Способ количественного определения щавелевой кислоты в присутствии серной кислоты

 

Изобретение касается аналитической химии , в частности, количественного определения щавелевой кислоты в смеси с серной, может быть использовано в сульфат-целлюлозном производстве при анализе черного щелока. Цель - повышение точности анализа. Последний ведут потенциометрическим титрованием присутствующей в исходной пробе H<SB POS="POST">2</SB>SO<SB POS="POST">4</SB> раствором щелочи в среде ацетона и этиленгликоля [объемное соотношение (99-92):(1-8)] с последующим удалением образовавшегося осадка - щелочного сульфата и дальнейшим титрованием щавелевой кислоты при объемном соотношении ацетона и этиленгликоля (85-15):(15-85). Эти условия позволяют анализировать смеси с соотношением серной и щавелевой кислот ≥20:1. Относительная ошибка определения не превышает 2%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 С 01 N 31/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4298021/23-04 (22) 25.08.87 (46) 07.09.89. Бюл. Р 33 (71) Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности (72) Т.П. Табачкова и Н.И. Городина (53) 543.24.087(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1396051, кл. С 01 N 31/16, 1988.

Крешков А.П. Основы аналитической химии. И.: Госхимиздат, 1961, с. 610.

Заводская лаборатория, 1983, У 10, с. 9-10 ° (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ В ПРИСУТСТВИИ

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ (57) Изобретение касается аналитической химии, в частности количественноИзобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам количественного определения щавелевой кислоты, и может быть использовано при анализе смесей, содержащих щавелевую и серную кислоты, в сульфатцеллюлоэном производстве при анализе черного щелока.

Цель изобретения — повышение точности определения.

Пример 1. Исходная смесь содержит 70 мг серной кислоты и 5 0 мг щавелевой кислоты в 1 мл. В стакан для титрования помещают 0,2 мп анализируемого раствора, приливают 100 мл ацетона и 1 мл этиленгликоля. Полученный раствор перемешивают на магнитной мешалке 1 мин и титруют

„„Я0„„1506349 А 1

2 го определения щавелевой кислоты в смеси с серной, может быть использовано в сульфат-целлюлозном производстве при анализе черного щелока. Цель повышение точности анализа, Последний ведут потенциометрическим титрованием присутствующей в исходной пробе Н БО раствором щелочи в среде ацетона и этиленгликоля (объемное соотношение 99-92: 1-8) с последующим удалением образовавшегося осадка— щелочного сульфита и дальнейшим титрованием щавелевой кислоты при объемном соотношении ацетона и этиленгликоля (85-15):(15-85). Эти условия позволяют анализировать смеси с соотношением серной и щавелевой кислот 20:1. Относительная ошибка определения не превышает 2Х. 2 табл.

С:

0,6890 н. раствором едкого кали до первого скачка потенциала ° На достижение конечной точки титрования затрачено 0,42 мл щелочи, т.е., на нейтрализацию 14 мг серной кислоты, со" держащейся в 0,2 мл анализируемого раствора, идет 0,42 мл 0,6890 н. раствора едкого кали..Затем в другой стакан помещают 1 мл анализируемой пробы, приливают 100 мл ацетона и

1 мл этиленгликоля. Раствор перемешивают на магнитной мешалке 1 мнн и приливают 0,42 5 2,10 мл 0,6890 н. раствора едкого кали, необходимого для нейтрализации 70 мг серной кислоты, при постоянном перемешивании раствора на магнитной мешалке. Объемное процентное соотношение ацетона и

1506349 этиленгликоля с учетом объема титранта 97,1:2,9. Полученный раствор фильтруют в стакан для титрования, фильтр промывают 30 мл ацетона, приливают

40 мл этиленгликоля и титруют

0,0985 н. раствором едкого кали до первого скачка потенциала. На достижение конечной точки титрования затрачено 0,41 мл КОН. Определено шаве- 10 левой кислоты 5,10 мг. Относительная ошибка определения +2,07. Объемное процентное соотношение ацетона и этиленгликоля (с учетом объема титранта)

75,1:24,9.

Пример 2. Исходная смесь содержит 100 мг серной кислоты и 25 мл щавелевой кислоты в 1 мл. В стакан для титрования помещают 0,2 мл анализируемого раствора, добавляют 120 мл ацетона и 1 мл этиленгликоля. Полученный раствор перемешивают на магнитной мешалке l мин и титруют

0,6890 н. раствором едкого кали до первого скачка потенциала. На дости- 25 жение конечной точки титрования затрачено 0,59 мл щелочи, т.е. на нейтрализацию 20 мг серной кислоты, содержащейся в О, 2 мл анализируемого раствора, идет 0,59 мл 0,6890 н. раст-30 вора едкого кали. Затем в другой стакан помещают 1 мл анализируемой пробы, приливают 120 мл ацетона и 1 мл этиленгликоля. Раствор перемешивают на магнитной мешалке 1 мин и приливают 0,59 5 = 2,95 мп 0,6890 н. раствора едкого кали, необходимого для нейтрализации 100 мг серной кислоты, при постоянном перемешивании раствора на магнитной мешалке. Объемное 40 процентное соотношение ацетона и этиленгликоля с учетом объема титранта 96,8:3,2. Полученный раствор фильтруют, фильтр промывают ацетоном. Объединенный раствор количественно пере45 носят в мерную колбу емкостью 200 мл, отбирают 1/4 ацетонового раствора и переносят в стакан для титрования.

Добавляют 10 мл этиленгликоля и титруют 0,0985 н. раствором едкого кали до первого скачка пс тенциала. На достижение конечной точки титрования затрачено 0,5 мл титранта. Определено щавелевой кислоты 24,82 мг. Относительная ошибка определения 0,77. Объемное процентное соотношение аце55 тон:этиленгликоль 80:20. При определении малых количеств щавелевой кислоты (минимально определяемая масса щавелевой кислоты в условиях анализа составляет 2-3 мг) в смеси с серной кислотой поступают следующим образом.

Серную кислоту, содержащуюся в анализируемой пробе, нейтрализуют не полностью, а оставляют 1-3 мг ее в титруемом растворе. Эта масса серной кислоты титрованию щавелевой кислоты не мешает °

Пример 3. Исходная смесь содержит 49,0 мг серной кислоты и

2,65 мг щавелевой кислоты в 1 мл.

В стакан для титрования помещают 1 мл анализируемого раствора, приливают

80 мл ацетона и 1 мл этиленгликоля.

Полученный раствор перемешивают на магнитной мешалке 1 мин и титруют

0,6890 н. раствором едкого кали до первого скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени II диссоциации. На достижение конечной точки титрования затрачено 1,45 мл щелочи. Затем в другой стакан помещают тоже 1 мл анализируемой пробы, приливают 80 мл ацетона и 1 мл этиленгликоля ° Раствор перемешивают на магнитной мешалке

1 мин и приливают 1,40 мл 0,6890 н. раствора едкого кали при постоянном перемешивании раствора на магнитной мешалке (приливают меньший объем ще- . лочи). Объемное процентное соотношение ацетона и этиленгликоля с учетом объема титранта 97,1:2,9. Полученный раствор фильтруют в стакан для титрования, фильтр промывают 30 мл ацетона, приливают 30 мл этиленгликоля и титруют 0,0985 н. раствором едкого кали до второго скачка потенциала. На достижение первого скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени I диссоциации, затрачено 0,18 мл 0 0985 н. раствора едкого кали, На достижение второго скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени

II диссоциации и щавелевой кислоты по ступени I диссоциации, затрачено

0,59 мл раствора щелочи (0,0985 н.), т.е. на нейтрализацию щавелевой кислоты затрачено (0,59-0,18 ° 2)= 0,23 мл

КОН. Определено щавелевой кислоты

2,85 мг. Относительная ошибка определения «7 77.. Объемное процентное соотношение ацетона и этиленгликоля (с учетом объема титранта) 76,9:23,1.

Пример 4. Исходная смесь спдержит 107,8 мг серной кислоты и

1506349

ЭО Формула изобретения

Отклоне- ОтносиХарактеристика

Объемные процентные соотПример

Исходно месь, Определетельная нс щавелевой мг ние, мг ошибка, 7. ношения ацетон : этиленгликоль кислоты, мг

1 99:1

-0,06

-0,8

25,0 мг К ВО + 7,94

+ 8,0 мг

Н С<0 2Н,О

Титруют до первого скачка потенциала, соответствующего нейтрализа6,0 мг щавелевой в 1 мл. В стакан для титрования помещают 0,5 мл анализируемого раствора, приливают IOO мл ацетона и I мп этиленгликоля. Полученный раствор перемешивают на магнитной мешалке 1 мин и титруют 0,6890 н. раствором едкого кали до первого скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени II диссоциации. На достижение конечной точки титрования затрачено 1,60 мл щелочи. Затем в другой стакан помещают 1 мл анализируемой пробы, приливают IOO мп ацетона и 1 мл этиленгликоля, Раствор перемешивают на магнитной мешалке 1 мин и приливают 3,12 мл

0,6890 н. раствора едкого кали при постоянном перемешивании раствора на магнитной мешалке (приливают меньший объем щелочи с учетом того, что 1-3 мг серной кислоты должно остаться в растворе). Объемное процентное соотношение ацетона и этиленгликоля (с учетом объема титранта) 96,7:3,3. Полученный раствор фильтруют в стакан для титрования, фильтр промывают 30 мл ацетона, приливают 35 ип этиленгликоля и титруют 0,0985 н. раствором

К0Н до второго скачка потенциала.

На достижение первого скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени I диссоциации, затрачено 0,27 мп 0,0985 н. раствора КОН. На достижение второго скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени II диссоциации и щавелевой кислоты по ступени I диссоциации, затрачено

1,03 мл 0,0985 н.раствора КОН.На нейтрализацию щавелевой кислоты затрачено (1,03-0,27 ° 2 г= 0,49 мл раствора щелочи. Определено щавелевой кислоты

6,08 мг. Относительная ошибка определения +I 3X. Объемное процентное соотношение ацетона и этиленгликоля (с учетом объема титранта) 78,9:21,1

В табл. 1 приведены примеры, иллюстрирующие предлагаемый способ, а также сравнительные примеры проведения анализа в условиях, выходящих

10 за пределы условий предлагаемого способа (6-9), и по известному способу (10) °

Для оценки точности предлагаемого

15 способа проанализированы искусственные смеси, содержащие серную и щавелевую кислоты при различном их массовом соотношении предлагаемым и известным. способами (табл.2).

2О Приведенные данные свидетельствуют о том, что анализ щавелевой кислоты по предлагаемому способу возможен в смесях, содержащих серную кислоту, по массе превышающую щавелевую кис25 лоту в 20 раэ. Заданные массы щавелевой кислоты по предлагаемому способу определяются с ошибкой, не превышающей 27..

Способ количественного определения щавелевой кислоты в присутствии серной кислоты путем потенциометрического титрования раствором щелочи в среде ацетона и этиленгликоля, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, анализируемую пробу предварительно об4О рабатывают раствором щелочи в среде смеси ацетона и этиленгликоля, взятых в объемных процентных соотношениях

99-92:1-8.

Таблица ) 1506349

Продолжение табл, I

4 5 6 ции серной кислоты по ступени II диссоциации

То же

+1,3

3 95:5

95,0 мг H

+ 23,0 мг

Н С О 2Н. О

?3,48 +0,48

+2,1

4 93,5:6,5

8,87

-0,13

-l,4

То ке

5 92:8

I0,13

+0,13

+1,3

«6 99,5:0,5

60,0 мг

Н2S04 +

+ 200 мг

Н С О 2H О

Определить нельзя

7 91,5;8,5

48,0 мг

НЯО +

+ 11,0 мг

Н С О 2Н О

9,83

— I 17

-10,6

-50,4

-9,07

8,93

35,0 мг

Н,БО, + 18,0 мг

Н.С 0 л 2Н О

8 91.0:9в0 рализуется щавелевая кислота по

2 97,5:2,5 36,0 мг НЕБО 12,15 +0,15

+ 12,0 мг

НСО 2НО

120,0 мг н,so +

+ 9,0 мг

Н С О 2Н О

200,0 мг нso +

+ !0,0 мг

Н С„О 2Н О

Титруют до второго скачка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени II диссоциации

Титруют до второго скач- . ка потенциала, соответствующего нейтрализации серной кислоты по ступени

II диссоциации

Образуется взвесь соли щавелевой кислоты которая блокирует электроды, мешая дальнейшему титрованию

Вместе с серной кислотой частично нейтрализуется щавелевая кислота по ступени I диссоциации

Точность определения снилсается

Вместе с

1 серной кислотой нейт1506349

Продолжение табл.1

6 т ступени I диссоциации.

Точность onределения резко снижается

-49,8 То же

-6,97

9 90:IO

20,0 мг Н Б04 7,03

+ !4,0 мг

Н,С О 2Н 0

IOO,O мг H

Н С О 2Н О нельзя

)О

Таблица 2

Смесь

Количество исход ной смеси, мг

Соотношение 0<

Н1С1ОФ «

«Н О

Найдено Н С О 2Н О, иг

Предлагаемый способ

Отклоне- ОтносиИзвестный способ

Откло- ОтноH@0, Н С О 2Н О ние, мг тельная ошибка, X ненне, мг сительная ошибка,X

5,07 +0,07 +1,4

14,83 -0,17 -1,1

Определить нельэя

То же

tl

Il

II

I1

Определить нельэя

То же

tl

ll

t1

Составитель С. Хованская

Редактор А. Козориз Техред М.Ходанич Корректор Л. Бескид

Заказ 5422/45 Тираж 789 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r . Óëòîðoä, ул. Гагарина,!01

2

4

6

8

l0

II

12

l3

l4 !

5 0

15,0

l8,0

40,0

130,0

165 0

I80,0

107,8

93,1

58,8

68,6

53,9

49,0

49,0

44,1

5 0

15,0

18i0

8,0

l3,0

I1,0

9,0

6,0

4,80

4,50

3,70

3,00

2,65

2,5

2,20

I:2

1:I

I:l

5:I

10!I

15:1

20:I

18,0:1

19,4:I

l3,I:1

18,5:1 !

8,0:I

19,5:1

l9,6:l

20:1

4,91

)5,I2

17,76

8,16

l2,83

10,88

9,14

6,08

4,96

4,52

3,70

2,80

2,85

2,71

2,03

-0,09

+0,12

-0,24

+0,I6

-0,17

-0,12

+0,14

+0,08

+0,16

+0,02

-0,20

+0,20

0,021

-0,18 — l,8

+0,8

-1,3

+2,0

-1,4

-I,I

+l,6

+1,3

+3,3

+0,04

О

-6,7

+7,7

+8,4

-8,2

Образуется взвесь соли щавелевой кислоты, которая блокирует электроды, мешая дальнейшему титрованию