Способ раздельного определения резорцина и 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина

Авторы патента:

Коренман Я.И. (RU)

Никулина А.В. (RU)

Провольнев С.А. (RU)

Харитонова Л.А. (RU)

G01N31/16 - путем титрования

C07C39/08 - диоксибензолы; их алкилированные производные

C07C205/22 - содержащие одну нитрогруппу, связанную с кольцом

Владельцы патента RU 2257572:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для контроля очищенных сточных вод предприятий лакокрасочной промышленности. Способ раздельного определения резорцина и 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина включает потенциометрическое титрование в среде диметилформамида, причем определение проводят в водной пробе, которую предварительно подкисляют до рН 2-3, обрабатывают ацетоном в присутствии высаливателя сульфата аммония в количестве 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе, отделяют органический слой, содержащий резорцин и 2,4-динитрорезорцин, разбавляют его диметилформамидом в объемном соотношении 1:5 и титруют раствором гидроксида калия в изопропиловом спирте, а содержание каждого из резорцинов вычисляют из дифференциальных кривых титрования по формуле

где С и С₀ - концентрация резорцинов в исходной водной пробе и в экстракте, мг/дм³; R - степень извлечения резорцинов в системе ацетон - водно-солевой раствор, %. Технический результат состоит в том, что предлагаемый способ позволяет селективно определять резорцин и 2,4-динитрорезорцин в присутствии 4-нитрозорезорцина, снизить пределы обнаружения резорцинов (экстракционное концентрирование) и расширить области применения. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для контроля очищенных сточных вод предприятий лакокрасочной промышленности.

В качестве прототипа выбран способ потенциометрического титрования фенолов в неводной среде (Денеш И. Титрование в неводных средах. - М.: Мир, 1971. – С 257).

Недостатки способа - неселективность определения фенольных соединений, высокие пределы обнаружения, невозможность проведения анализа в водных растворах.

Задачей изобретения является повышение селективности определения резорцина и 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина (устранение на стадии пробоподготовки мешающего влияния 4-нитрозорезорцина), снижение пределов обнаружения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе раздельного определения резорцина и 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина, включающем потенциометрическое титрование в среде диметилформамида, новым является то, что определение проводят в водной пробе, которую предварительно подкисляют до рН 2-3, обрабатывают ацетоном в присутствии высаливателя сульфата аммония в количестве 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе, отделяют органический слой, содержащий резорцин и 2,4-динитрорезорцин, разбавляют его диметилформамидом в объемном соотношении 1:5 и титруют раствором гидроксида калия в изопропиловом спирте, а содержание каждого из резорцинов вычисляют из дифференциальных кривых титрования по формуле

где С и С₀ - концентрация резорцинов в исходной водной пробе и в экстракте, мг/дм³;

R - степень извлечения резорцинов в системе ацетон - водно-солевой раствор, %.

Технический результат состоит в том, что предлагаемый способ позволяет селективно определять резорцин и 2,4-динитрорезорцин в присутствии 4-нитрозорезорцина, снизить пределы обнаружения резорцинов (экстракционное концентрирование) и расширить области применения.

Способ заключается в том, что к 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона (Коренман Я.И., Ермолаева Т.Н., Мишина А.В. и др. Тройные диаграммы вода - сульфат аммония - гидрофильный растворитель. Липецк, 1995. - Деп.в ВИНИТИ №295-В-95. - 10 с.), экстрагируют на вибросмесителе. После расслаивания фаз (15 мин) отделяют органический слой, разбавляют диметилформамидом (ДМФ) в объемном соотношении 1:5, помещают в ячейку для потенциометрического титрования, снабженную магнитной мешалкой, и титруют раствором гидроксида калия в изопропиловом спирте. Условия титрования: индикаторный электрод - платиновый; электрод сравнения - насыщенный хлоридсеребряный; температура 20±2° С.

Резорцин и 2,4-динитрорезорцин практически полностью извлекаются ацетоном из подкисленных растворов сульфата аммония, при этом 4-нитрозорезорцин практически не переходит в органическую фазу и отделяется на стадии экстракции.

Степень извлечения резорцинов (R, %) рассчитывают по формуле (I):

где Д - коэффициент распределения резорцинов в системе ацетон - водно-солевой раствор; r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.

Получают четкие дифференциальные кривые титрования, по которым устанавливают объемы растворов КОН, пошедшие на титрование резорцина и 2,4-динитрорезорцина, и рассчитывают их содержание в экстракте С₀ с учетом соотношения равновесных объемов водной и органической фаз и перевода молярной концентрации эквивалента (моль/дм³) в концентрацию (мг/дм³) по формуле (2)

где С₀ - концентрация резорцинов в экстракте, мг/дм³;

С(1/1 КОН) - молярная концентрация эквивалента титранта, моль/дм³;

V(KOH) - объем титранта, пошедший на титрование резорцинов, см³;

М_р - молярная масса эквивалента резорцинов, г/моль;

V_э - объем экстракта, см³;

r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз (10).

Содержание резорцинов в исходной водной пробе вычисляют по формуле (3)

где С и С₀ - концентрация резорцинов в исходной водной пробе и в экстракте, мг/дм³;

R - степень извлечения резорцинов в системе ацетон - водно-солевой раствор, %.

Примеры осуществления способа

Пример 1. Растворы резорцинов готовят из препаратов квалификации “ч”, очищенных возгонкой. Степень чистоты препаратов контролируют по температурам плавления. Исходные водные растворы с точно известной концентрацией готовят методом разбавления стандартных растворов.

К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин с равными концентрациями 5 мг/дм³, подкисленной до рН 2-3, добавляют 38,5 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона, экстрагируют 15 мин. После расслаивания фаз (15 мин) отделяют органический слой, разбавляют диметилформамидом (ДМФ) в объемном соотношении 1:5, помещают в ячейку для потенциометрического титрования, снабженную магнитной мешалкой, и титруют раствором гидроксида калия в изопропиловом спирте с молярной концентрацией эквивалента С(1/1 КОН)=0,011 моль/дм³. Условия титрования: индикаторный электрод - платиновый; электрод сравнения - насыщенный хлоридсеребряный; температура 20±2° С.

Коэффициенты распределения резорцинов определяют фотометрически на фотоэлектроколориметре КФК-2 по реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой (Д(резорцина)=240) или по собственной окраске (Д(2,4-динитрорезорцина)=590 и Д(4-нитрозорезорцина)=0,09). Степени извлечения резорцина, 2,4-динитрорезорцина и 4-нитрозорезорцина, рассчитанные по формуле 1 при r=10, составляют соответственно - 96; 98;0, 89 (%).

Получают четкую дифференциальную кривую титрования (чертеж), по которой устанавливают объемы растворов КОН, пошедшие на титрование резорцина и 2,4-динитрорезорцина. Содержание 2,4-динитрорезорцина (C₁) и резорцина (С₂) в анализируемом водном растворе равно:

для 2,4-динитрорезорцина

C₁=С₀·100/R=4,89· 100/98=4,98 мг/дм³

для резорцина

С₂=С₀·100/R=4,84· 100/96=5,04 мг/дм³

Способ осуществим.

Пример 2. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 36,5 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим.

Пример 3.

К 50 см водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона, экстрагируют 15 мин. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим.

Пример 4. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 35 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ неосуществим, так как выделившийся экстракт содержит значительное количество воды.

Пример 5. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 41,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ неосуществим, так как выпавшие кристаллы соли адсорбируют резорцины.

Пример 6. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона, экстрагируют 15 мин. После расслаивания фаз отделяют органический слой, разбавляют диметилформамидом в объемном соотношении 1:4. Далее анализируют аналогично примеру 1. Потенциометрические кривые нечеткие, получаются невоспроизводимые результаты. Способ неосуществим.

Пример 7. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2-3, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона, экстрагируют. После расслаивания фаз отделяют органический слой, разбавляют диметилформамидом в объемном соотношении 1:6. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим, но разбавление экстракта ДМФ повышает пределы обнаружения резорцинов.

Пример 8. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим.

Пример 9. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 2,5, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим.

Пример 10. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 3, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим.

Пример 11. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 1, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ неосуществим.

Пример 12. К 50 см³ водной пробы, содержащей резорцин, 2,4-динитрорезорцин и 4-нитрозорезорцин, подкисленной до рН 4, добавляют 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе сульфата аммония и 8,5 см³ ацетона. Далее анализируют аналогично примеру 1. Способ осуществим, однако степень извлечения резорцинов понижается.

Правильность способа проверена методом “введено-найдено” (табл.1. Определение резорцина, 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина в водном растворе). Относительная ошибка определения не превышает 10%.

Сравнительная характеристика предлагаемого способа и прототипа приведена в табл.2.

Предлагаемый способ позволяет проводить определение резорцинов в водных растворах, повысить селективность определения и снизить предел обнаружения в 10 раз.

Таблица 1 Определение резорцина, 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина в водном растворе; n=5; Р=0,95
Введено, мг/дм³	2,4-Динитрорезорцин	Резорцин
±δ , мг/дм³	Sr	±δ , мг/дм³	Sr
5,0	0,15	0,03	0,24	0,05
0,5	0,025	0,05	0,053	0,12
Таблица 2 Сравнительная характеристика предлагаемого способа и прототипа
Параметры	Известный способ	Предлагаемый способ
Селективность определения	Невозможно	Возможно
Объекты анализа	Неводные растворы	Неводные и водные растворы
Предел обнаружения, мг/дм³	5	0,5

Способ раздельного определения резорцина и 2,4-динитрорезорцина в присутствии 4-нитрозорезорцина, включающий потенциометрическое титрование в среде диметилформамида, отличающийся тем, что определение проводят в водной пробе, которую предварительно подкисляют до рН 2-3, обрабатывают ацетоном в присутствии высаливателя сульфата аммония в количестве 36,5-40,0 мас.% по отношению к пробе, отделяют органический слой, содержащий резорцин и 2,4-динитрорезорцин, разбавляют его диметилформамидом в объемном соотношении 1:5 и титруют раствором гидроксида калия в изопропиловом спирте, а содержание каждого из резорцинов вычисляют из дифференциальных кривых титрования по формуле

где С и С₀ - концентрация резорцинов в исходной водной пробе и в экстракте, мг/дм³;

R - степень извлечения резорцинов в системе ацетон - водно-солевой раствор, %.

Изобретение относится к способу проведения анализа на число омыления и может быть использовано в лакокрасочной, кожевенной, резинообувной, других отраслях промышленности, а также в исследовательских лабораториях, в частности в кинетических исследованиях с маслами, жирами, восками, их композициями различной степени сложности и целевого назначения.

Способ микротитрования // 2248569

Изобретение относится к способам определения количественного состава растворов с помощью химического микроанализа, а более конкретно путем микротитрования. .

Метод определения кислотных чисел пищевых и непищевых веществ // 2244299

Изобретение относится к методам аналитического определения кислот, кислых солей, других веществ, имеющих кислую реакцию и реагирующих со щелочами, а именно к методу титрования, используемого как в учебном процессе, так и на производстве.

Способ определения 4-аминобензойной кислоты в водных растворах // 2243553

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для контроля качества технологических и очищенных сточных вод предприятий по производству синтетических красителей, фармацевтических препаратов.

Способ определения хлорорганических соединений в нефти // 2243552

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов, в частности, нефти или других вязких маслянистых жидкостей, путем определения их химических или физических свойств.

Способ определения массовой доли сернокислого и азотнокислого кальция в аммиачной селитре повышенной прочности с доломитно-сульфатной добавкой // 2242753

Изобретение относится к способам определения массовой доли сернокислого и азотнокислого кальция в аммиачной селитре с доломитно-сульфатной добавкой. .

Способ определения произведений растворимости и ионных произведений малорастворимых солей и комплексных соединений // 2240555

Изобретение относится к способам определения термодинамических, реальных, условных констант равновесия неорганических и органических веществ, которые применяются в теоретической и практической областях химии.

Способ определения 2,4-дихлорбензойной кислоты в водных растворах // 2230315

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для контроля качества технологических и очищенных сточных вод предприятий по производству синтетических красителей, полимерных материалов и пестицидов.

Способ раздельного определения 4-хлорбензойной и 2,4- дихлорбензойной кислот в воде // 2210767

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для контроля технологических и очищенных сточных вод предприятий по производству синтетических красителей и пестицидов.

Способ определения массовой доли функциональных групп полиуронидов // 2206089

Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности и касается стандартизации пектинов и альгинатов, используемых в качестве детоксикантов тяжелых металлов.

Способ очистки технического резорцина // 2253649

Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к очистке технического резорцина, широко используемого в фармацевтической промышленности, в кожевенной, шинной и других отраслях.

Способ получения дигидроксибензолов // 2228326

Изобретение относится к органическому синтезу, в частности к способу получения дигидроксибензолов каталитическим окислением фенола закисью азота в присутствии бензола.

Способ получения производных резорцина (варианты), производные резорцина // 2213087

Изобретение относится к производным резорцина, используемым для получения косметических препаратов. .

Способ окисления ароматических соединений до гидроксиароматических соединений // 2185368

Изобретение относится к способу синтеза гидроксилированных ароматических соединений окислением ароматического соединения перекисью водорода в органическом растворителе в присутствии синтетических цеолитов.

Способ получения 2,3,5-триметилгидрохинона // 2126785

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 2,3,5-триметилгидрохинона - полупродукта производства витамина Е. .

Неокрашивающий термостабилизатор синтетического изопренового каучука с высоким содержанием звеньев цис-1,4 // 2117653

Изобретение относится к синтезу производного гидрохинона, а именно, к 2,5-ди-(N,N-диметиламинометил)-гидрохинона, который может найти применение в качестве неокрашивающего термостабилизатора каучука марки СКИ-3, представляющего собой синтетический изопреновый каучук с высоким содержанием звеньев цис-1,4.

Способ получения 4-алкилпирокатехинов // 2084438

Способ получения фенола или его производных // 2058286

Изобретение относится к области органического синтеза, более конкретно к способу получения фенола и его производных путем парциального каталитического окисления бензола и его производных закисью азота (-= 62 ккал/моль) где Х=Н, ОН, F, Cl, CH3, C2H5 или любой другой радикал, замещающий атом водорода в молекуле бензола.

Способ совместного получения пирокатехина и гидрохинона // 2043331

Изобретение относится к замещенным фенолам, в частности к совместному получению пирокатехина и гидрохинона. .

Способ совместного получения пирокатехина, гидрохинона и пластификатора бетона // 2028288

Изобретение относится к диоксибензолам, в частности к усовершенствованному способу получения пирокатехина и гидрохинона, которые находят применение как самостоятельные ингибиторы и в фотографии, так и в качестве полупродуктов при синтезе антиоксидантов, ванилина, папаверина, и используются при окраске меха.

Способ стереоселективного получения энантиомера гетеробициклического спирта, промежуточные соединения и способы их получения // 2185379

Изобретение относится к способу стереоселективного получения энантиомера гетеробициклического спирта. .