Способ определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей


 


Владельцы патента RU 2541759:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") (RU)

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей. Способ определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей включает приготовление ацетилирующего раствора путем смешения исходных компонентов, добавление его к навеске пробы модифицированного минерального наполнителя, выдерживание для количественного протекания реакции, титрование раствором щелочи в присутствии индикатора, вычисление концентрации аминогрупп по разности результатов холостого титрования и титрования пробы. В качестве ацетилирующего раствора используют 0,5-0,6 М раствор уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин в соотношении от 0,5:1-2:1, который содержит 0,025-0,15 моль/л хлорной кислоты в качестве катализатора. К навеске пробы модифицированного минерального наполнителя добавляют 0,5-0,6 М ацетилирующего раствора в смешанном растворителе, содержащем хлорную кислоту, соотношение массы навески пробы к объему ацетилирующего раствора составляет 1:4-1:5, после чего выдерживают и добавляют гидролизующую смесь, состоящую из диметилформамида, пиридина, воды, взятых в соотношении 6:3:1 соответственно. Далее полученную смесь центрифугируют для отделения осадка. Предлагаемый способ обеспечивает упрощение и расширение ассортимента исследуемых материалов, содержащих привитые аминогруппы на поверхности минеральных наполнителей. 13 пр., 1 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к определению концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей, что может быть использовано при производстве композиционных материалов, модифицированных минеральных наполнителей и различных сорбентов на их основе.

При производстве композиционных материалов модификацию минеральных наполнителей проводят с целью увеличения смачиваемости, адгезии, а также создания химической связи между полимером и наполнителем. При этом количество функциональных групп, привитых после модификации, будет влиять на свойства получаемого материала.

Известен способ определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности модифицированного силикагеля путем обратного кислотно-основного титрования [Химия привитых поверхностных соединений. / под ред. Г.В. Лисичкина. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 592 с., С.282]. При этом происходит контакт модифицированного силикагеля с соляной кислотой, в результате чего привитые аминогруппы реагируют с последней с образованием соответствующего катиона аммония. Затем избыток соляной кислоты оттитровывают щелочью. Данный способ прост в исполнении, не требует применения дорогостоящих реактивов, однако не может быть использован для определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности многих минеральных наполнителей, таких как базальт, слюда, тальк и т.д. Причиной этого является наличие в них основных оксидов, которые тоже реагируют с соляной кислотой. При этом расход соляной кислоты на основные оксиды в холостом опыте может быть гораздо больше, чем при титровании модифицированного наполнителя. Поэтому определить концентрацию привитых аминогрупп на поверхности многих минеральных наполнителей данным методом невозможно.

Известен способ определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей, заключающийся в количественном определении углерода, водорода и азота посредством анализа продуктов сжигания образца. Концентрация аминогрупп рассчитывается по данным элементного анализа [Liu, Y.-H., Lin, H.-P., & Mou, C.-Y. (2004). Direct method for surface silyl functionalization of mesoporous silica. / Langmuir: the ACS journal of surfaces and colloids, 20(8), 3231-3239].

Известен также способ определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей рентгеновской фотоэлектронной спектрометрией [Okusa, H., Kurihara, K., & Kunitake, Т. (1994). Chemical modification of molecularly smooth mica surface and protein attachment. Langmuir, 10(10), 3577-3581].

Однако указанные способы требуют применения дорогостоящего технически сложного оборудования, поэтому не могут быть реализованы на многих предприятиях, производящих модифицированные наполнители и композиционные материалы.

Известны способы определения аминогрупп методом ацетилирования, применяемые для определения аминогрупп в жидких или твердых растворимых образцах, например, по методу Магнусона и Черри [Сиггиа С., Ханна Дж.Г. Количественный органический анализ по функциональным группам: пер. с англ. - М.: Химия, 1983. С.25]. Ацетилирование проводят 1 M раствором уксусного ангидрида в дихлорэтане, содержащем 0,15 моль/л хлорной кислоты в качестве катализатора. К навеске жидкой пробы, содержащей 4-5 ммоль аминогрупп, прибавляют 10 мл ацетилирующего раствора, выдерживают 5 минут и приливают 35-40 мл гидролизующей смеси (диметилформамид: пиридин: вода в соотношении 6:3:1). Выдерживают 5-10 минут, затем прибавляют несколько капель индикатора и титруют спиртовым раствором гидроксида калия. Содержание аминогрупп рассчитывают по разности результатов холостого титрования и титрования пробы. Преимущества данного метода заключаются в легкости приготовления ацетилирующего раствора, поскольку его не надо охлаждать при приготовлении. Раствор ангидрида в дихлорэтане практически бесцветен и хранится не менее 2 месяцев. Кроме того, отмечается наибольшая скорость реакции ацетилирования в данном растворителе. Однако данный способ не применим для анализа модифицированных минеральных наполнителей. Концентрация функциональных групп на их поверхности составляет обычно 0,4-1,5 ммоль/г, т.е. для анализа в среднем необходима навеска вещества массой 5 г. При этом 10 мл ацетилирующего раствора недостаточно для хорошего смачивания образца, а следовательно, и количественного протекания реакции. При разбавлении ацетилирующего раствора дихлорэтаном для лучшего смачивания пробы реакция ацетилирования аминогрупп протекает не полностью, давая заниженные результаты, а при увеличении количества ацетилирующего раствора той же концентрации относительно навески образца сильно возрастает погрешность эксперимента, в том числе из-за увеличения количества хлорной кислоты относительно количества определяемых групп.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является способ определения аминогрупп методом ацетилирования по методу Фрица и Шенка [Сиггиа С., Ханна Дж.Г. Количественный органический анализ по функциональным группам: пер. с англ. - М.: Химия, 1983. С.21]. Ацетилирование проводят 2 M раствором уксусного ангидрида в этилацетате или пиридине, содержащем 0,15 моль/л хлорной кислоты в качестве катализатора. К навеске жидкой пробы, содержащей 3-4 ммоль аминогрупп, прибавляют 5 мл ацетилирующего раствора в этилацетате или пиридине, выдерживают около 5 минут и приливают 2 мл воды и 10 мл раствора пиридина в воде (3:1). Выдерживают 5-10 минут, затем прибавляют несколько капель индикатора и титруют раствором щелочи, например гидроксидом калия.

Приготовление ацетилирующего раствора в этилацетате производят по следующей методике: в колбу с притертой пробкой вносят 150 мл этилацетата, 4 г 72%-ной хлорной кислоты и с помощью пипетки 8 мл уксусного ангидрида. Смесь выдерживают при комнатной температуре не менее 30 минут, затем охлаждают до 5°C, добавляют 42 мл холодного уксусного ангидрида и смесь выдерживают еще 1 час при 5°C. Приготовленный реактив годен не более 2 недель. Из описания способа видно, что приготовление ацетилирующего раствора весьма трудоемко.

При приготовлении ацетилирующего раствора в пиридине в колбу, содержащую 30 мл пиридина, осторожно по каплям добавляют 0,8 г 72%-ной хлорной кислоты и при перемешивании вносят 10 мл уксусного ангидрида. Приготовленный раствор портится в течение нескольких часов, в результате чего его следует применять свежеприготовленным. При этом приготовление малых количеств раствора (1-5 мл) с точными концентрациями реагентов затруднительно из-за необходимости дозировать компоненты в малых количествах. Данный метод не применим для анализа модифицированных минеральных наполнителей. Концентрация функциональных групп на их поверхности составляет обычно 0,4-1,5 ммоль/г, т.е. для анализа в среднем необходима навеска вещества массой 5 г. При этом 5 мл ацетилирующего раствора недостаточно для хорошего смачивания образца, а следовательно, и количественного протекания реакции. Также при анализе твердых образцов необходимо отделение анализируемого раствора от твердой фазы, что невозможно сделать при приведенных соотношениях количества анализируемого образца и раствора. При увеличении количества ацетилирующего раствора той же концентрации относительно навески образца сильно возрастает погрешность эксперимента, в том числе из-за увеличения количества хлорной кислоты относительно количества определяемых групп. Разбавление раствора или снижение количества хлорной кислоты в данных ацетилирующих растворах невозможно, поскольку при ее концентрации менее 0,15 моль/л ацетилирование протекает не полностью.

Таким образом, данный способ трудоемкий и не может быть применен к анализу модифицированных минеральных наполнителей в отличие от известных аналогов.

Техническим результатом является упрощение способа и расширение ассортимента исследуемых материалов, содержащих привитые аминогруппы на поверхности минеральных наполнителей.

Для достижения технического результата предлагается в качестве ацетилирующего раствора использовать 0,5-0,6 M раствор уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин в соотношении от 0,5:1 до 2:1, содержащий 0,025-0,15 моль/л хлорной кислоты в качестве катализатора. Ацетилирующий раствор готовят, смешивая необходимые соотношения раствора уксусного ангидрида в дихлорэтане и пиридина. К навеске пробы модифицированного минерального наполнителя добавляют 0,5-0,6 M ацетилирующий раствор в смешанном растворителе, содержащий хлорную кислоту. Соотношение навески пробы к объему ацетилирующего раствора составляет 1:4-1:5. Выдерживают для количественного протекания реакции не менее 5 минут, после чего добавляют гидролизующую смесь, состоящую из диметилформамида, пиридина, воды, взятых в соотношении 6:3:1 соответственно. Полученную смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора для титрования. Титрование проводят водным раствором щелочи, например гидроксидом калия или гидроксидом натрия в присутствии индикатора. В качестве индикатора можно брать, например, раствор тимолового синего, титрование осуществляют до перехода окраски из желтого в синий цвет. Содержание аминогрупп рассчитывают по разности результатов холостого титрования и титрования пробы.

Отличительными признаками от прототипа являются:

- использование 0,5-0,6 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин, взятых в соотношении от 0,5:1 до 2:1;

- концентрация хлорной кислоты, используемой в качестве катализатора, составляет 0,025-0,15 моль/л;

- использование соотношения массы навески к объему ацетилирующего раствора, составляющего от 1:4 до 1:5;

- центрифугирование образца для отделения осадка модифицированного минерального наполнителя;

- использование гидролизующей смеси состава: диметилформамид : пиридин : вода в соотношении 6:3:1 соответственно, известной по методу Магнусона и Черри.

Совокупность указанных отличительных признаков позволяет упростить способ определения аминогрупп в различных, в том числе и твердых нерастворимых материалах, т.к. ацетилирующий раствор готовят смешением 2 растворов, а не трех как у прототипа, устойчивых при хранении не менее 2 месяцев, что позволяет готовить малые объемы ацетилирующего раствора с точными концентрациями реагентов. Такие преимущества по сравнению с прототипом позволяют снизить расход исходных реагентов при анализе одного образца и расширяют ассортимент исследуемых материалов.

Пример 1. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,15 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси, содержащей диметилформамид : пиридин : вода в соотношении 6:3:1 соответственно. Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,42±0,03 ммоль/г.

Пример 2. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,075 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношени 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,40±0,03 ммоль/г.

Пример 3. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,025 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношени 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,42±0,03 ммоль/г.

Пример 4. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,010 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношени 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,36±0,03 ммоль/г.

Пример 5. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), не содержащий хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношении 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,02±0,03 ммоль/г.

Пример 6. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 0,8 мл 0,6 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (2:1), содержащем 0,075 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношени 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,41±0,03 ммоль/г.

Пример 7. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,4 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,050 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношени 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 0,85±0,03 ммоль/г.

Пример 8. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 0,2 мл 2 M раствора уксусного ангидрида в пиридине, содержащего 0,15 моль/л хлорной кислоты. Ацетилирующий раствор полностью не смачивает минеральный наполнитель, в результате чего проведение количественного анализа невозможно.

Пример 9. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Разбавляют ацетилирующий раствор по примеру 8 в 4 раза пиридином. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в пиридине, содержащего 0,037 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего приливают 0,4 мл воды и 2 мл раствора пиридина в воде (3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,17±0,03 ммоль/г.

Пример 10. В емкость помещают навеску модифицированного силикагеля, содержащего 1,40±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в пирдине, содержащего 0,075 моль/л хлорной кислоты и еще 0,5 мл дихлорэтана. Выдерживают реакционную смесь в течение 30 минут, после чего приливают 0,4 мл воды и 2 мл раствора пиридина в воде (3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 1,24±0,03 ммоль/г.

Пример 11. В емкость помещают навеску модифицированной микрослюды, содержащей 0,28±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,025 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношени 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 0,29±0,03 ммоль/г.

Пример 12. В емкость помещают навеску модифицированного базальтового микропластинчатого наполнителя, содержащего 0,18±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:2), содержащем 0,025 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношении 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 0,17±0,03 ммоль/г.

Пример 13. В емкость помещают навеску модифицированного рубленного базальтового волокнистого наполнителя, содержащего 0,14±0,03 ммоль/г привитых аминогрупп, массой 0,2000 г. Добавляют 1 мл 0,5 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин (1:1), содержащем 0,025 моль/л хлорной кислоты. Выдерживают реакционную смесь в течение 5 минут, после чего добавляют 6 мл гидролизующей смеси (диметилформамид : пиридин : вода в соотношении 6:3:1). Далее смесь центрифугируют для отделения осадка и отбирают аликвоту раствора объемом 1 мл для титрования. Титрование проводят в присутствии индикатора тимолового синего до перехода окраски из желтого в синий цвет водным раствором гидроксида калия. Найденное количество аминогрупп составило 0,13±0,03 ммоль/г.

Содержание аминогрупп в образцах, взятых для анализа по предложенному методу, определялось для силикагеля обратным кислотно-основным титрованием, для остальных минеральных наполнителей - методом термогравиметрического анализа.

В таблице представлены обобщенные сведения из примеров №№1-13 по предложенному способу и по способу-прототипу.

Таблица
Зависимость степени ацетилирования от условий взаимодействия
№ Примера Способ Минеральный наполнитель Концентрация ангидрида, (моль/л) Концентрация хлорной кислоты, (моль/л) Время ацетилирования, мин. Соотношение массы навески к объему ацетилирующего раствора Введено аминогрупп, (ммоль/г) Найдено аминогрупп, (ммоль/г)
1 заявленный силикагель 0,5 0,150 5 1:5 1,40±0,03 1,42±0,03
2 заявленный силикагель 0,5 0,075 5 1:5 1,40±0,03 1,40±0,03
3 заявленный силикагель 0,5 0,025 5 1:5 1,40±0,03 1,42±0,03
4 заявленный силикагель 0,5 0,010 5 1:5 1,40±0,03 1,36±0,03
5 заявленный силикагель 0,5 0,000 5 1:5 1,40±0,03 1,02±0,03
6 заявленный силикагель 0,6 0,075 5 1:4 1,40±0,03 1,41±0,03
7 заявленный силикагель 0,4 0,050 5 1:5 1,40±0,03 0,85±0,03
8 по прототипу силикагель 2 0,15 5 1:1 1,40±0,03 Невозможно полностью смочить образец
9 по прототипу силикагель 0,5 0,037 5 1:5 1,40±0,03 1,17±0,03
10 по прототипу силикагель 0,5 0,075 30 1:5 1,40±0,03 1,24±0,03
11 заявленный микрослюда 0,5 0,025 5 1:5 0,28±0,03 0,29±0,03
12 заявленный Базальтовый микро-пластинчатый наполнитель 0,5 0,025 5 1:5 0,18±0,03 0,17±0,03
13 заявленный Рубленное базальтовое волокно 0,5 0,025 5 1:5 0,14±0,03 0,13±0,03

Как видно из приведенных примеров использование 0,5-0,6 M раствора уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин позволяет применять соотношения массы навески к объему ацетилирующего раствора от 1:4 до 1:5, в зависимости от удельной поверхности и плотности анализируемого материала. При использовании раствора с концентрацией менее 0,5 М реакция ацетилирования протекает неколичественно (пример 7), а использование раствора с концентрацией более 0,6 M приводит к слишком маленькому соотношению массы навески к объему ацетилирующего раствора при сохранении необходимых эквимолярных соотношений, а следовательно, и невозможности качественно смочить исследуемый образец (пример 8).

Соотношение дихлорэтан - пиридин в ацетилирующем растворе может варьироваться от 0,5:1 до 2:1. Исследования показали, что использование соотношения менее 0,5:1 приводит к необходимости использования более концентрированного раствора уксусного ангидрида в дихлорэтане, что вызывает слишком сильный экзотермический эффект в процессе его смешения с пиридином при приготовлении ацетилирующего раствора и снижает его качество. Использование соотношения более 2:1 (пример 6) приводит к повешению концентрации дихлорэтана в анализируемой смеси, что затрудняет смешивание с водным раствором гидроксида калия при титровании. Концентрация хлорной кислоты, используемой в качестве катализатора, менее 0,025 моль/л не позволяет количественно проводить реакцию (пример 4, 5).

Итак, по сравнению с прототипом мы видим, что ассортимент исследуемых материалов расширился. Приготовление ацетилирующего раствора, содержащего пиридин проще, чем у прототипа, а следовательно и сам способ становится проще. Кроме того, предложенный способ позволяет снизить концентрацию хлорной кислоты в ацетилирующем растворе. Это способствует снижению протекания побочных реакций, таких как взаимодействие хлорной кислоты с аминогруппами или основными оксидами, входящими в состав наполнителей, что повышает точность определения и снижает расход реактива. Для титрования используют водный раствор гидроксида калия, который более устойчив при хранении и более дешев, чем спиртовый раствор, использующийся при титровании ацетилирующей смеси в чистом дихлорэтане.

Способ определения концентрации привитых аминогрупп на поверхности минеральных наполнителей, включающий приготовление ацетилирующего раствора путем смешения исходных компонентов, добавление его к навеске пробы модифицированного минерального наполнителя, выдерживание для количественного протекания реакции, титрование раствором щелочи в присутствии индикатора, вычисление концентрации аминогрупп по разности результатов холостого титрования и титрования пробы, отличающийся тем, что в качестве ацетилирующего раствора используют 0,5-0,6 М раствор уксусного ангидрида в смешанном растворителе дихлорэтан - пиридин в соотношении от 0,5:1-2:1, содержащий 0,025-0,15 моль/л хлорной кислоты в качестве катализатора, к навеске пробы модифицированного минерального наполнителя добавляют 0,5-0,6 М ацетилирующего раствора в смешанном растворителе, содержащем хлорную кислоту, соотношение массы навески пробы к объему ацетилирующего раствора составляет 1:4-1:5, после чего выдерживают и добавляют гидролизующую смесь, состоящую из диметилформамида, пиридина, воды, взятых в соотношении 6:3:1 соответственно, центрифугируют полученную смесь для отделения осадка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения цинка (II) в технических и природных объектах. Способ заключается в потенциометрическом титровании пробы комплексоном (III) с индикаторным электродом из металлического висмута с буферным раствором при рН 4,1 - 9,0.

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения меди (II) в технических объектах. Способ определения меди заключается в прямом потенциометрическом титровании комплексоном (III) при рН от 4,1-9,0 с индикаторным электродом из металлического висмута в ацетатном буферном растворе.

Настоящее изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения свинца(II) в технических объектах. Способ определения свинца заключается в потенциометрическом титровании пробы комплексоном(III) с индикаторным электродом из металлического висмута с буферным раствором при рН 3,5-9,0.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу количественного определения формиатов щелочных металлов в противогололедных реагентах, дополнительно содержащих хлориды кальция и щелочных металлов.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения висмута(III) в технических объектах. .

Изобретение относится к методам аналитического контроля качества нефти и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу измерения изменений интенсивности флуоресценции потенциалочувствительного флуорохрома в зависимости от изменения потенциала или ионной силы, который включает добавление к потенциалочувствительному флуорохрому ионизирующегося соединения для вызова изменения потенциала или ионной силы, а также добавление витамина Е и/или холестерина для увеличения изменения потенциала или ионной силы по потенциалочувствительному флуорохрому.

Изобретение может быть использовано для определения суммарного содержания фенолов в природных и очищенных сточных водах. Способ включает отбор пробы, обработку пробы избытком диазотированной сульфаниловой кислоты в щелочной среде, измерение оптической плотности окрашенного раствора на аналитической длине волны и расчет суммарного содержания фенолов в пересчете на простейший фенол, при этом реакцию между фенолами и диазотированной сульфаниловой кислотой проводят при значении рН=7,2÷8,5, реакционную смесь выдерживают при температуре Т=20÷25°С, в течение не менее 10 мин, оптическую плотность измеряют в области длины волны λ=340÷370 нм.

Изобретение относится к способу обнаружения аналита в пробе жидкости тела путем использования диагностического тестового элемента. Диагностический тестовый элемент (110) для обнаружения аналита в пробе (126) жидкости тела, в частности цельной крови объемом менее 2 микролитров, содержит по меньшей мере одно тестовое поле (116) с по меньшей мере одним реагентом-индикатором, где реагент-индикатор способен при наличии аналита испытывать по меньшей мере одно обнаруживаемое изменение, в частности оптическое изменение.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к фотометрическому определению малых концентраций железа (III) в растворах чистых солей. Способ включает переведение железа (III) в комплексное соединение с органическим реагентом и поверхностно-активным веществом в слабокислой среде нагреванием на водяной бане и последующим фотометрированием полученного раствора, при этом к раствору железа (III) с pH 3,9-5,2 добавляют 50-кратное количество органического реагента, в качестве которого используют ксиленоловый оранжевый, 1,8-2,2 мл раствора поверхностно-активного вещества в виде 2%-ного раствора ETHAL LA-7, и воды до 10 мл объема с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 60-80°C в течение 15 мин и добавлением в полученный раствор 1 мл ацетона.
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения бензойной кислоты, и описывает способ количественного определения бензойной кислоты по ее метильному производному - метиловому эфиру в водных матрицах с чувствительностью определения 5,0·10-5 мг/см3 с погрешностью определения, не превышающей 25%.

Группа изобретений относится к области аналитической химии и может быть использована для индикации окончания срока службы фильтрующего картриджа. Датчик для обнаружения химического вещества содержит пленку, включающую массив пленки, реагирующий на присутствие химического вещества изменением цвета, причем массив пленки содержит: детектирующий слой; барьерный слой; отражающий слой, расположенный между барьерным слоем и детектирующим слоем, и полуотражающий слой, расположенный с противоположной по отношению к отражающему слою стороны детектирующего слоя.

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована для обнаружения бактериальных патогенов в образце. Клиническое индикаторное устройство для обнаружения бактериальных патогенов содержит подложку, которую можно сложить, чтобы получить два находящихся друг напротив друга листа.

Настоящее изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическому методу анализа, и может быть использовано для определения содержания железа (II) в растворах чистых солей, содержащих железо (II) в очень малой концентрации.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к твердофазно-спектрофотометрическому определению фармацевтического препарата - димедрола. Способ включает использование в качестве цветореагента сульфоназо и фотометрирование, при этом проводят образование ионного ассоциата с азокрасителем сульфоназо в растворе, затем осуществляют его концентрирование на сорбенте-пенополиуретане с последующим фотометрированием ионного ассоциата непосредственно на твердой фазе при pH 8 и длине волны 538 нм.

Настоящее изобретение относится к химическому маркеру для скрытой маркировки веществ, материалов и изделий, включающему механическую смесь фталеинов, силикагеля, карбоновой кислоты и низкоокисленного атактического полипропилена, отличающемуся тем, что он дополнительно содержит 3-(3'-метил-4'-гидроксифенил)-3-(4"-гидроксифенил) фталид структурной формулы при следующем соотношении компонентов, мас.%: фенолфталеин - 0,5-28,0; о-крезолфталеин - 14,1-56,5; силикагель - 15,0-25,0; лимонная или щавелевая кислота - 2,0-4,0; низкоокисленный атактический полипропилен - 10,0-16,0; 3-(3'-метил-4'-гидроксифенил)-3-(4"-гидроксифенил) фталид - 8,0-39,3.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическому методу анализа, и может быть использовано для определения содержания хрома (III) в растворах чистых солей, содержащих хром (III) в малой концентрации. В способе фотометрического определения хрома (III) в растворах чистых солей, включающем переведение его в комплексное соединение с ксиленоловым оранжевым в слабокислой среде, к раствору хрома (III) с pH 3,0-3,8 добавляют 200-кратное количество ксиленолового оранжевого и 200-кратное количество комплексона III и 0,1-0,2 мл раствора поверхностно-активного вещества. Поверхностно-активное вещество получают путем добавления к 0,2 г желатина воды до 100 мл. Затем доводят объемы растворов до 10 мл водой с последующим нагреванием на водяной бане при температуре 60-80°C в течение 15 мин. Изобретение позволяет повысить чувствительность при фотометрическом определении хрома (III). 1 ил., 4 пр.
Наверх