Способ определения состава смеси лигнинов

(54) СПОСОБ ОПРЕДСИ ЛИГНИНОВ СО СМЕ(57) Изобр аналитичес собам коли состава дв нина. Цель селективно тение от ой химии ественно ухкомпоне сится к областа именно к споопределенияных смесей лигя - повышениеОпределение изобретен ти способ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 3847507/23-0422.01.8507. 11.86. Бюл. УСибирский научноинститут целлюлозА.Ф,Гоготов и И.М543.42.062(088.8)Кошмилов Н.Ф. и дерный щелок и его- М.; Лесная промьс. 179-180.торское свидете564, кл, С 01 И ведут растворением сульфатного щелочного лигнина сосны в 0,1 н. растворе едкого натра, К раствору добавляют 17.-ный раствор диазотированной сульфаниловой кислоты, охлаждают до 2- 4 С и через 1,5 ч фотометрируют. В качестве стандартного препарата используют один из компонентов определяемой смеси, Определение состава смеси ведут по калибровочному графику зависимости состава смеси от отношения массы анализируемого вещества к его оптической плотности. Ошибка определения17. Сочетание в способе весового и фотометрическо- а го методов определения концентрацииФ лигнина в растворе позволяет с высокой точностью и селективно определять состав любых смесей двух видов лигнина, избеЖать ошибок при спектрофотометрическом анализе срдержа-, Е ния лигнина в растворе (до 553). 7 табл.Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способамколичественного определения составадвухкомпонентных смесей лигнина,Цель изобретения - повышение селективности способа,П р и м е р 1. Количественноеопределение состава смеси сульфатного щелочного лигнина и лигносульфо 10натов,1, Построение калибровочного графика по одному из компонентов смеси.Для удобства в работе в качествестандартного препарата лигнина для15 построения калибровочного графика используют более реакционноспособный препарат - один из компонентов смеси, из ряда: сульфатный щелочной лигнин хвойныхлигносульфонатыГ натронный щелочной лигнинлигносульфонаты после оксигидролизасульфатный щелочной лигнин лиственныхгидролизный лигниннитро 20 25 лигнин. Навеску 100 мг (в пересчете на абсолютно сухой препарат) сульфатного щелочного лигнина сосны (С 63,37, Н 6,27 О: 5 2,87.;ОН уев - 3,7%) растворяют в 100 мл 0,1 н, раствора едкого натра. 1,0; 2,0; 3,0; 3,5; 4,0,", 4,5; 5,0: 6,0; 7,0 и 7,5 мл полученного раствора переносят в мерные колбы объемом 25 мл и доводят до метки 0,1 н. раствором едкого натра. Параллельно точно такие же аликвотные доли сульфатного щелочного раствора лигнина сосны отбирают в колбы объемом 25 мл и приливают в каждую из 10 колб по 1 мл 17-ного водного раст - вора диазотированной сульфаниловой кислоты (ДСК) и разбавляют до метки 0,1 н. раствором щелочи, Колбы охлаж дают до 2-4 С и через 1,5 ч фотометрируют растворы азолигнина относительно исходного лигнина при длине волны 470 нм на спектрофотометре. СФили аналогичном. По результа 50 там фотометрирования строят график зависимости Э = 1 (С), где В - оптическая плотность, С - концентрация лигнина График представляет собой линейную зависимость с коэффициентом корреляции 0,99.П. Построение калибровочного графика зависимости К =(состава смеси), где К = (Свес /С спектР )Готовят два раствора по 100 мл:сульфатного щелочного лигнина сосны(100 мг абсолютного сухого вещества) и лигносульфоната (100 мг абсолютного сухого вещества, С 43,07.;Н 4,77 5 3,2 Е ОНтее 3,07, в0,1 н. растворе едкого натра),Затем берут аликвоты обоих растворов и смешивают в любых пропорцияхот 0,10 до 10,0, Суммарный объемсмеси 10-20 мл, Из растворов смесейлигнинов отбирают по 0,5 мл, добавляют по 1 мл 17-ного раствора ДСК иразбавляют Ор 1 н, раствором едкогонатра до 25 мл, Параллельно готовятхолостые растворы лигнинов без ДСК.Растворы охлаждают до 2-4 С и через1,5 ч фотометрируют полученные азопроизводные смесей лигнинов при470 нм относительно соответствующиххолостых растворов. По калибровочному гарфику (1) определяют "спектральную" концентрацию лигнина(С спект ) в смеси и, беря отношениеСвес /Сспектропределяют К. Для чистого сульфатного щелочного лигнинасосны он равен 1,00 + 0,01, длячистого лигносульфоната К = 1,42 ++ 0,01. Величина К отражает величину ошибки определения содержания лигнина в растворе известным спектрофотометрическим способом. В зависимости от состава данной смеси величина ошибки определения по извест-,ному способу колеблется от 0 до 42(+ 17,) .Исходя из полученных значенийСвес /Сепекстроят график зависимости К = 1 (состава смеси). Построенный график представляет собой линейную зависимость с коэффициентомкорреляции 0,99, отсекающий по осиординат отрезок 1,42,Данные для построения калибровочного графика завимости К = Г (состава смеси) сульфатный лигнин: лигносульфонаты приведены в табл. 1. Ш. Беря произвольную смесь указанных лигнинов готовят раствор с концентрацией 100 мг/100 мл 0,1 н. раствора едкого натра и далее проводят все операции, как указано (оп - ределяя Сспекср Свес /Сспектр ходят состав смеси по калибровочному графику (11),Ошибка определения может быть проверена путем приготовления модель 126ных смесей с заранее известным составом и составляет +27П р и м е р 2. Количественное определение состава смеси сульфатногощелочного лигнина и гидролизного активированного лигнина (С 67,4%;Н 5 9%1 ОНреп 2 3%).1. Используют калибровочный график по сульфатному щелочному лигнину, построенный в примере 1 (1),11, Далее, проводят операции, описанные в части 11 примера 1, опредеФ, ляют С О 1 ект Р Отношение С , кС спектр дЛя ГидрОЛИЗНОГО ЛИГНИНа(для чистого гидролизного лигнинаК = 1,80+0,01) и строят зависимостьК = 1 (состава смеси) для смесисульфатного щелочного и гидролизного лигнинов. Величина ошибки приспектпальном опеределении концентрации по известному способу для данной смеси лигнинов составляет от0 до 80 (+27) в зависимости от состава смеси,Данные для построения калибровочного графика зависимости К = т (состава смеси) сульфатного щелочноголигнина и гидролизного активирован -ного лигнина приведены в табл. 2.111. Как описано в части 111 примера1, определяют состав любой смесивзятых в данном примере лигнинов.Поскольку 3 ависимость С вес /С спектр;(состава смеси) в данном примереимеет линейный характер с коэффициентом корреляции 0,99, ошибка определения равна + 2 Е.П р и м е р 3. Количественное определение состава смеси лигносульфоната и гидролизного лигнина.1. Строят калибровочный график полигносульфонату в координатах Э =(Сес ) при Л = 480 нм,11.Далее строят калибровочный график зависимости (Свес /С спектр )(состава смеси) для смеси взятых наанализ лигнинов, выполняют операции,описанные в части П примера 1. Длячистого гидролизного лигнина при определении С, по калибровочному графику, построенному по линосульфонату ошибка определения составляет28 ф 2 Ж.Данные для построения калибровочного графика зависимости К = 1 (состава смеси) гидролизного активированного лигнина и лигносульфонатов приведены в табл. 3. 9008 4111, Построив калибровочный графикзависимости К = 1 (состава смеси),где К = (Све /С,пектр ), определяютколичественный состав любой смесиуказанных лигнинов, Ошибка определения равна + 27.П р и м е р 4. Количественное определение состава смеси лигносульфоната и лигносульфоната после оксигидролиза (С 51,6%; Н 5,27;1,37).1. Используют калибровочный график примера 3, построенный по лигносульфонату.11.Далее проделывают все операции, описанные в части 11 примера1, определяют отношения весовой и"спектральной" концентраций для смесей указанных лигнинов при различных соотношениях компонентов смеси.Для лигносульфоната после оксигидролиза ошибка в определении спектрофотометрическим методом по калибровочному графику, построенному по исходному лигносульфонату, достигает 25 24+27Данные для построения калибровочного графика зависимости К = 1 (состава смеси) лигносульфонатов и лигносульфонатов после гидролиэа приведены в табл, 4.111, Беря произвольные соотношения компонентов смеси и выполняяоперации, описанные в части 111примера 1, определяют состав любойсмеси с ошибкой + 2%.П р и м е р 5. Определение породного состава смеси сульфатных щелочных лигнинов сосны иосины (С 58 5% Н 5 8% 3 52ОН3.6%)..1. Используют калибровочный график части 1 примера 1, построенныйпо сульфатному щелочному лигнинусосны.11.Определяя С,р для различных модельных смесей лигнинов сосныи осины, находят отношения Свеск С,р для всех смесей и строяткалибровочный график по составу 5 О для сульфатных лигнинов хвойной (сосна) и лиственной (осина) пород. Длячистого сульфонатного лигнина осины(С вес /С спектр ) равно 1,55+0,01,Данные для построения калибро 55 вочного графика зависимости К =(состава смеси) сульфонатных щелочных лигнинов сосны и осины приведеныв табл. 5.ственных смесях и рабочем растворе по предлагаемому методу и известному способам.Поскольку выбор стандартного препарата лигнина по условиям известного способа затруднен в качестве стандартных взяты оба компонента смеси (стандарт 1 и стандарт 11).Таким образом, сочетание весового и фотометрического методов определения концентрации лигнина в растворе позволяет с высокой точностью (+2%) и селективно определять состав любых смесей двух видов лигнина, избежать ошибок при спектрофотометрическом анализе содержания лигнина в раство- ре, достигающих при определении по известному способу 553. Способ определения состава смеси лигнинов, включающий обработку пробы вещества солью диазония в щелочной среде, измерение оптической плотности, полученного раствора и определение по калибровочному графику, построенному с использованием стандартного препарата лигнина, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, целью повьгшения точности способа, в качестве стандартного препарата используют один из компонентов определяемой смеси и определение состава смеси ведут по калибровочному графику зависимости смеси от отношения массы анализируемого вещества к его оптической плотности.Таблица 1 Смеси соста Ошибка,5,0 Мг 100 мл 100 (сульфатный раствора лигнин):0 (лигносульфонаты)+21269008 Ь111,Выполняя описанные в примере1 операции, находят породный составсмеси с ошибкой + 27,П р и м е р 6. Определение породного состава черных щелоков картон- .5ного потока ПО Братской ЛПК.1 и 11. В данном примере используют калибровочные графики, построенные в примерах 1 (1) и 5 (1).В отдельной пробе (100 мл черного 10щелока) определяют весовую концентрацию лигнина путем подкисления9щелочного раствора (высаживания лигнина), фильтрования осадка, промывки, сушки и взвешивания его. 15Затем отбирают аликвоту растворачерного щелоКа, соответствующую навеске 100 мг абсолютносухого вещества лигнина, разбавляют до100 мл 0,1 н. раствором едкого нат ф о р м у л а и з о б р е т е н и яра.Проводя операции описанные в примере 1 и фотометрируя при к =470 нм,определяют породный состав черногощелока.оРезультаты определения породногосостава черных щелоков ПО "БратскийЛПК" приведены в табл, 6.результаты показывают, что в анализируемом черном щелоке содержится 3075 и 687 хвойных (сосна) и 25 и 327лиственных пород,Полученные результаты коррелируютс данными по дозировке щепы хвойныхи лиственных пород древесины, задаваемой на варку с точностью + 2/,.В табл, 7 приведены данные определения содержания лигнина в искус1269008 Продолжение табл.5 80: 20 0,64 4,55 10+2 1,10 70:30 0,63 4,48 1,15 15+2 60:40 0,57 4,17 1,20 50:50 0,56 3,94 1,27 32+2 40: 60 0,52 3,79 1,32 30:70 0,50 3,62 1,38 0,48 3,50 1,43 0,45 3,23 1,55 Таблицаб Ошибка, 7 Препарат С спентр Состав щелока 0,63 4,39 1,4 75 (сосна) 25+1Соотношениекомпонентасмеси соснаосина По предлагаемому способу СР Р 44 т делениясмеси 100: 5,0 100:О,75 55+2 90 : 10 8 4 06 5 49+2 Сирс мг/100 млраствора 20: 800: 100 Стандарт 1соснаС ошибка 5,00 О+4,80 4+2 Смс Сспектр Стандарт 11осинаС ошибка 45 20+2 27+2 38+2 43+2 55+2 0,72 5,00 1,0По предлагаемому способу р спрцр С ссрс Сспрртр 80:20 4,55 10+2 7,15 43+2 0,64 4,55 1,10 4,48 15+2 6,90 38+2 0,61 4,48 1,15 70:30 4,17 20+2 6,65 33+2 0,58 4)17 1,20 60: 40 3,94 27+2 6,35 27+2 0,55 3,94 1,27 50:50 40:60 0,52 3,79 1,32 3,79 32+2 6,05 21+2 3,62 38+2 5,80 16+2 0,50 3,62 1,38 30:70 3,50 43+2 5,55 11+2 3,37 49+2 5,30 6+2 0:100 3,23 55+2 5,00 О+2 0,42 3,23 1,55 0: 100 Лигнин Ы, выделеннныйиз черных щелоковпо БЛПК 79:21 0,54 2,25 1,10 2,25 10+2 2,50 Составитель В,ГладковТехред Л,Сердюкова Корректор М,Максимишинец Редактор Н.Бобкова Заказ 6027/45 Тираж 778 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,1 Свс смг/1 00 млраствора Соттношение.компонентасемси сосна:осина 20:80 10."90 СтандартсоснаС ошибка Стандарт 11осинаС ошибка 0,48 3,50 1,43 0,45 3,37 1,49 Результат определениясмеси