Способ определения фосфора в органических соединениях

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик но 965999(51 М. Кл.зС 01 В 25/00 6 01 М 31/00 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72 Авторыизобретения В.Д. Осадчий, А,В. Маклакова и Н.Н. Га 1) Заявител евский технологический институт ле(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА В ОРГАНИЧЕСК СОЕДИНЕНИЯХИзобретение относится к количественномуэлементному анализу органических соединений, в частности к спо-собам определения Фосфора, широкоприменяемым в различных заводских,учебных и научно-исследовательскиххимических лабораториях.Количественное определение Фосфора имеет большое практические значение в анализе органических веществ,Фосфор играет исключительно важноезначение в процессах жизнедеятельности живых организмов, так каквходит в состав нервной и мозговойткани, костей и многих других белковых соединений,Известны многие методы определения фосфора в природньи . и промышленных материалах. Для химического анализа практическое значение имеют соединения фосфора со степенью окисления -3, +3, +5, подчиняющиеся стехиометрическим расчетам. Для количественного определения Фосфора необходимо органическое вещество предварительно подвергнуть разложению, апродукты минерализации перевести враствор, чтобы затем применить из,вестные весовые или объемные методыопределения. Поэтому любая методика ЗО определения Фосфора в органических соединениях состоит из двух операций: разрушение органического вещества и количественного определения фосфора.Разложение органических веществ можно проводить методаьи окисления и восстановления. При минерализации органического соединения восстановительным путем получают фосфиды металлов. Фосфиды легко подвергаются гидролизу и растворяютСя в различных разбавлениях кислотах с выделением газообразного фосфина. Выделяющийся фосфин поглощают специальными растворами затем окисляют и ведут определение известными методами. В настоящее время широко применяют в качестве восстановителей щелочные и щелочно-земельные металлы или их сплавы 1 1.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ количественного определения Фосфора в органических .веществах, который заключается в проведении разложения исследуемого вещества восстановительным путем в присутствии порошкообразного алюминия .2.5 10 15 20 тельное разрежение, которое Фиксируют двумя кранами 6.При создании первичного разреже 1 ния проходит испарение гептана, парыкоторого вытесняют воздух из системы, 25 чем достигается создание восстановительной среды в зоне пиролиза. В этойзоне термическое разрушение навескипроисходит при, 850-900 С с образованием газообразных химически активныхрадикалов. В системе создают повторное разрежение, которое приводит кпринудительному прохождению газооб. разных продуктов пиролиэа черезтрубку 4 с нагретым до 350 С цинком,образуя фосфид цинкаЗ 5эатем в систему подают очищенныйгазообразный водород до полного уст-ранения перепада давления. При этомв трубке 4 протекает химическаяреакции с образованием фосфина по 40 схеме:Система вновь вакуумируется, агазообразные продукты (фосфин и избыток хлористого водорода) в течение 3-6 мин пропускаются через пог лотительный аппарат 7 со свежеприготовленным раствором бромной воды(15 мл), После поглощения .Фосфинараствор из аппарата 7 переносят вконическую колбу емкостью 50 мл, 50 поглотительный аппарат несколькораз промывают дистиллированной водой и промывные воды сливают в этуже колбу. Из раствора отгоняют избыток брома, охлаждают и количественно переносят в делительную ворон ку, добавляют 2 мл 1 н, растворасерной кислоты и б мп раствора молибдата аммония в серной. кислоте, перемешивают и к образовавшемуся раствору желтого цвета молибдена фосфор - 60 ной кислоты приливают 50 мл диэтилового эфира, смесь встряхивают ипосле разделения слоев воду сливают,а слой эфира переносят в мерную колбу емкостью,100 мл, Стенки делитель ной воронки промывают 10 мл этанола,Данный способ характеризуетсяневозможностью применения для анализа трудноразлагаемых органическихсоединений из-эа применения сравнительно низкой температуры разложения(450 ф С), Повысить же температуруразложения невозможно ло той причи-.не, что сам алюминий плавится ужепри 650 С, а для разложения вышеуказанных органических соединений неообходима температура выше 800 С.Кроме того, разложение проводятв небольшой стеклянной пробирке, открытый конец которой в пламени горелки оттягивают в капилляр. для полного разложения вещества необходимопроводить постепенный разогрев реакционной массы с целью образованиязащитной зоны накаленного алюминия, которая устраняет возможность потеригазообразных продуктов. Перечисленные недостатки ограничивают применение этого способа.Цель изобретения - упрощение процесса минерализации и повышение точности определения Фосфора в органических веществах.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения Фосфора в органических соединениях, включающему нагревание навескиисходного соединения в присутствиивосстановителя и последующую количественную регистрацию одним из известных методов, в качестве восстановителя применяют порошкообразный цинк, а минерализацию навески вещества проводят в двух температурных зонах в атмосфере хлористого водорода еРазложение исследуемого вещества нагреванием в присутствии порош- . кообразного цинка протекает спокойно и без вспышек (как и в прототипе) продукт разложения представляет собой однородный, легко подвергающийся химическому анализу порошок, кроме того, свойства самого цинка (йц=419 РС, й =907 фС) позволяют разработать специальную технологию минерализации трудноразрушаемых органических веществ.Разложение органического вещества проводят в специально собранной установке. На чертеже представлена схема установки для реализации способа.Установка выполнена из кварцевого стекла и состоит из двух горизонтальных электропечей 1 и 2, трубки 3 для пиролиза (длиной 120 мм и внешним диаметром 15 ми), трубки и для минерализации (длиной 70 мм и диамет ром 15 мм), переходной трубки 5 с двумя трехходовыми кранами 6, поглотительного аппарата 7 и вакуумирующего устройства. Все они соединены между собой при помощи шлифов. Грубка 3 имеет перегородку 8 и делится на две части, одна из которых предназначена для проведения пиролиза навески вещества (зона пиролиза), а вторая - для подачи в систему хлористого водорода, В этой части впаяна меньшего диаметра труб; ка 9, которая входит в зону пиролиза в виде капилляра. В.этой же зоне заканчивается капилляром и трубка. минерализации,Сущность способа заключается в следующем.Навеску исследуемого вещества 10 (6-20 мг) и несколько капель гептана помещают в трубку 3 и закрывают трубкой 4 минералиэации, заполненнойна 3/4 объема порошкообразным цинком. Всю систему соединяют с вакуумирующим устройством и создают неэначи,86 17,формула изобретения сливают в мерную колбу и объем в ней доводят до метки.Дальнейшее количественное определение фосфора осуществляют колориметрическим путем.Предлагаемый способ дает возможность не только применить новый восстановИгель - порошкообразный цинк, но и позволяет при одной заправке восстановителем на установке проводить количественное определение фосфора в 70-80 навесках различных фосФорсодержащих органических соединениях, анализировать металлосодержащие органическиевещества, а также вещества содержащие серу, галогены или азот, которые своим присутствием не мешают количественному определению фосфора. Это достигается за счет применения хлористо-. го водорода для разрушения фосфида :цинка не применяя также трудоемкие и сложные технологические операции, как постоянная разборка и сборка установки, количественный . перенос реакционной смеси в специальную посудурастворение плава и фильтрованне раствора. При этом Способ определения фосфора в органических соединениях, включающий нагревание навески исходного соеди- . нения в присутствии восстановителя и последующую количественную регистрацию одним из,известных методов,соблюдается высокий уровень техникибезопасности работы химика - аналитика (газообразный Фосфин остаетсяв замкнутой системе)что, в свою очередь, не приводит к потерям фосфора в виде РНЗ и повышает точностьопределения Фосфора.Способ достаточно выражен и прост,не требует для своего выполнениясложной аппаратуры и дорогих химре активов, может найти применение вразличных аналитических лабораториях. Продолжительность анализа неболее 20 мл. Точность определения лежит в пределах + 0,3 абсол.%.В таблице приведены некоторыерезультаты количественного определения фосфора в органических соединениях по предлагаемому способу.: Полученный цинк по отношению кфосфору обладает высокой реакционнойспособностью, при сравнительно низкойтемпературе (350 С); а фосфид цинка - способностью легко разрушатьсяхлористым водородом с образованиемФосфина. На основеэтих свойств цинка и его соединении и разработанпредлагаемый способ. Содержание фосфора, Ъ о т л и ч. а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения проЦесса минера лиэации и повышения точности определения, в качестве восстановителя применяют порошкообразный цинк, а минерализацию навески вещества про.водят в двух температурных зонах 5 в атмосфере хлористого водорода.965999 Составитель А, ЖаворонковаРедактор М. Келемеш Техред Й.Рейвес Кор О, Вила ное каз 7763/32 Тираж 509 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д.,Фи Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Вобранский В. Количественный анализ органических соединений, М., фХимическая литература", 1961,с. 270.2. Авторское свидетельство СССР9 525882, кл, 6 01 М 31/10, 1974