Способ количественного определения содержания маннита в растворах

 

Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано для контроля за содержанием маннита в производственных растворах при его извлечении из морских водорослей . Целью изобретения является повышение точности. Образец производственного раствора маннита вводят в определенный объем реакционной смеси, содержащей феррицианид и ферроцианид калия в растворе щелочи Смесь выдерживают в течение 3-5 мин, регистрируют потенциал реакционной смеси. Затем вводят в реакционную смесь в качестве катализатора ионы меди, вновь выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1О- 20 мин. При этом за счет реакции окис ления маннита изменяется потенциал окислительно-восстановительной системы Fe34 /Fez+. По изменению потенциала реакционной смеси рассчитывают концентрацию маннита в исследуемом растворе 11 табл. /

СОЮЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1638621 А 1

Р1) G 01 N 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ14

llPH ГННТ СССР (21) 4641039/13 (22} 25 ° 01 ° 89 (46) 30а03 ° 91 а Бюла ¹ 12 (71) Архангельский лесотехнический институт им.:В,В,Куйбышева (72):К Г.Боголицын,:М,В,Богданов, А,M,Àéçенштадт,.Е,Д,Гельфанд, В,Г,Крунчак,:А Г,Родичев, Т,И,Львова,.O,M,Сусарева и.К,Д.Шарко (53) 577 164(088,8} (56) Choyksey S.Ð., Чегша R.М. .1. Indian Chem. Soc., 1980, v. 57, р» 890»892. (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПР ЕДЕ»

ЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ MAHHHTA В РАСТВОРАХ (57) Изобретение относится к рыбной промышленности и может быть использовано для контроля за содержанием маннита в производственных растворах

Изобретение относится к рыбной промьппленности и может быть исполь зовано для контроля за содержанием маннита в производственных растворах при его извлечении из морских водорослей, Целью изобретения является повы-. шение точности, Для осуществления предлагаемого способа определенный объем производ стненного раствора маннита вводят в определенный объем заранее приготов ленной реакционной смеси, содержащей феррицианид и ферроцианид калия, Смесь выдерживают в течение заданно« го времени,. регистрируют потенциал при его извлечении из морских водорослей. Целью изобретения является повышение точности ° Образец производственного раствора маннита вводят в определенный объем реакционной смеси, содержащей феррицианид и ферроцианид калия в растворе щелочи

Смесь выдерживают в течение 3-5 мин, регистрируют потенциал реакционной смеси. Затем вводят в реакционную смесь в качестве катализатора ионы меди, вновь выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1020 мнн, При этом за счет, реакции окисления маннита изменяется потенциал окислительно-восстановительной системы Fe /Fe . По изменению потенз+ г+ циала реакционной смеси рассчитывают концентрацию маннита в исследуемом растворе, 11 табл, реакционной смеси и затем вводят в нее в качестве катализатора ионы меди, у) вновь выдерживают заданное время и повторно регистрируют потенциал. По изменению потенциала реакционной смеси рассчитывают содержание маннита в анализируемом растворе.

Для предотвращения влияния при» месей, содержащихся в производствен-, ных растворах, таких как гликоген, крахмал, липиды, б елки, нукл еино вы е

Зь кислоты, альгиновые кислоты, хлороЪ филл, В»каротин и: т п, на результаты . определения отобранную пробу производс твенно г о ра ство ра смешиваю т с реакпионной смесью и выдерживают в

163862! течение 3-5 мин, За этот промежуток времени примеси успевают окислиться и не мешают в дальнейшем определению маннита, При этом соотношение мании та и окислителя должно находиться в пределах 1:7 1:70 (моль/моль).

Реакционная смесь представляет собой смесь феррицианида и ферроцианида ка лия в соотношении 80:! - 120:1 (моль/10

/моль), растворенную в щелочи кон центрацией от 0,1 до 2 M Затем в реакционную смесь в качестве катализатора вводят ионы двухвалентной меди в концентрации 5:10 -10 моль/л, 15

Вновь выдерживают раствор при постоян ном перемешивании 10 20 мин При этом за счет реакции окисления маннита из меняется потенциал окислительно-вос ° становительной системы Fe /Pe +. По 20 изменению потенциала редокс системы рассчитывают концентрацию маннита в исследуемом растворе, Пример :1, Для определения калибровочной зависимости между изме 25 нением показания прибора (ДЕ) (иономера) и логарифмом концентрации маннита в растворе (1g С ман) готовят шесть растворов маннита со следующи ми концентрациями: I г/л (5,5 10 моль/ 130

nj; 1,5 г/л (8,2 10 моль/л); 2, О r (11,0 ° 10 моль/л); 3,0 г/л (16,5 10 моль/л); 4,0 г/л (22,0 10 моль/л)1 5,0 г/л (27,4 ° 10 моль/л) Затем готовят щелочной раствор солей феррицианида ка лия (ОХ-форма) и ферроцианида калия (ген-форма) с соотношением С „:Сpgg

100:1 (в качестве растворителя используют NaOII концентрацией 1 моль/л).40

40 мл приготовленного таким образом раствора помещают в стекпянный ста

1 канчик и погружают в раствор платиновый и хлорсеребряный электроды, подключенные к иономеру, Затем отби 45 рают 1 мп приготовленного раствора маннита концентрацией 1 г/л и вводят его в реакционную смесь, Выдерживают раствор при постоянном перемешивании в течение 5 мин и фиксируют потен циал смеси, равный 379+1 мВ (Е ).

После этого вводят в реакционный ста канчик I мп заранее приготовленного раствора нитрата меди с концентра цией 42 10 моль/л, снова выдержи вают смесь в течение 10 мин, после чего Фиксируют потенциал раствора, Е = 3!4+1 иВ, Затем освобождают реакционный стаканчик от прореаги ровавшей смеси и промывают его дис тиллированной водой, Повторяют эксперимент, при этом получают

Е = 379 мВ и Е = 313+1 мВ, Рас считывают величину Д.Е = Е„ - Е для двух параллельных измерений, кото рые равны соответственно 65+1 мВ и.

66+1 мВ, Аналогичные опыты проводят с растворами маннита других приготовленных концентраций., Полученные результаты представлены в табл».1»

Методом наименьших квадратов рассчитывают коэффициенты уравнения

C ö„= а.ехр ЛЕ +Ь, величина коэффи циентов а и Ь приведена в табл 1; кроме того, в.табл,1 приведены следующие параметры: о. = (С - С) абсолютная ошибка определения, равная разности концентрации маннита, определенной по предлагаемому способу (С p ), и исти ннсй, приготовлен» ной из навески (С); g — относитель»

Ср- С ная ошибка g = — — — — ° 100 г—

С

»у коэффициент кореляции»

Таким образом, концентрацию маннита по предлагаемому способу можно рассчитать по уравнению

Смоей = 60,1 ехрАЕ + 63,32, Используя полученную калибровоч:,ную зависимость, определяют содер жанне маннита в образцах производственных растворов, отобранных на различных стадиях процесса производ ства товарного маннита на Архангельском водорослевом комбинате, Для определения содержания маннита в водорослях (исходном сырье) оч™ бирают навеску анализируемой пробы (56,1611 г).и проводят экстракцию дистиллированной водой (V = 20 мл).

Разбавляют полученный экстракт дис тиллированной водой в 125 раз, 1 мп разбавленного экстракта вводят в

40 мл реакционной смеси, приготов ленной как описано вышее, Выдерживают раствор в течение 5 мин и фиксируют значение Е 379 шВ. Добавляют

1 мп раствора нитрата меди, выдерживают смесь 10 ьин и фиксируют величину Е = 292 mB. Изменение потенциа ла Е составляет:

ЬЕ =Е,-Е =87 В.

1638621

Пример 4. Определение мапнита проводят так, как описано в приме ре 1, но при этом варьируют концентрацию щелочи

Полученные результаты, представлены в табл, б„ ман 276,27 r /ë

276 27 10

= — -« — — — ° l00X = 25,507 мак 54,1611 ° 20

Из табл,2 следует, что погрешность определения предлагаемого способа меньше погрешности прототипа в

8-10 раз„

Для образца М 2 проведена метроло- 25 гическая оценка всех трех способов, полученные результаты представлены в табл :3i

Пример 2, Определение содер- 30 жания маннита проводят так, как описано в примере 1, но при этом варьируют время выдержки раствора до введения в реакционную смесь нитрата меди

Полученные результаты представлены в табл:4*

Концентрация маннита, определенная

6 аз овым сп особом, со ст авля ет 2 4, 35, по прототипу - 32,347. (о = 32,47.). «О

Из сравнения полученных результатов видно, что оптимальное время выдержки реакционной смеси должно быть не менее 3 мин

Пример 3» Определени : макни- 5 та проводят так, как описано в приме ре 1, но при этом варьируют добавку

Сц 2+

Полученные результаты представлены в табл,:5» 50

По уст анов ел ной з ави симо сти

С„„ = f (Å) рассчитывают с учетом предварительного разведения концентрацию маннита в экстракте: а содержание маннита в образце составляет:

Анапогично определяют содержание маннита в других образцах, Также в этих. же образцах определяют содержание маннита по прототипу, и по способу, принятому за базовый °

Полученные результаты сведены в табл: 2, Концентрация маннита, определен ная базовым способом, составляет

24,35Х, по прототипу - 32,347. (= 32,4X), Из сравнения полученных результатов видно, что допустимые пределы концентрации ионов Cu2+ р растворе 5 10 -10 М, наиболее пред

-Ф почтительна концентрация 10 И, Концентрация маннита, определен ная базовым спо собом, сост авля ет

24,35Х, по прототипу - 32,34Х (о = 32,47). Таким образом, концентрация щелочи должна находиться в пределах 0,1-2:М, Пример :5, Определение маннита проводят так, как описано в примере 1, но при этом используют гидроксиды различных металлов одинаковой концентрации.

Полученные результаты представлены в табл,.7 °

По полученным результатам можно сделать вывод, что вид щелочи не оказывает на определение маннита «и«» какого влия ния „

Пример б, Определение маннита проводят так, как описано в приме» ре 1, но при этом меняют концентра» цию окислителя при постоянном соот ношении С ох . С гес1 = 100: 1, Полученные результаты приведены в табло . 8а

Ко нцентр ация маннита, определен ная базовым способом, составляет

24, 35Х,, по прототипу 32, 34Х (4|I = 32,47) . Таким образом, проведен» ный эксперимент показывает, что в пределах концентраций окислителя

0,01-0, 1 моль/л концентрация маннита практически не меняется.

Пример 7, Определение ман» нита проводят так, как описано в примере 1, но при этом меняют соотно» шение Со /С eg при постоянной кон центрации окислителя С, = 0,01 моль/

/Л.

Полученные результаты приведены в табл, 9 °

Концентрация маннита определен» ная базовым способом, составляет

24,357., по прототипу - 32,347. (E = 32,4X). Таким образом, соотно шение Со С >eg должно находиться в пределах 80:1 - 120: 1

Пример 8 Определение ман нита проводят так, как описано в примере 1, но при этом меняют время выдержки раствора после введения ка талитической добавки, Та блица

Истинная

Эксперименталь ная концентрация маннита, С дк, А мВ моль /л %

) Коэффициенты концентрация маннита, С моль/г r /л х10, г/л моль /л

65 0,22

66 0,15

78 0,12

77 0,06

85 0,08

85 0,08

102 0,20

101 0,13

113 0,07

113 0,07

127 0,12

128 0,05

1,0 4,3 0,78

1,5 8,9 1,62

2 11,4(2 08

3 176 3 20

4 21,6 3 93

5 26,8) 4,88

27,2 J 4,95

1 5,5

2 8,2

3 11,0

4 16,5

5 22,0

6 27,4

1638ь2

Результаты приведены в табл 10>

Концентрация маннита, определен ная базовым способом, составляет

24,35%, по прототипу 32,34% (ф 32,4%). Таким образом, время вы держки должно быть в пределах 1020 мин, Пример :9, Определение мании " та проводят так, как описано в приме lp ре 1 но при этом меняют мольное со

Э

3+ отношение маннита и окислителя (Fe ) .

Результаты приведены в табл, 11«

Концентрация маннита, определенная . базовым способом, составляет 24,35%, по прототипу 32,34% (t = 32,4%).

Таким образом, опыты показывают, что соотношение (мольное) маннит/Ре должно находиться в пределах 1 7

1 ° 70Р

Формула изобретения

Способ количественного определе- ния содержания маннита в растворах, 25 преимущественно в производственных средах, включающий окисление маннита в водно щелочной среде в присутствии катапитической добавки ионов металла, установление расхода окислителя с но.» счедующим определением содержания маннита, о т л и ч а ю m, и и с я тем, что, с целью повышения точности определения, окисление маннита про во дят раствором феррицианида и ферроцианида калия 80: I, 120:1 моль/моль нри соотношении маннита и окислителя

1: 7 1:,70 моль/моль, концентрации щелочи 0,1-2 моль/л при использова нии в качестве каталитическай добав ки ионов и двухвалентной меди (5 10 ° 10 4моль/л), причем расход окислителя устанавливают по измене нию потенциала редокс системы

Ре /Fe + при этом перед введением .ионов меди анализируемую пробу с окислителем выдерживают 3-5 мин, а стадию окисления маннита в присутствии ионов меди проводят 1 9-20 мин

22,0

15,0

8,0

4,0

4 0 60 1 63 32 0 9

4,0

6,7

4,3

1,7

1,7

2э4 60в! 63э32 Оэ9

1,0

l 638621

Таблиц а 2

Наимено ванне образца

У п/и прото- базова1 типу му прстотипа предлагае ъ мого предпагаемо му

32,8

32,34, 24 35

11,58 19, 81

4,7

25,50

20, 76

41,5

4,8

33,0

3,8

68,49 51,50

49,54

30,2

2,1

94,08 72,26

73,78

36,5

3,9

3,16 2,01

3,02

30,2

36,67 28,16 2,1

27,57

Таблиц а 3

Мет роло гич е ский и ар амет р т х

8х

Способ опреде» ления тн

0,66 0,041

2,06 0,175

0,50 0,017

Предлагаемый

Прото тип

Базовый

20, 76

11,58

19,81

Таблица 4

Показатель

Время выдержки мин

210 30 40 50 60

1,0

Koнцеитрация маннита, 7

Погрешность относительно базового способа, 7

28,43

26,08 25,50 25,50 25,50 25,50

4,7

16,3

7,1

4,7

4,7

Водоросли исходное сырье (водный экстракт)

Маточник конечный

Кристаллы переделки маточников варки (водный экстракт)

Кристаллы пе ределки маточников грязных (водный экстракт)

Отработанный уголь после фильтр ации (водный экст™ ракт)

Водная варка (раствор маннита и других экстрактивных веществ) Результаты определения copeðжания маннита пп сгособу, 7

Погрешность относительно базового способа, 7.

12

Табл иц а 5

1638621

t. Ï0 Kas aòåëü

5 ° 10-4)О

20,1

25,5

25,5

26,4

28,) l 7,4

4,7

4,7

8,4 )5,4

Таблиц а 6

Показ атель

l3,3 10,5 4,7

4,7

6,4 23, 2 33,5

Таблица 7

Показатель

Щелоч ь

L iOH NaOH КОН

25 ° 5 25,5 2515

497

4,7 4,7

Т аблиц а 8

Концентрация (OX), моль/л

Показатель

10,9

6,4 7,6

4,7

4,7

7,6

Таблиц а 9

Соотношение Со /С щ,) По каз атель

75:1

25,5 27,1

25,7

25,5

23,1

4,7

ll,3

4,7

5,1

С„„„, 7

Погрешность от носительно база вого способа, Ж

С „,„, г/л

Погре шность от носительно базо вого способа, 7

С,„, Ж

Погрешность ! относи тельно бasового спо со ба, У.

Сман

Погрешность относительно базового спо соба, Ж

z+

Концентрация ионов Си в ячейке, моль/л

Концентрация NaOH м

0 l 1 1 5 2 3

0 05 5

21,) r 21,8 25,5 25.,5 29,9 30,0 32,5

C au %

Погрешность относительно базового способа, Ж

27 0 26 2 . 25 2 25 5 25 7 25 9 26 2

) 4

l 63862 !

Т аб лица 10

Показ атель

21,7 .

23,0

25,5

25,5

25,5

10,9

5,5

4,7

4,7

4,7

Таблиц а 11

Иольное отношение маннит/Fe

,Показ атель

25,4 25,6 25 ° S 26, 1 28,5

21,9

25,5

7,2 1 7,0

10,1

5,1 4,7

4,7

4,3

Составитель: И Пинуев

Техр ед Л. Олийнык

Корректор О. Ципле

Редактор; А,Лвкнина

Заказ 924 Тираж 417 Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рау1иская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Сцрн в

Погрешность относительно ба зового способа,Х

Концентрация маннита, Я

11огрешность отно» сительно базового способа, Х (Г

1/5 /7 1/10 1/50 1/70 1/80 1/! 00