Способ определения фтора в органических соединениях

М ФРйт вн т Й "-.: ".1:т,р Союз Советских Социалистических Реслублик(45) Дата опубликования описания 15.03.78(51) М. Кл. С 01 В 7/20 О 01 31/16 Гасудврствеииий комитет Совета Министров СССР по делам иэооретеиий и открытий(71) Заявитель Киевский технологический институт легкой промышленности(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФТОРА В ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ 1Изобретение относится к области аналитической химии, преимущественно, к анализу фторсодержащих органических веществ. В последние годы значительно расширился синтез фторсодержащих органических . веществ, что увеличило потребность в разработке новых методов элементного анализа. Все методы количественного определения галогенов (хлора, брома и йода) неприменимы для определения фтора. Это объ и ясняется специфическими свойствами фтора и его неорганических и органических соединений, их высокой термической устойчивостью и агрессивностью фтора по отношению к материалам, из которых изго товлена аппаратура и, как следствие, потеря его при анализе.Микроопределение фтора в органических соединениях сводится к разложению вещества, Связанный фтор переводят в ионное р состояние и затем определяют ион фтора одним из известных методов, Разложение исследуемых веществ осуществляют гидролитическим, окислительным или восстановительным способами. 25 . 2Известны способы определения фтора, основанные на осаждении в виде хлорфторида свинца с последующим анализом гравиметрическим, титриметрическим, или спектрофотометрическйм методом 11,Микроопределения фтора в органических соединениях окислительным путем основаны на сожжении вещества " либо в токе кислорода, либо колбовым методом, Как известно, фторсодержащие органические вещества разлагаются с большим трудом, В тех случаях, когда содержание фтора превышает 50%, результаты анализов становятся менее надежными. Возникающие при этом ошибки следует отнести за счет неполного сожжения вещества.Восстановительные способы определения фтора сводятся к разложению фторсодержащего органического вещества в кварцевых и борокремневых стеклянных трубках или в микробомбах, сплавляя вещест во с металлическим натрием или калием при 500-950 оС, а также с оксидом кальция, При этом образуются фториды соответствующих металлов. В дальнейшем количест 51:г 7 62 Г 5г:еггггое определенге фтора определяют весовым или обьемным путем.11 аиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являетсяспособ количественного определения фтора бв органических веществах, который заключается в окислении исследуемого вещества в токе кислорода в присутствии поглотителя окиси железа и образовании фторида аммония иэ фторидв железа в токеаммиака при 500-550 оС, с последующимопределением фтора известными методамиМК недостаткам способа относится использование двух газообразных веществ 1 бвысокой чистоты (кислорода и аммиака),что влечет за собой применение сложногооборудования. Образование промежуточного процукта анализа (фторида железа) ипоследующее его количественное разрушение Оусложняет химиэм. анализа,Все это целаег указанный способ дорогостоящим, трудоемким, громоздким,продолжительным и .значительно ограггичивает его применение, саЦель изобретения - разработка новогоспособа количественного определения фтора в органических веществах, позволиошего значительно упростить ход и сократить время анализа, повысить его доступ- ЗОность и воспроиэводимость с одновременным сокращением, достаточно высокой точности определения.Поставленная цель достигается тем,что минервлизацию органических веществ Збосуществляют в присутствии иодида алюминия, а определение фтора осуществляютпо эквивалентному количеству связанногос ним алюминия,40Процесс минервлиэации органических веществ в присутствии порошкообрвзногоиодида алюминия, позволяет, практическиподвергать анализу органические веществаб почти всех классов. При этом происходит количественное разложение вещества с образованием фторида алюминия, легко подвергающегося анализу.Р 1 одиц алюминия облвцает высокой вос-становительной способгго:тью.фтор легко вытесняет любой галоиц иэ его соединения. Твк же легко он вступает в реакцию замещения с иодидом алюминия. 1(роме того, иодид алюминия при 388 оС разлагается с образованием свободного иода и химически активного алгоминия, что позволяет.провоцить определение фтора в веществах, разлагающихся при сравнительно высоких температурах. бО Ниже привоцится схема протекания химических реакций при разных температурах цо 300 оС А;1, + 1-, - фЛ 1 Г, + 12,свыше 400"С Я 3 АР ф 3,АС г ИгаРазложение исследуемого вецгества нагреввнием в присутствии порошкообраэногоиоцида алюминия протекает спокойно, придостаточно низкой температуре (150300 С), что позволяет Фзбнкать вспышек и значительно ускорить процесс минерализвции. При нагревании цо 300 оС происходит термическое разложение органического вещества и взаимодействие фтора сиодицом алюминия, Кроме того, иодид алюминия не реагирует со стеклом пробирки,Сплавленные гранулы при этом не образуются, Процукт разложения представляетсбой однородный прок.Пр и мер, Разложение органического вещества проводят в стеклягпгом приборе,состоящем из двух небольших кварцевыхпробирок, вставленных одна в другую. Нввеску исследуемого вещества (3-10 мг)помещают нв дно меньшей пробирки, длиной 30-35 мм и диаметром 3 мм и смешивагот с небольшим количеством порошкообразного иодида алюминия, Затем пробирку заполняют избытком новица алюминияи открытым концом ее помешают в другую,несколько большего диаметра, также содеркашую небольшое количество иодидаалюминия. Таким образом, отпадает необходимость запаивать пробирку или открытый конец ее оттягивать в капилляр,Нагреввние прибора провоцят в вертикальной электрической печи. Газообразные продукты разложения вещества выводятся иэ прибора через затвор нагретого/иоцида алюминия, Скорость рвзлокения навески зависит от свойств анализируемогосоецинения и температуры нагрева. Нагревреакционной смеси проводят в течение7-10 мин при 300 С, в последуюгцие5-7 мин температуру минерализвции повышают до 500 оС.Продолжительность минералиэвции навески колеблется в пределах от 1 О до 17 мин, Продукт минералиэации состоит иэфторида алюминия и металлического алюминия.После проведения реакции, содержимоепробирки переносят в коническую колбу на50 мл. Пробирку и реакционную смесь обрабатывают 20 мл дистиллированной воды и, фильтруя, раствор количественно переносят в мерную колбу на 50 мл, Объем597628 43 - эквивалентный вес фтора,мг/экв; С - навеска исалецуемого вещества, мг.- количество раствора комплексона И 1, пошедшего нв титрование, мл,Составитель А. Жаворонкова Редактор М. Потанова Техред Н, Андрейчук Корректор П. Макаревич,ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, 2 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 раствора довоцят цо метки дистиллирован ной воцой,Дальнейшее количественное опрецеление фтора проводят по эквивалентному количеству перешедшего в раствор катиона влюми-.5 ния, Для этого была взята методика кол- плексонометрического прямого титрования алюминия комплексоном Ш с пирицилазонафтолом и комплексонатом меди (по методу флашка), как обладающая высокой точностью определения, приближающейся к точности весовых методов и не требующая больших затрат времени.На анализ берут аликвотную часть (1-2 мл) приготовленного раствора, приливают ее в термостойкую коническую колбу на 250 мл, нейтрализуют 10.о-ным МН СН СОО цо РН 4, затем,добавляют уксусную кислоту до РН 3 (по универсальной индикаторной бумаге), Вводят 5-6 капель 0,1 %-ного этанольного раствора ПАН и 2 мл 0,005 М раствора комплексоната меди, цобввляют 80 мл воды и нагревают цо кипения, Горячий раствор титруют раствором комплексона Ш цо по 25 явления чисть-желтойокраски, Затем снова нагревают цо кипении и цотитровывают. Конец титрования считается цосжгнутым, если после кипения в течение ЗО с30 не произойдет изменения окраски раствора из желтой в оранжевую.УРасчет процентного содержания фтора в органическом соединении проводят по следующей формулеЗэ 46 где Я - нормальность раствора комплек 1 сонв 11Ч - объем мерной колбы, мл;Ч - объем эликвотной части исслецуемого раствора, мл; Количественное определение фтора попрецлагаемому способу, проводится с одинаковой точностью, независимо от содержания его в органическол соединении,Способ достаточно надежен и прост, нетребует цля своего выполнения сложной аппаратуры и дорогих материалов и можетнайти применение в различных химическихлабораториях органического элементногоанализа. Абсолютная точность определения+ О,5,Формула изобретения Способ опрецеления фтора в органических соединениях, включающий минерализацию исследуемого образца при нагреваниис последующим анализом одним иэ известных методов, например, путем титрования,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени, минервлизацию органических веществосуществляют в присутствии иоцица алюминия.2. Способ по п. 1, о т л и ч в юш и й с я тем, что 1 определение фтора осуществляют по эквивалентному количествусвязанного с ним алюминия.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Губен-Бейл, "Методы органическойхимии, т, П. Методы анализа, "Химия",М, 1963, с. 90, 140, 225.2. Авторское свидетельство СССР