Способ количественного микроопределения углерода и водорода в органических соединениях

Сокв Советских Социалистикесккх РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от азт. свидетельства .% -Заязлспо 26,И 1.1969 (Лсв 1351855/23-4с пр;1 сосд:инппсм заявки %в СфРу 5.Ч.Ка. б 01 п 27,отаитет по дел 11 р пори гет -Опубликовано 23. изобретений и открытий ври Совете 1 тнннстров СССР1.1971. Бюллетеш Ле 2 3 1911 описания 4.1 Х.1972 УДК 543,258 (088.8) Дата опублнова Авторыизо бр стс 1111 я Анисимо А. Климова и И. А. Лавро Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского Заявитель СПОСО ЕРОДА ОЛИЧЕСТВЕННОГО МИКРООПРЕДЕЛЕНИЯОДОРОДА В ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯ 2 Изобретение относится к области аналитичсской химии, в частности к способам количественного определения углерода и водорода в органических соединениях.Известен способ кулонометрического микроопрсделспия углерода и водорода в органичессих соединениях, заклочаощийся в том, что навеску анализируемого соединения сжигают в трубке в токе кислорода, полученный при этом углекислый газ количественно переводят в воду реакцией с гидроокисью лития и определяют одновременно с водородом (по воде) на двух кулонометрических ячейках.Однако по известному способу перед началом серии определений слой .1 ОН приходится в течение 2 - 2,5 час нагревать при температуре 210 - 220 С в токе сухого газа для удаления из пего воды и приведения в рабочее состояние, Точность определения углерода составляет от+ 0,4 до+.1,0% (абсолютных), Причиной этого является не только сорбция и десорбция воды на слое .1 ОН, но также и обязательная рекомбинация воды, что приводит к получению завышенных результатов, Из-за неблагоприятного фактора перевода СО в воду расчетный коэффициент в шесть раз хуже, чем прп определении водорода, и ошибка за счет рекомбинации сказывается в шесть раз 1 ИЛЬНЕЕ.Недостатком указанного метода является тажс то. что уже после нескольких определений продолжительность вытеснения воды из слоя .1 ОН возрастает и, следовательно, увеличивается продолжительность определения.5 Кроме того, каждая ячейка снабжена своейизмерительной схемой, что усложняет аппаратурное оформление метода.Для повышезия точности анализа и егоупрощения предлагается способ количествен О ного микроопределения углерода и водорода,по которому кулонометрический анализ проводят на одной и той же измерительной схеме в последовательном порядке при прямой подаче в кулонометрические ячейки сначала Н.О, а затем СО .Способ состоит в том, что пары воды и СОъобразовавшиеся при сжигании вещества в токе кислорода без конверсии, поступают на выключенную пз измерительной схемы кулонометрпческую ячейку с платиновыми электродами, покрытыми пленкой РсОв. При этом пары воды количественно погчощаются, а СО проходит з кулонометрическую ячейку с щелочным раствором перхтората барияв которой проводят определение углерода, подключая ячейку к источнику тока с регулирующим устройством п к измерительной схеме. По окончани определения углерода к источнику тока и к той жс самой пзмРрптельной схеме зо подключают ячейку с поглощено водои10 15 60 65 ОПРЕЛЕЛЯЮ; ВОДОРОД ПО КОСИсСтВУ ЭЛСКГРИ- чества, прошедшего через ячейку при электролизе воды. Таким обрзом, предлагаемый метод точнее И проще, тд:и кдк В нем отсутсгзует коиверс 5 одного из определяемых элементов, и он ие требует специальных устройств и рсактиов высокой чистоты;ля ес проведеня, Кро)е того, лля змсрсп;я обох компонентов ,смсс ПспользУст 5 слпс 5 Пзмс 1)птсль 15 схема.НД ЧСРТСЖС ПоксЗОс СХЕМ Д СТВИОЗК 1:5 безконверс 1 онного кулопаметрпчсского метода одпаврсмепиого определения углероды н ВОЛОРОДД.Установка состоит пз газометр 1 с кислородом, к которому, последовательно друг за другом присоединены Ь-образные трубки 2 и д соответственно с дскаритом н апгидроном и с Р 05 дл 5 Очистки и Осупк 1 кислорода, ПО- давае)оо в трубку 4 для сжигания. С трубкой 4 связана кулопомстрпческая 51 сеКа ) с Р 0;, наесепно ыа спиральные платиновые электроды. Желательна ячейка с так нзы,):1- ЕМ 01 (ЮВНЕПНЕ,11 ДМОТК 0 ЭЛСКТРОДОВ, Кс)ГО- рая крайне проста в изготовлении.Яче 51 кд 5 и.1 тдет 51 посгояппы) током От зы- ПРЯМПтСЛЯ б. КОЛИсЕСТВО ЭЛСКТР ЧЕСТВД, НРОШЕДШСЕ ЧЕРЕЗ 5 сСКУ, ОПРОССЛ 5 СГ 5 ПЗ)ЕР 1- тельных устройством 7 (потеппио)етром с иптеГРс 1 тОРО)1) . 11 РП эам элсктР:сескпй с 1 Г- нал, пропорциоидлыы 1 току ячейки, снимает- СЯ С СО;РОГИЗЛСЫИЯ сПОЛД 51 а З)СР:- тельное устройство через псреключатель 9. Измерительное устройство имеет контакт 10, ОтклюиОщип 5 при зыдып) ВелПП 1 С тока. За ячейкой 5 следует кулоочетричсск.я ячейка 1 лл) оПрелслсп:я углероды с цсос- пы 1 Рс 1 стВОРО) сРхлОРстс 1 ОВРия. 013 и)сет трп отделения, разделенные пористыми перс- ГОРОДКа)И, К,сгГОЛПОС ОТСЛЕПИС СОДЕРЖИТ ПЛс 1- тиновый сиирслПЫЙ электрол, погруженный в 10%-пый раствор Ва (С 04) 2, и стеклянный электрод. ЛподгОе отделение включает Пытиповый аполпогруженный в 20 Оо -пый раствор Ва (С 10.)., смешашый с пасг)й ВаСОз. Отделение для вспомогатель 1 го ЭГСКТРОЛД СМОЕТ КсЛОМЕЛЬый Э;ЕКТРОД, груженный в 20 Оо-пы раствор Вы (СО)Ячеикс 11 питдстс 51 постоянным током О Г устройстВа питы 1 П 5 12 с сВ 10 мсГ 1 чсП)1 рсгслятором, Количество электр;счествы, прошедшее через эту ячейку, измсрястя тем жс измерительным устройством 7, При этом электрически сГнал, пропорциональг 1 ый Ох ЯЧЕЙКИ, сП)1 МВЕТ 51 С СОПРОГИВЛЕНИЯ И,И Пс)- дается на измерительное устройство 7 через переключатель 9. При определении углерода устройство питынп 5 12 с дзтоматисеоки) рсГулятором поддержвает величину тока в я гйке 11, прогар 141 опальнуО отклонению велипп- ны рН В ячейке от заданного зтачен 5. Устроиство и;тания 12 представляет собой У СП;ПТЕсЬ, ИД ВЬХОД КОТОРОГО ПОДКЛЮ;Е:Ь ЭЛЕКтрОЛЫ КулаНОМЕтрИЧЕСКОй 5 сСйКИ 11, Ы Пд ПХОЛ ИОДДЕТС 51 РЯЗПОСТЬ НаПРЯЖС/1 И 1, СПИ, сЕ 20 5 30 З 5 40 45 5 да)ЫХ СО ССКЛ 51 ППОГО И Кс 1 ЛОЧЕЛЬНОГО Э,1 ЕКТРО лоз ясеы 11 и с задсчтчика 14.В )1 ОМ 01 Г, ЕО 1 Л с 1 р Н р и СТЗОр Ы В 51 сЕ 5 КЕ,ОСТ:1 ГДЕТ Зал а ИНОЙ ВЕЛИс 15 ПЪ, и ЫГРЯЖЕНИЕ На электродах становится разныч (ло абсолютной,вел ч;ше) напряжению, спичаемому с задатч 5 ка 14. Та:. как эти напря)кени 5 5 рогивоПоложны по знаку, то суммарное напряжение, подаваемое па вход усилителя, разно нулю. Ток Иа выходе усилителя, протекающий через ячейку, также становится равны,м пулю, и измерительное устройство заканчивает измерение количества электричества, прошедшего счсрсз ячейку. Трубку 4 обогревают раз ьемной электропечью 1,) (900 - 950 С) и автоматическ)и передвигающейся электропечью 16 (900 - 950 С) П р и м е р. Определение выполняют следующич образом.Навеску органического вещества (24,5 г) в кварцевой пробирке вносят в пустую трубку 4 (пр 1 анализе галоид- и серусодержащих веществ В трубку вводят лодочку с серебром, нагрсзасмую до 450 - 550 С, д при анализе азотсодсржащпх веществ между кулонометричеокими ячейками присоединяют трмбку с силикагслем, пропитанным раствором лвухромовокпслого калия в серпой кислоте). После внес 0 я павески пы трубку 4 надвигаюг нагретую до 900 - 950 С электропечь 15 и через установку в течение 4 - 5 .и Пропускдют ток кслорода со скоростью 5 - 20,с 1,ин лля удалепия,из трубки СО, и паров воды, попаВпих в пее при внесеыпи навески. Далее ВКЛЮЧВЮТ ИСТОЧНИК ПИТсИИ 51 И ИЗМСРИТЕЛЬИОЕ устройство 7 и проводят электролиз волы, носВше 1 в установку прп внесе;11 И пробы. Электролиз ведут до момента автоматического выключения тока в ячейке д, происходящего при величине тока 1,5 а. Автоматическое выключение производится при помощи контакта 10 заддтспКа тока в измерительном устройстве 7. После этого измерительное устройство перключают посредством псреключдтеля 9 с я ейкп па ячейку 1. Далее включают устройство пптдппя 12 с автоматическим регулятором лля питания током ячейки 11 и автоматическ; доводят Вели шпу рН растворы в ячейкс ло исходного значения 1 папр)ер 9,71, на котрос бы, усдновлеи зад 1 тчик 4 рН. Затем Вклюают автоматически передвпгдющуюс 5 пес. 1 и зс 3 - 5 )и. С)ингаот Ве;сство в токс 1 с,орол (10 - 20 1,/,и). Обры озывшнеся при сжигании Н 0 и СО в чеп с кислородом проходяг через кулономстрсическую ячейку а, где НО полнастью поГЛОщЫЕГС 51, с СО с В СМССИ С КСЛОрОДО)1 ПОСТУ- пыет г, кыталцое отделение кулоиометрической ячсйк 1 11 рН раствора в которой при этом снижаетс. ВосстаповПенис начаПыного значения рН нропзволится авто)ат 51 чески устройством питания с автоматическим регусятороы. )хоси 0 тво электр;нсствд, затра енное иа.восстановление начального значения рН, пропорциональное содержанию углерода в веществе, определяется при помощи измерительного устройства 7. По окончании определения углерода к этому измерительному устройству подключают кулонометрическую ячейку 5 и проводят электролиз воды, поглощенной ячейкой. Количество электричества, прошедшее через ячейку во время электролиза, пропорционалыно содержанию, водорода в навеске вещества.Расчет содержания Водороде иэоизводят по формуле оНд агде Я - количество электричества, затраченное на электролиз воды;д - количество электричества, приходяиееся на 1 яг водорода и определяемое анализом стандартного вещества; 11.лый стрсптод 2 Л 05 41,60 С; 11., О 5 2,710 41.72 Предмет изобретения Способ количественного микроопрсделения углерода и водорода в органических соединениях с применением сжигания пробы вещества в токе кислорода с последующим кулоиочстри еским анализом полученных СО. д - навсска вещества, .иг.Содсржание углерода определяют по фор. где Я - количество электричества, затраченное на восстановление начального значения рН раствора;10 а - электрический эквивалент Ва (ОН) ,равный 0,7115 мгlа сек;М - молекулярный вес Ва (ОН 1., равный71,36;а - навеска вещества, мг;15 д - количество электричества, приходящееся на 1 мг углерода и определяемое анализом стандартного вещества. Результаты определения углерода и водоро 20 да в органических веществах приведены в таблице. 42,12 - , 0,09 6,50 6.48 +0,02 - 0,1; 6,56 +0,08 41,81 -- 0.2 4,58 4.68О,1 - 0,09 4,6: - 0.05 НО, отлааюа 1 ш 1 е тем, что, с цсл 1 о повышения точности анализа и его упрощения, кулоио метрический анализ проводят на одной и тойже измерительной схеме в последовательном но 7 ядке п 7 п прямои подаче в клонометричесе 1 с ячейки сначала Н 20, а затем СО.,"22 ИСоставитель С. Котова Редактор Н. Корченко Текрсд Л. Богданова Корректоры А. Васильева н Й. Шматова Заказ 351 Изд, Хо 1845 Тираж 448 Подписное 1 НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Областная типография Костромского управления по пепаги