Способ определения молекулярной массы нелетучих веществ

5 Й) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ НЕЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ.1 88 лекуляре елеПо основному авт. св. У 693 известен способ определения мо ной массы вещества. Способ опр д ния заключается в следующем.В эбуллиоскоп, состоящий из перегонной колбы, прямого и обратного холодильников, градуированного мерного приемника, вводят растворитель, размещают термометр Бекмана. Для равномерного кипения в перегонную колбу эбуллиоскопа насыпают 100-150 кусочков битого неглазурированного фарфора. Растворитель нагревают до кипеИзобретение относится к физико- химическим исследованиям свойств вещества и может быть использованодля определения молекулярной массы иссле" дуемого нелетучего вещества при лабораторных исследованиях, для контроля степени чистоты получаемого известного вещества в химической промцален-. ности, при физико-химических исследованиях свойств растворов веществфо и т.п. ния. В процессе фазового перехода вточке кипения растворителя перегоняют определенное количество пробырастворителя в градуированный мерныйприемник. Во время перегонки растворителя регистрируют по,термистору Бекмана температуру фазового переходав точке кипения растворителя для каждого его текущего количества в эбуллиоскопе, 300-ЙОО значений. Определяют среднюю температуру Фазового перехода в точке кипения растворителя.В отогнанном количестве пробы растворителя растворяют навеску вещества,не поерывая перегонки. Полученныйраствор нагревают и при температурекипения возвращают в эбуллиоскоп. 9процессе фазового перехода растворителя в точке кипения раствора отгоняют определенное количество равныхпорций растворителя из раствора вградуированный мерный приемник, приравномерном непрерывном кипении, фиксированном давлении многократно ре 3 88гистрируют для каждого текущего количества раствора в эбуллиоскопе температуру фазового перехода растворителя в точке кипения раствора, 30-40значений для каждой порции, Для каждого текущего количества раствора определяют среднюю температуру фазовогоперехода растворителя в точке кипения раствора. Для каждой текущей концентрации определяют текущее значение молекулярной массы по формулем : к Е (с)-0 фгде И - текущее значение молекулярной массы;С; - промежуточная текущая концентрация раствора;ЬТ 1 - промежуточное значение изменения температуры в точке кипения;Е - постоянная прибора,Затем по текущим значениям рассчитывают среднее значение молекулярноймассыОднако для получения результатоввысокой точности по известному способу необходимо произвести большое количество регистраций температуры кипения растворителя (300-ч 00 значений),раствора (300-700 значений), произвести большое количество вычислений.Однако эти числа и расчеты являютсялишь частью того количества чисел ирасчетов, которое можно произвестии зарегистрировать, если непрерывнопроизводить измерения температурыкипения," текущих значений объемов принепрерывной перегонке растворителя,используя датчики температуры, объема и ЭВИ, тем самым повысить точностьопределений молекулярной массы. С другой стороны, кипение раствора как процесс и как состояние по известномуспособу реализуют без сравнительногоодновременного параллельного кипениярастворителя в те же моменты времени.Поэтому не удается учесть непосредственно изменение температуры кипенияраствора и растворителя одновременнов течение всего опыта в данных условиях.Цель изобретения - повышение точности определения молекулярной массы исследуемого вещества, устранив описанные недостатки.Поставленная цель достигается тем, что наряду с рабочим растворителем вводят контрольный растворитель. Ра 37274бочий растворитель вводят в рабочийсосуд, контрольный растворитель вводят в контрольный сосуд установки.Размещают рабочий, контрольный термометры Бекмана, дифференциальный датчик температур в рабочем и контрольном сосудах, подготавливают установку к работе, На первой стадии известного способа при постоянном кипениипроизводят непрерывную, равномерную,прямую, параллельную, одновременнуюперегонку контрольного и рабочегорастворителя со скоростью 0,0010,03 мл/с (т.е. 1-2 капли в с), обеспечивающей достижение соответственныхсостояний контрольного и рабочегорастворителей. Контрольный растворитель перегоняют в контрольный, рабочийрастворитель перегоняют в рабочий мерные градуированные приемники. Непрерывно во времени измеряют текущиеобъемы отогнанных порций контрольного и рабочего растворителей с помощью мерных градуированных контрольного и рабочего приемников и контрольного и рабочего датчиков объема, Непрерывно для каждых соответственныхтекущих объемов контрольного и рабочего растворителей измеряют и регистрируют текущую температуру фазового 39перехода при кипении и перегонке растворителей с помощью контрольного ирабочего термометров Бекмана и дифференциального датчика температур.Определяют средние текущие темпе ратуры кипения контрольного и рабочего растворителей. На второй стадиипроизводят растворение навески вещества в отогнанных порциях рабочегорастворителя, полученный раствор вводят при температуре кипения в остатокнеотогнанного рабочего растворителя,параллельно производят введение отогнанных порций контрольного растворителя при температуре кипения в оста ток неотогнанного контрольного растворителя, На третьей стадии при кипении производят непрерывную, равномерную, прямую, параллельную, одновременную перегонку контрольного 50 растворителя из растворителя, рабочего растворителя из рабочего растворас первоначальной скоростью 0,0010,03 мл/с (т.е. 1-2 капли в с),обес. -печивающей достижение соответствен-.55 ных состояний кОнтрольного растворителя и рабочего раствора, Непрерывново времени измеряют объемы отогнанных порций контрольного растворителяи растворителя из рабочего раствора. Непрерывно во времени для каждых соответственных и равных объемов контрольного растворителя и растворителя в рабочем растворе измеряют и регистрируют температуру фазового перехода растворителя при одновременном кипении и перегонке контрольного растворителя и рабочего раствора, Сигналы датчиков объема отогнанных порций 1 О контрольного растворителя и рабочего растворителя из раствора, дифференциального датчика температуры усиливают, градуируют, преобразуют, подают на вход ЭВИ, Расчет молекулярной мас- % сы с помощью ЭВИ производят по программе вычислений, а расчет молекулярной массы вещества по измеренным параметрам вручную производят по известным формулам. 20Согласно предлагаемому способу молекулярную массу определяют через следующие основные операции: кипячение в открытой системе контрольной и рабочей проб растворителя и непре% рывная, равномерная, прямая, параллельная, одновременная отгонка растворителя из контрольной и рабочей проб растворителя; непрерывное измерение и регистрация температуры ки- Зф пения контрольной и рабочей проб растворителя при непрерывной, равномерной, одновременной, прямой отгонке растворителя из контрольной и рабочей проб растворителя; непрерывное измерение и регистрация текущих объемов контрольной и рабочей проб растворителя, текущих объемов отогнанных порций контрольного и рабочего растворителя; кипячение в открытой системе раствора рабочей пробы и растворителя контрольной пробы, непрерывная, равномерная, прямая, параллельная, одновременная отгонка растворителя из рабочего раствора и растворителя из растворителя контрольной пробы; непрерывное измерение и регистрация текущих объемов, температуры кипения раствора рабочей пробы, растворителя контрольной пробы при одновременном ки" пячении в открытой системе и при непрерывной, равномерной, прямой одновременной отгонке растворителя из рабочего раствора и контрольного растворителя; статистический расчет молекулярной массы вещества для соответственных состояний растворителя контрольной и раствора рабочей проб по опытным определениям текущих объемов,температур кипения контрольного раст" ворителя, рабочего растворителя, рабочего раствора и известной навеске вещества.П р и м е р, Определяется молекулярная масса химически чистой сахарозы. В эбуллиоскоп, состоящий из рабочего и контрольного перегонных сосудов, каждый из которых соединен с прямым и обратным холодильниками, рабочим и контрольным градуированнымиприемниками, вводят по 2800 мл дистил"лированной воды, вставляют рабочий и контрольный термометры Бекмана, дифференциальный датчиктемператур. Для равномерного кипения в перегонныесосуды вводят по 100-150 кусочков прокаленного битого неглазурированного фарфора, Растворитель нагревают до кипения. В процессе фазового перехода в точке кипения растворителя перегоняют определенное количество пробы растворителя в градуированные рабочий и контрольный приемники со скоростью 0,03 мл/с, Во время равномерной перегонки растворителя многократно регистрируют по термометрам Бекмана температуру кипения растворителя для каждого его текущего количества в рабочем и контрольном сосудах эбуллиоскопа, Определяют по показаниям термометров среднюю температуру кипения растворителя в каждом сосуде. Сигнал от дифференциального датчика температур равен нулю, В отогнанном количестве пробы растворителя из рабочего сосударастворяют навеску вещества 230,0349 г сахарозы, не прерывая равномерной перегонки. Полученный раствор, нагретыйдо температуры кипения, возвращают в рабочий сосуд эбуллиоскопа. Отогнанное количество пробы растворителя из контрольного градуированного приемни" ка возвращают в контрольный сосуд.Для получения сигналов датчиков текущего объема растворителя в пустые рабочий и контрольный градуированные приемники вводят электроды датчиков, равные пробы раствора электролита 30-50 мл), включают источник питания датчиков, блок измерителей и преобразователей сигналов датчиков, выходы датчиков объема подключают к входам ЭВИ, В процессе фазового перехода в точке кипения раствора перегоняют определенное количество пробы раствори" теля (например 300 мл по 10 мл) из раствора в рабочем сосуде в рабочий градуированный приемник, многократно(3) 35 ЬТрй = Тр,Е - То,р,р, (4) ЬТт ф Тцср То р ср (ь)Т,=ЬТ, -Т, -Тр, (6) где И р,е - молекулярная масса, рассчитанная по показаниям рабочего термо е метра Бекмана; ИЕ - молекулярная масса, рассчитанная по показаниям рабочего с учетом показаний контрольного термометров Бекмана; Е - эбуллиоскопическая константа растворителя; 45 а - навеска вещества; ЬТр, - приращение температуры Фазового перехода в точке кипения без учета показаний.температур по контрольному термометру; ЬТ - приращение температуры фазо е вого перехода е точке кипения с учетом показаний температур по контрольному термометру Ос - текущее количество растворителя в рабочем и контрольном сосудах отдельно; То,р,й - сред нее текущее значение температуры фазового перехода в точке кипения растворителя в рабочем сосуде; Т,р,оррегистрируют для каждого текущего количества раствора текущую температуру Фазового перехода в точке кипения, Для каждого текущего количества раствора определяют среднюю текущую температуру Фазового перехода в точке кипения. Одновременно с кипением раствора продолжают равномерную перегонку определенного количества (по 10 мл, всего 300 мл) растворителя из контрольного сосуда е контрольный градуированный приемник, Для каждого текущего количества растворителя в контрольном сосуде е те же моменты времени, что и для раствора, определяют текущую температуру фазового перехода в точке кипения. Для каждой текущей концентрации вещества е рабочем сосуде, по средней текущей температуре Фазового перехода в точке кипения раствора и средней текущей температуре фазового перехода в точке кипения растворителя, по среднему и среднему текущему значениям температуры кипения растворителя в конт 25 рольном сосуде определяют текущее и среднее знацения молекулярной массы по Формулама 1000Ир,е = Т, г (1)зеИк 0, (2),.и ИиР и ( среднее значение температуры фазового перехода в точке кипения растворителя в рабочем сосуде; Тк- среднее текущее значение температуры Фазового перехода в точке кипения растворителя в контрольном сосуде; Т,р - среднее значение температуры Фазового перехода в точке кипения раствор.еля в контрольном сосуде; Тр,в - среднее текущее значение температуры Фазового перехода в точке кипения раствора в рабочем сосуде; ЬТ. - разница показаний настройки рабочего,и контрольного термометров Бекмана по температуре фазового перехода в точке кипения чистого растворителя.ля каждого текущего объема растворителя, измеренного с помощью датчиков объема, одновременно с многократной регистрацией температур кипения растворителя, раствора, контрольного растворителя с помощью рабочего и контрольного термометров Бекмана производят. непрерывные в. тецение всего опыта замеры температуры кипения растворителя, раствора, контрольного растворителя с помощью дифференциального датчика температур, Усиленные, проградуированные сигналы дифференциального датчика, датчиков текущего объема растворителя в рабочем и контрольном сосудах эбуллиоскопа, эквивалентные ЬТ и С соответственно, подаются на вход АВИ-ИНИ, которая производит расчеты текущих значений молекулярной массы исследуемого вещества по программе вычислений;Таким образом, погрешность определений молекулярной массы предлагаемым способом составляет 0,3113, что хорошо согласуется с химической чистотой взятой для исследования сахарозы. Полученныезначения молекулярной массы превосходят на порядок по точности и достоверности определений значения молекулярной массы полученные известными способами.Применение предлагаемого способа определения молекулярной массы вещества обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повышенную на порядок точность определений молекулярной массы; быстроту определений при данной точности, так как один опыт по данному способу эквивалентен десяткам опытов по известным способам; надежность и достоверность результатов благодаря воспроизводимости текущих9 883727 Формула изобретения Составитель Е. УстюжанинРедактор П, Ортутай Техред И.Нинц Корректор С. Шекмар Тираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 1-35, Раувская наб., д 4/5 Заказ 10212/65 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,значений молекулярной массы; простоту и .доступность способа для любойлаборатории; возможность примененияЭВМ. 1, Способ определения молекулярной массы нелетучих веществ многостадийной отгонкой растворителя по авт.св. Ю 693188, включающий на первой стадии прерывную отгонку, измерения объема отогнанных порций, температуры фазового перехода рабочего растворителя при кипении, на второй стадии- приготовление раствора вещества в отогнанных порциях рабочего растворителя и введение полученного раствора вещества в остаток неотогнанного рабочего растворителя, на третьей стадии - прерывную отгонку порций растворителя из рабочего раствора, измерения объема отогнанных порций растворителя рабочего раствора, температуры фазового перехода растворителя при кипении рабочего раствора, расчет молекулярной массы вещества, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения молекулярной массы вещества, на первой стадии при кипении производят непрерывную, равномерную, прямую, параллельную, одновременную перегонку контрольного и рабочего растворителя со скоростью 0,001-0,03 мл/с, непрерывно во времени измеряют текущие объемы отогнанных порций контрольного и рабочего растворителей, измеряют и регистрируют текущую температуру фазового перехода при кипении 10растворителей, определяют средниетекущие температуры кипения контрольного и рабочего растворителей,на второй стадии производят введение з отогнанных порций контрольного растворителя в остаток неотогнанного контрольного растворителя, на третьей стадии при кипении производят непрерывную, равномерную, прямую параллельную 1 одновременную перегонку контрольногорастворителя из растворителя, рабочего растворителя из рабочего растворас первоначальной скоростью 0,0010,03 мл/с, непрерывно во времени из- % меряют объемы отогнанных порций контрольного растворителя и растворителяиз рабочего раствора, непрерывно вовремени для каждых соответственныхи равных объемов контрольного раство рителя и растворителя в рабочем растворе измеряют и регистрируют температуру фазового перехода растворителяпри одновременном кипении и перегонке контрольного растворителя и рабо чего раствора, по измеренным параметрам рассчитывают искомую молекулярнуюмассу вещества.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что при непрерывном 36 кипении производят прерывную, прямую,параллельную, одновременную отгонкуравных порций контрольного растворителя из растворителя, соответственноравных порций рабочего растворителя з из рабочего растворителя и рабочегораствора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 4 в 1. Авторское свидетельство СССР йф 693188, кл. О 01 й 25/1 О, 1976.