Способ количественного определения кислот различной степени диссоциации при их совместном присутствии

,Нское опывеелаборатосмес я состава смеепени диссоцираздельного опреде си кислот различно зможностьал кил с ул ьфоиловых кислоалкилфеноло авес ас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 4299 108/31-0419.08.8707.09.89. Бюл, Мф 33Московский институт нИ.М. ГубкинаП.С, Белов, А,Н, ЕгорКоренев, И,С, Панидиев543.432(088.8)Зшворт М,Р,Ф. Титромеы анализа органичеМ,: Химия, 1968, с19.ошев А.Д., Лукашенокв Н,Н, Потенциометричение бензосульфокислох с серной,-Заводская973,2, с. 155. Изобретение относится г аналитиской химии, в частности к способу ации, и может использовано для контроля состава продуктов сульфирования смеси алкилсалициловых кислот и алкилфенолов при получении присадокк моторным маслам,Цель изобретения - вораздельного определениясалициловых, алкилсалиц т алкилфенолсульфокислот, в сернои кислоты.Потенциометрически титр (0,05-0,1 г) смеси кисл(54) СПОСОБ КО.ИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОТ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ДИССОЦИАЦИИ ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ(57) Изобретение касается аналитической химии, в частности раздельногоопределения сильных, слабых и оченьслабых кислот при их совместном присутствии,и может быть использовано в не -фтехимии.Для селективного определенияалкилсульфосалициловых,алкилсалициловых,алкилфенолсульфокислот,алкилфенолов и серной кислоты в их смеси титруютпараллельно две одинаковые пробыанализируемой смеси кислот 0,1 н,раствор ми гидроксидов калия и тетрабутиламмон я в спиртах С -Сз, Этиусловия позволяют селективно и свысокой точностью определять составсложной смеси разнородных кислот.Известный способ для этой цели непри годен, 1 табл,Сренный в 200 мл спиртобензольнойсмеси (1:1, по объему), О, 1 н, раст- фЬворами гидроксидокалия и тетрабутил- ф)аммония в спиртах С-С з с установле- ЯДнием точек эквивалентности (нейтрализация) сульфогрупп, карбоксильных игидроксилъных групп, содержащихсяв компонентах анализируемой смеси,Затем по величине объема титрантов,пошедших на нейтрализацию указанных ффгрупп, расчетным путем по формулам, фвыведенным на основе материальногобаланса реакции титрования, определяют содержание каждого компонентав исходной смеси кислот.15063П р и м е р 1, Составляют искусственную смесь в количестве 0,0522 гиз следующих компонентов: 0,0121 гп-изононилфенолсульфокислоты,50,01 Ь 2 г п-изононилсалициловой кислоты, 0,002 г серной кислоты,0,0117 г и-изононилсульфосалициловойкислоты и 0,0 102 г п-изононилфенола,растворяют в 200 мл спиртобензольнойсмеси и по 100 мп полученного раствора параллельно титруют 0,1 н, растнорами гидроксида калия и тетрабутиламмония в этаноле с применениемстеклянного и хлорсеребряного электродов и потенциометрической фиксацией точки нейтрализации компонентовсмеси иономером рН. Результатытитрования: гидроксидом калия, КЧ,==226,09 мг КОН/г; КЧ =275,92 мгКОН /г,Согласно данным раздельного титрования компонентов, составляющихискусственную смесь гидроксидом калия, КЧ, (КОН) соответствует нейтрализации сульфогрупп в алкилфенолсульфокислоте, алкилсульфосапициловой кислоте и серной кислоте, КЧ(КОН)-нейтрализации карбоксильныхтрупп в алкилсалициловой и алкилсульфосалициловой кислотах,Материальный баланс нейтрализации имеет вид:2 мас,экв,серной кислотымол,м, серной кислотымас,экв, АССК мас,эквАФСК ++мол,м, АССК мол,м, АФСК 40КЧ (КОН)(2) 4556, 11где АССК - алкилсульфосалициловаякислота;АСК - алкилсалициловая кислота;АФСК - алкилфенолсул ьфокислоты,При раздельном титровании тех же компонентов гидроксидом тетрабутиламмония (ГГБА) установлено, что Кч,(ГТБА) соответствует нейтрализац"и сульфогрупп во всех взя х 55 сульфокислотах, КЧД ГТБА) - нейтрализации карбоксильных групп в АССК и АСК, а также второй (менее кислотной).группы серной кислоты, КЧ(ГТБА)350 4нейтрализации гидроксильной группыалкилфенолов, Материальный баланснейтрализации имеет следующий вид;мас,экв. серпой кислотымол.м, АССК мас,экв. АФмол, м, АФ Совместным решением уравнений -(5), а также уравнения, учитывающего, что сумма всех компонентов анализируемой смеси равна 1007.1 получены данные о составе искусственной смеси по результатам титрования, мас,7: Найдено23, 3323,4231,6819, 53 Взято 23, 18 22, 42 31,03 19,54 АФСКАССКАСКАФСернаякислота 3,83 3,83 П р и м е р ы 2-4, Берут навеску смеси, содержащую, мас.7: октадецилфенол 11,44; октадецилсалициловая кислота 15,4; октадецилфенолсульфокислота 12,92; октадецилсульфосалициловая кислота 10,18; серная кислота 1,46 и минеральное масло 48,54, растворяют в 100 мл спиртобензольной смеси и титруют 0,1 н, раствором гидроксида калия в этаноле и тех же условиях2 15 0 42КЧ =в- = 46 7 мг КОН/г1 0,01941кч : 1 - В 36 43 мг кОН/г2,150 330,01941 1 где 2, 15 - титр раствора КОН, мг КОН /мл;0,42 и О, 33 - объем, мл, раствора КОН в этиловом спирте, пошедшего на первый и второй скачки;0,0194 - навеска, г, смеси кислот, Навеску той же смеси кислот титруют 0,1 н, раствором гидроксида тетрабутиламмония в этаноле в тех же условиях, Наблюдаются три скачка на кривых титрования: первому скачку соотмас, экв, АСК мас, эквсерной кислотыветствует нейтрализация сульфогруппы октадецилфенолсульфокислоты, октадецилсульфосалициловой кислоты серной кислоты (по первой ступени диссоциации), второму скачку - нейтрализация карбоксильных групп в октадецилсалициловой кислоте и октадецилсульфосалициловой кислоте, а также сульфогруппы серной кислоты (по второй ступени диссоциации):КЧ, .-=38,34 мг КОН/г 11 29 0 819=20,18 мг КОН/г,где 1,29 - титр раствора гидроксидатетрабутиламмония, мг КОН/мл;0,81, 0,94 и 0,42 - объем, ип,раствора, прошедшего на нейтрализацию кислот в первом-третьем скачкахпотенциала; 0,0271 - навеска, г,смеси. кислот,Используя различие в составе кислот, которые нейтрализуются при раздельном титровании гидроксидом калияи гидроксидом тетрабутиламмония, атакже материальный баланс тИтрованияуказанной смеси кислот, составляютуравнения и совместно их решают дляопределения каждого компонента смеси кислот, Полученные данные длятрех примеров с различным содержанием кислот в смеси приведены в таблице,Таким образом, относительная ошибка определения компонентов в искусственной смеси кислот колеблется винтервале 0,04-2,7 Х.П р и м е р 5, Берут навеску(0,07 г) смеси втор. С 3 -С, -алкилфенолсульфокислот, втор, С-С,К -алкилсульфосалициловых кислот, втор,С,ь-С,1 -алкилфенолов и серной кислоты в растворе минерального маслаМи продуктов сульфирования технических алкилсалициловых кислот (смеси втор. С, -С, -алкилсалициловыхкислот, втор, С-С,ь-алкилфенолови минерального масла). Навеску разбавляют 100 мл спиртобензольной смеси и титруют 0,1 н. раствором гидроксида калия в этаноле, Результатытитрования: КЧ,=ЗО, 73 мг КОН/г;КЧ =62,0 мг КОН/г. Берут вторуюнавеску той же смеси кислот около0,05 г , разбавляют ее 100 мп спир 59 80+0,16 20 вые кислотыМи нер ал ьно емасло М51,5610,08П р и м е р 6, По методике по Зо примеру 5 титруют смесь втор. СС алкилфенолов и кислот на их ос 1 Ьнове в растворе минерального масла,полученную сульфированием.Результаты анализа, мас.7 сле дующиеСерная кислота 0,220,03Вторф С м-Сьь -алкилфенолы 2971-0912ВтоР, С, С,Ьалкилфенолсульфокислоты 10997-09 14Втор, С и -С 14 алкилсульфосалициловые кислоты 37,09+0, 15 45 Втор С 18-С 4 ь -алкилсалициловыекислоты 8, 51+0,04Минеральноемасло М41,02+0,05П р и м е р 7, По методике попримеру 5 титруют смесь продуктовсульфирования втор, С-С,ь-алкилфенолов и небольшого количествавтор, С -С -алкилсапициловых кис 14 1 Э55 ЛотРезул ьтаты анализа, мас,7 следующие:Серная кис. отаАчкилфенолы 25,43+0, 10 40 0,4340, 0285, 47+0, 03 то-бензольной смеси и титруют О, ЬЬ.раствором гидроксида тетрабутиламмония в изопропиловом спирте. Ре 5эультаты титрования КЧ =23 74 мг9КОН/г; КЧ=61,96 мг КОН/г; КЧ75,44 мг КОН/г.Расчет по результатам титрования дает следующий состав, мас,Е, .анализируемой смеси Ь, сучетом отклонения по результатамтрехкратного повторного титрованиянавесок исходной смеси):Серная кислотаСерная кислота 0,470,07Втор. С-С 8 -алкилфенолыВтор. С , -С,алкилфенолсульфокислоты 5, 47+0, 06Втор. С,4 -С,алкилсульфосалициловые кислоты 11,20+0, 12Втор. С,1 - С25 алкилсалицило1506350 ЛлкилфенолсульфокислотыЛлкилсульфосалициловые кис 14, 30-О, 02 лоты 1, ЗОБО, 01Алкилс алициловые кислоты 1,000,02По известному способу раздельное определение указанных кислот иэ их смесей невозможно.Предлагаемьп способ позволяет количественно, с высокой точностью и относительно быстро, селективно определить состав сложных смесей 10 15 разнородных кислот, таких как алкилсульфосалициловые кислоты, алкилфенолсульфокислоты, алкилсалициловыекислоты, алкилфенолы, и серную кислоту, что невозможно осуществитьпри использовании известного способа. 20 Найдено, мас,7 Среднее ОтносиЗадано,мас.7. Компонентысмеси значение,1 г 23 мас, 7. тельнаяошибка, 7 ример 2ОктадецилфеО,7 11,48 11,46 11, 44 11, 46 11,44 нолОк т адецилс а- лициловые 15,48 15, 46 15, 47 15,47 0,06 15, 46 кислотыОктадецилфенолсульфокис 0,07 12, 92 12, 93 12, 89 12, 90 12, 91 лотыОктадецилсульфосалициловые кислотыСерная кислота Минеральное О, 19 1,37 1 О, 161,44 10, 171,45 10, 171,45 10, 161,44 10, 181,46 0,04 48,51 48,57 48,56 48,56 48, 54 маслоПример 3ОктадецилфеыолОктадецилсалициловые кис 0,09 11, 42 11, 41 11, 44 11, 42 11,43 О,4 7 33 7 33 7 33 7 33 7,32 лотыОктадецилфенолсульфокис 0,11 9, 17 9, 17 9, 16 9, 17 9, 16 0,152)7 20,22О, 36 20, 23О, 36 20,220,37 20, 20О, 36 20, 190,37 0,58 51,51 51, 51 51,48 5) 50 51, 53 10, 28 1"., 29 10,29 10,28 0,09 10,27 лоть лотыОктадецилсульфосалициловые кислоты Серная кислота Минеральное маслоПример 4 Октадецилсалициловм кис Формула изобретения Способ количественного определения кислот различной степени диссоциации при их совместном присутствиипутем потенциометрического титрования анализируемой пробы с использованием раствора основания в алифатическом спирте, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью воэможностираздельного определения алкилсульфосалициловых, алкилсалициловых, алкилфенолсульфокислот, алкилфенолови серной кислоты, берут две одинаковые пробы параллельно, каждую из нихпотенциометрически титруют 0,1 н,растворами гидроксида калия и тетрабутиламмония в алифатическом спирте С,-С,1 О 1506350 Продолжение таблицы Найдено, мас,Е1 ОтносиСреднеезначение,мас, 7. Задано,мас.7. Компонентысмеси тельнаяошибка, Е 1 2 3 20,97 15,64 15,66 15,66 5,65 0,06 15, 64 3,29 3,28 0,51 052 3,27 3,28 0,52 0,52 0,34 1,92 3,29 0,51 49,29 49,33 49,83 49,48 0,12 49, 32 Составитель Л, РусановаРедактор А, Козориэ Техред М,Ходанич Корректор О, Ципле Заказ 5422/45 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, /5 Производственно-издательский комбинатПатент", г.ужгород, ул, Гагарина,10 ОктадецилфенолОктадецилфенолсульфокислотыОктадецилсульфосалициловые кислотыСерная кислотаМинеральноемасло 2095 2096 2096 2096 004