ацетона с известной концентрацией воды. Оптической плотности О, 12 соответствует значение концентрации воды 0,0557.. Относительная . ошибка 8,37.. При 6 параллельных определениях (п = б, P = 0,95) средняя ошибка определения составляет 7,67.

Пример 2, В пробирку с притертой пробкой объемом 15 мл поме-Концентрация воды, 7 дняя ошибка определения, 7. (n = 6, P = 0,95) лежит в широком интервале концент-, раций (0,01-0,67.).

В табл. 4 представлены результаты определения различных количеств воды в ацетоне методом добавок с использованием предлагаемого способа и аналога,а также для сравнения приведены данные из литературы по точности методов Фишера и прототипа (п-4, р=0,95) .

1167499

Таблица

Найдено, Ж

Введено воды, 7

Аналог 17

Предлагаемый способ

Средняя относиН О

Н О пу (3) тельная ошибка

0,01

0 009+0 001

О, 102+0,005

0,1

4, 7 0,09+0, 012 12

4,0 0,32+0,024 7,6

3-5

0,312+0, 01

0,3

5,0 актива Фишера, имеет преиму1ества перед последним в простоте выполнения, доступности реактивов и безвредности.

Составитель Г.Цой

Редактор И.Рыбченко Техред.O.Håöå Корректор А.Розман

Заказ 4427/42

Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Средняя относительная ошибка

Как видно из приведенных в таблице данных,, по точности предлагаемьй способ превышает в 2 раза аналог и не уступает метбду с применением реСредняя относит» ошибка, 7., по прототиОшибка

Х, по методу

Фишера