Сшитый серусодержащий сополимер в качестве рн-индикатора среды для визуального контроля

 

Использование: рН-индикатор среды для визуального контроля. Сущность: продукт формулы {СН2(СбН450зН)СН}-4СН2(С02Н)СК1-ЈСН- CH2(Ci4Hi2S04)CH-CH2 k, где п 68,66-70.11 мол.%. m 26,94-28,25 мол.%, к 2,95-3,09 мол.%. Реагент I: сополимер стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диаоксидифенилсульфона (70,20 и 10% соответственно). Реагент II: серная кислота. Условия реакции: 80°С, 3 ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3

)0 0 >

O=S=O

СН2

1 — сн -сн2 (21) 4869543/05 (22) 08.08,90 (46) 15,09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Институт химических наук АН КазССР (72) Е. Е. Ергожин, P. В. Шарипов, Л. Н.

Продиус и К, Х. Тастанов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1392073, кл. С 08 F 212/08, 1985.

Е 1 Hadi М. F, Metwally M. S. — Organic

ion-exchande beads as indicator in acid-base

titration, 3, Indian Chem. Soc., 1985, 62, ¹10, р. 774-776.

Изобретение относится к химии полимеров, в частности к новому веществу— сульфированному сополимеру стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона, который может быть использован в качестве рН-индикатора для визуального контроля концентрации ионов водорода.

Известен полимерный рН-индикатор на основе сополимера стирола и дивинилбензола, получаемый обработкой последнего раствором низкомолекулярного индикатора (фенолфталеин и т.д.) в диметилформамиде и спирте в присутствии катализаторов в течение 8 ч при 90 — 95 С. Оптимальный диапазон определяемого рН в зависимости от используемой хромогенной группы 1,3 — 9,2.

Время изменения окраски полимерного индикатора 1,2 — 5 мин.

Недостатком индикатора является низкая скорость изменения окраски и сложность синтеза.

Наиболее близким по технической сущности к сополимеру по изобретению является полимерный рН-индикатор, получаемый. Ж 1761764 А1 (st)s С 08 G 75/22, G 01 N 31/22 (54) СШИТЫЙ СЕРУСОДЕРЖАЩИЙ СОПОЛИМЕР В КАЧЕСТВЕ рН-ИНДИКАТОРА сРеды для визуАльного контРоля (57) Использование; рН-индикатор среды для визуального контроля. Сущность: продукт формулы

)CHz(CsH4SOsH) С Н вЂ” С H2(C02H)CHQ+pH—

CHg(C<4H>gS04)CH СНг), где и = 68,66-70,11 мол.%, m = 26,94 — 28,25 мол,%, k = 2,95 — 3,09 мол.%. Реагент : сополимер стирала, акриловой кислоты и диаллилового эфира диаоксидифенилсульфона (70,20 и 10% соответственно). Реагент II: серная кислота.

Условия реакции: 800С, 3 ч. 1 табл. н а основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола, обработкой PCls в присутствии кислот Льюиса с последующим гидролизом и окислением азотной кислотой, Оптимальный диапазон применения индикатора 8 — 10 рН. Время изменения окраски индикатора 1,5 — 2 мин.

Недостатком указанного рН-индикатора является также низкая скорость изменения окраски и сложность синтеза.

Цель изобретения — повышение скорости изменения окраски полимерного рН-индикатора в диапазоне 9,5 — 10,5, Поставленная цель достигается новым соединением, представляющим собой сульфированный сополимео общей формулы:

1-сн -cH+cv сн)-„; - сн — сн, -„ но-с о сн

1 о

sou

1761764 где R = 68,66 — 70,11 моль.о/

m = 26,94 — 28,25 моль. /

k = 2,95 — 3,09 моль. /, Сульфокатионит получают сульфирован ием со полимера стирола, акриловой кислоты и диаллилового эфира диоксидифенилсульфона (ДАЭДФС) 92 серной кислотой при 80 С в течение 3 ч. Полученный индикатор имеет в

Н -ор форме желтый цвет, рН 975, в Naформе — япко-малиновую окраску, рН 10,5, Время изменения окраски 15-40 с.

В ИК-спектре сульфированного сополимера присутствуют полосы поглощения;

vac — S02 — (сульфоновой группы) — перекрываются с vac — ЯОзН в виде двугорбой широкой полосы при 1260 — 1140 см, v С вЂ” Π— С при 1130 см, v max Π— Н при 3450 см

v СН2 при 2930 см и д CHz при 740 см

v С=С бензольного кольца при 1490 и 1610 см

Присутствуют также полосы поглощения антисимметричных 1260 — 1140 см и симметричных 1050 и 1015 см валентных колебаний — SOz-сульфогруппы, имеются четкие полосы валентных колебаний С=О карбоксильной группы при 1710 — 1725 см

-1

Характер кривой потенциометрического титрования говорит о том, что полученный сульфокатионит представляет собой полифункциональный сильнокислотный ионообменник.

Пример 1. В трехгорлую колбу с мешалкой и обратным холодильником помещают 10 r сшитого сополимера стирола, акриловой кислоты и ДАЭДФС состава: стирола — 70 мас.о/, акриловой кислоты — 20 мас. /, ДАЭДФС вЂ” 10 мас.%, заливают 100 мл 92/о серной кислоты, Смесь перемешивают при 80 С в течение 3 ч., затем охлаждают до комнатной температуры, отделяют сополимер, промывают 0,1 Н раствором серной кислоты, затем водой до нейтральной реакции. Полученный рН индикатор в

Н -форме имеет желтый цвет, рН 9,5, в Naформе — ярко-малиновую окраску, рН 10,5.

Получают сополимер состава: и = 68,66, m =

28,25, k =3,09 мол o/

Вычислено, /: С 53,0; Н 4,45; S 14,55; О

28,00.

Найдено, /,: С 54,05; Н 4,45; S 13,50; 0

28,00.

Il р и м е р 2. Все операции проводят аналогично примеру 1, используя сополимер состава: стирал — 71 мас. /, акриловая кислота — 19 мас./, ДАЭДФС вЂ” 10 мас,, Получают сополимер состава; и = 70,11, m =

26,94; k = 2,95 мол, /, Вычислено, /: С 54,02; Н 4,53; S 15,13;

О 26,32, Найдено, : С 54,50; Н 4,55; S 14,23; С

26,72.

Пример 3. Все операции проводя1 аналогично примеру 1, используя сополи

5 мер состава: стирол — 70,5 мас., акрилова кислота — 19,5 мас.%, ДАЭДФС вЂ” 10 мас. /

Получают сополимер состава: и = 69,35; m =

27,62; k = 3,03 мол. .

Вычислено, : С 53,45; Н 4,50; S 14,20

10 02785

Найдено, : С54,15; Н 4,50; S13,85; 027,50

П ример 4. 1 грНиндикаторас ярко-малиновой окраской, полученного, ка описано в примере 1, помещают в стеклян15 ную трубку длиной 5 см и диаметром 0,5 см концы закрывают ватными тампонами v пропускают0,001 Н раствор HCI с помощьк перистальтического насоса, рН раствор

3,27, Окраска индикатора желтая, время из

20 менения окраски 40 с, Пример 5. Аналогично примеру .. пропускают 0,1 Н раствор HCI, рН 1,0. Окра. ска индикатора желтая, время изменени окраски 20 — 30 с, 25 Пример 6. Аналогично примеру . пропускают 0,01 Н раствор HCI, рН 2,27

Окраска индикатора желтая, время изменения окраски 30 с, Пример 7. 1 г рН-индикатора пол.

30 ученного, как описано в примере 1, желтогс цвета, помещают в стекл я н ную трубку дл и. ной 5 см и диаметром 0,5 см, концы закрывают ватными тампонами и пропускаю1 раствор 0,05 Н NaOH с помощью перисталь35 тического насоса, рН 11,2, цвет — ярко-мали новый, время изменения окраски 30 с.

Пример 8, Аналогично примеру с пропускают5 Н NaOH, рН 13,8 цвет ярко-ма. линовый, время изменения окраски 20 с.

40 Полученный полимерный рН-индикатор обладает интенсивной яркой окраской, удоб. ной для визуал ьного контроля, ста бил ьно обратимостью цвета в агрессивных средах, В таблице приведены характеристик

45 сополимера по изобретению и известногс полимерного индикатора.

Формула изобретения

Сшитый серусодержащий сополимес формулы

50 тсн -сн сн2-сн) + сн сн2 НО-C=0 СН

f (S003H

0=S=O

О

I Н2

-СН -СН2 где R = 68,66 — 70,11 мол, /, 1761764 в качестве рН-индикатора среды для визуального контроля.

m = 26,94 — 28,25 мол.og

k = 2,95 — 3,09 мол., No (ф примера

Исследуемый раствор

Время изменения окраски.с.

Исходная окраска рН

3,27

Ярко-малиновая

HCI

0,001

Желтая

20-30

0,1

1,0

Ярко-мал иновая

HCI

Желтая

Ярко-малиновая

HCI

0,01

2,27

Желтая

Желтая

11,2

NaOH

NaOH

0,05

Желтая

5,0

13,8

Известный

Светло-жел11,2

NaOH

0,05 тая

Составитель Н,Просторова

Редактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля

Заказ 3233 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Концентрация иследуемого раствора,Н

Окраска после контакта с исследуемым раствоом

Ярко-малиновая

Ярко-малиновая

Оранжевая