Способ определения галогенов в органических веществах

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккаСецкэлксткческйхРеспублик и)965992(51 М.Кл з С 01 В 7/00С 01 Я 31/00 с присоединением заявки Но Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 151682, Бюллетень Ж 38 Дата опубликования описания 15.10.82 В,Д.Осадчий, А.В.Маклакова, Н.К.Гончарова и Е В Ищенко(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЛОГЕНОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ Изобретение относится к элементному органическому анализу, в частности к способам количественного определенияугалогенов (Фтора, хлора, брома и иода) в органических соединениях. Количественное определение фтора, а также хлора, брома и иода имеет большое практическое значение в анализе органических веществ,Для количественного определения галогенов в органических соединениях необходимо предварительно перевести их в.ионное состояние, чтобы затем применять известные весовые или объемные методы определения.- Поэтому любая методика элементного анализа органических соединений состоит иэ двух операций: разрушения органического вещества и количественного определения элементов по одной из известных методик.Разложение органических веществ можно проводить методами окисления и восстановления, при минерализации которых восстановительным путем получают галиды соответствующих вос- становителей. В дальнейшем количественное определение этих элементов осуществляют весовым или объемным путем Г 1. Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатуявляется способ количественного определения галогенов в органических ве"ществах, который заключается в восстановительной минералиэации исследуемого образца при нагревании вприсутствии порошкообраэного алюминия и образования галида алюминияопри 450 С с последующим определениемсоответствующего галогена известными методами 2,).К недостаткам способа следует отнести невозможность применения егодля анализа трудноразлагаемых соединений из-за сравнительно низкой температуры,разложения (450 С), Повысить же температуру разложения не вОзмОжно пО той причине что яамалюминий плавится уже при 680 С(для разложения трудноразлагаемыхсоединений необходима температура850-900 С) . Разложение проводят встеклянной пробирке, открытыйконец которой в пламени,горелкиоттягивают в капилляр, а для полно- го разложения вещества необходимопредварительно проводить постепенный разогрев реакционной массы с образованием защитной зоны накаленного алюэиния (так устраняется возможность. потери газообразных продуктов).Кроме того, этим способом не определяют такой важный элемент, какфтор. Для определения фтора, принимаяво внимание его высокую реакционную 5способность, приходится разрабаты-,вать отдельные способы,Цель изобретения - ускорение иупрощение анализа при определениилюбого галогена, в том числе и фтора в органических вецествах.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу количест-венного определения галогенов в органических веществах с применениемобработки навески исходного соединения нагреванием в присутствии восстановителя в качестве восстановителяиспользуют металлический кадмий,при этом разложение исследуемоговещества нагреванием в присутствиикадмия протекает быстро, а продуктминерализации (галид кадмия) легкоподвергается химическому анализу.Используя свойства самого кадмия(СпдсЭ,= 320 С, а С кд. = 7 б 7 С), аотакжето, что сам он не растворяетсяв воде, а его галиды (в том числе ифторид) хорошо растворимы, разраба"тывают способ количественного определения, галогенов в трудно анализируемых органических веществах нагреванием в присутствии кадмия, применяя специальные технологию и прибор.Прибор изготовлен из кварцевого 35стекла, вся внутренняя поверхностькоторого покрыта слоем металлического кадмия. Таким образом, решаетсяпроблема аппаратурного оформленияспособа количественного определения 40не только хлора, брома и иода, нои такого в высокой степени химическиактивного элемента, как фтор.На чертеже приведена схема устройства, Реализующего предлагаемый 45способ.Прибор состоит из горизонтальнойэлектропечи 1, пробирки 2 пиролиза(диаметром 15 и длиной 70 мм), которая закрепляется при помощи шлифапереходной трубкой 3, с одной стороны переходящей в спираль, а с другой - через 3-х ходовой кран 4 соединяющийся с вакуумным устройством иатмосферой. Кроме того, в составприбора входит лодочка 5 для навескиисследуемого вещества. Перед первым применением приборнеобходимо привести в рабочее состояние. Для этого внутренчяя поверхностьего покрывается тонким слоем метал-.лического кадмия. В лодочку 5 помещают 1-2 г кадмия и прибор собирают,как показано на рисунке. После создания незначительного разрежения, включают электропечь и в течение нескольких минут выдерживают при 800-900 С,При этих условиях кадмий переходитв шарообразное состояние и при охлаждении прибора оседает на внутреннююповерхность пробирки пиролиэа в видетоикой пленки. После этого в пробирке можно проверить минерализацию бо"лее 60 иавесок различных органических вецеств.Способ осуществляется следующимобразом.Лодочку 5 с навеской вещества помещают между витками трубки 3 и вносят в пробирку 2 пиролиза, плотнозакрывают (пары кадмия ядовиты), втечение 1-2 мин в системе создаютразрежение, перекрывают кран 4 ивключают электропечь 1. Минерализациюнавески вецества проводят при необходимой температуре (900 С) в течение 3-5 мин. При этом навеска гало-генсодержащего вещества разлагаетсяс образованием газообразных продуктов, которые вступают в химическуюреакцию с парами кадмия, образуютминеральные соединения - галиды кадмия. Затем прибор охлаждают, повтор,но создают незначительное разрежение и всю систему переключают на атмосферу.11 рибор открывают и дистиллированной водой несколько раз промывают внутреннюю поверхность пробиркипиролиэа, лодочку и спиральную частьтрубки, сливая промывные воды вмерную колбу емкостью 50 мл, и объемв ней доводят до меткиВ дальнейшемв аликвотных объемахприготовленного раствора количественнсе определение хлора, брома и иодаосуществляют аргентометрическим титрованием по методу фольгарда, а фтора - ториметрическим титрованием(раствором нитрата тория в присутствии ализаринсульфоната натрия в качестве индикатора),В таблице приведены количественные результаты по определению галогенов в органических веществах раэ"личного состава и структуры.965992 Наименование вецества Навеска, мг Вычислено Найдено Разностьи = 10 (+) 24,64 13 ю 16 Фторацетамид 24,81 +0,17 Фторбензойнаякислота 13,62 48 к 29 2778 54 ю 70 15 ю 33 10,21 10, 86 13 ф 76 48 ф 18 27 ю 54 54 ф 90 67 ю 81+О, 14 "0,11 -Оу 24 +0,20 +0,07 1,4-Дихлорбензол и-Хлоранилин 87,74 8 ю 34 и-Диброглбензол 3,5-Дибромантраниловая кислота 10 ф 72 54,19 54 ю 03 Оф 16 Иодобенэойнаякислота 5239 +0,38 3,29 52 ю 01 Предлагаемый способ по существу является универсальным, поскольку позволяет определять любой галоген,в том числе и Фтор, и его можно отнести к экспресс-методам, так как при одной заправке кадмием в приборе можно проводить количественное определение галогена в 60-80,навесках различных галогенсодержащих органических веществах при минеральных расходах 35 этого восстановителя. При этомсоблюдается высокий уровень техники безопасности работы химика-аналитика.Минерализация навески вещества в присутствии паров кадмия проводится 40 в замкнутой системе, что в свою очередь не приводит к потерям определяе- мого галогена и повышает точность определения.СпОсОб достаточнО надежен и прост 45 не требует сложной аппаратуры и дорогих химических реактивов. Способ может найти применение в различных аналитических лабораториях. Общая продолжительность анализа не более и-Иодбензальдегид 6 18 Содержание галогена, Ф Т Т 20 мин; Точность определения составляет +0,30 (абсолют ). Формула изобретения Способ определения галогенбв в органических веществах, включающий нагревание исходного соединения в присутствии восстановителя и после-. дующую количественную регистрацию одним из известных методов, о т л ич а ю ц и й с я тем, что, с целью ускорения и упроцения анализа, в качестве восстановителя используют металлический кадмий. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Бобранский Б. Количественный анализ органических соединений. М. "химическая литература", 1961, с.270. 2. Авторскее свидетельство СССР 9525882, кл. С 01 И 31/10, 1974 (прототип)./31 Тираж 50ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Иосква, Ж, Раушс Поомитета СССРоткрытийя наб., д, 4