Файл: Методы анализа лакокрасочных материалов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 286

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В табл. II.4 приведены температуры кипения кислот при раз­ личных давлениях.

Содержание каждой фракции в смеси жирных кислот находят как разность массы колбы с продуктом перегонки и пустой кол­ бы. Отношение массы каждой фракции к массе взятой навески смеси жирных кислот, выраженное в процентах, равно содержа­ нию каждой фракции.

Хроматографическое определение синтетических жирных кислот2 2 - '2 6

Определение основано на разделении и индентификации мети­ ловых эфиров синтетических жирных кислот фракции Сю—С« ме­

тодом газожндкостной хроматографии.

Си

Реактивы и аппаратура

„ I

1 , 1 1

Метиловый

спирт, х. ч., абсолютированный.

Серная

кислота,

х. ч.,

плоти.

1,84

г/см3 .

Хлороформ,

х. ч. или

ч. д. а.

 

 

Диэтиловый

эфир, х. ч.

 

 

Сульфат

натрия, х. ч., безводный.

 

Целит 545 или

хромосорбЩ,

фракция 0,2—

0,4 мм.

 

 

 

 

 

 

Апиезон

М.

 

 

 

 

 

Хроматограф

с

детектором

по

теплопровод­

ности.

 

 

 

 

Условия

хроматографирования.

Ко­

 

 

 

 

лонка

стальная,

спиральная,

длиной

 

 

 

с9

1,65 м, внутренним

диаметром

4 мм. Сор­

 

 

 

 

бент— апиезон М

(20%

от

массы

носи­

го

15

Ю

5 о

теля) на целите 545 или хромосорбе W.

Время, мин

 

Температура

колонки 200—215°С,

испа­

Рис. II. 7. Хроматограмма

рителя 350°С. Скорость

газа-носителя

(гелий

или

водород)

75—80

мл/мин.

метиловых

эфиров

синтети­

Объем

пробы 5—8

мкл. При

указанных

ческих жирных кислот фрак­

условиях

последовательность

выхода

ции

Сщ—С1 3 .

 

 

 

 

компонентов

показана на рис. I I . 7.

 

Получение

метиловых эфиров

жирных

кислот.

 

Растворяют

0,5 г смеси

синтетических

жирных

кислот в

2 мл

абсолютирован­

ного метилового спирта, добавляют 0,5 мл концентрированной сер­ ной кислоты и проводят этерификацию в колбе с обратным холо­ дильником на водяной бане в течение 30 мин при 90 °С. Охлаж­ дают колбу, добавляют 2 мл воды и экстрагируют метиловые эфи-' ры жирных кислот в делительной воронке 2 мл диэтилового эфи­ ра. Промывают экстракт водой, сушат безводным сульфатом нат­ рия и частично испаряют диэтиловый эфир для концентрирования метиловых эфиров кислот.

Ход определения. Включают прибор, устанавливают начальную температуру термостата и испарителя, расход газа-носителя, чув-

122


ствительность. После выхода прибора на режим вводят пробу ми­ крошприцем.

Количественное определение компонентов в смеси проводят гю

методу внутреннего стандарта

(см.

гл. I ) . Для

хроматограммы,

приведенной

на

рис.

I I . 7, получены

следующие

значения;

Кислота

.'

% . .

. . . . .

С9

Сю

Сц

С 1 2

С ) 3

Си

Содержание,

3,22

7,97

15,7

23,4

25,15

24,0

 

'Анализ

акриловых

кислот

и

эфиров

 

В лакокрасочной промышленности применяются простейшие ненасыщенные карбоновые кислоты — акриловая и метакриловая, а также их сложные эфиры, нитрилы и амиды. Подробные методики анализа акрилатов и метакрилатов изложены в руковод­ стве 2 1 .

Некоторые

свойства акриловых кислот и их эфиров приведены

в Приложении

(табл. 4).

Акриловые кислоты обычно характеризуются плотностью, по­ казателем преломления, температурой кипения. Акриловые эфиры дополнительно характеризуются кислотным и эфирным числами. Степень ненасыщенности веществ этой группы определяют мето­ дом бромирования, меркуриметрическим2 8 или меркаптановым5

методами.

Лучшим

методом идентификации акриловых кислот и

их эфиров

является

газохроматографический.

Определение алкеновых кислот

Метод бромирования21

Метод основан на присоединении брома по месту двойных свя­ зей алкеновых кислот; избыток брома определяют иодометрически. Реакции протекают по уравнению

 

СН2 =СН—R—СООН + Br 2 v

СН2 Вг—СНВг—R—СООН

 

Реактивы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бромид-броматная

смесь,

0,1 н. раствор.

Растворяют

10

г

бромида

калия

и 2,78 г бромата калия

в воде

в,мерной колбе емкостью

1 л

и

доводят

водой

до метки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иодид

калия, х. ч., 10%-ный

раствор.

 

 

 

 

 

Едкий

натр, х. ч., 0,5

н. раствор.

 

 

 

 

 

Соляная

кислота, х. ч., концентрированная.

 

 

 

 

Крахмал,

0,5%-ный

раствор.

 

 

 

 

 

 

Тиосульфат натрия, ч. д. а.,

0,1 н.. раствор.

 

 

 

 

 

Ход определения. Навеску анализируемой кислоты 0,6—0,8 г,

взятую с точностью 0,0002 г, вносят в мерную колбу емкостью 100 мл, содержащую 25 мл раствора NaOH. Перемешивают раст­ вор и доводят водой до метки; пипеткой отбирают 20'мл получен-

123


ного раствора в колбу, куда добавляют 50 мл раствора бромидброматной смеси и 5 мл соляной кислоты. Перемешивают смесь и оставляют в темноте на 30 мин. Затем добавляют 10 мл раствора иодида калия, перемешивают и титруют выделившийся иод раст­ вором тиосульфата натрия, добавляя к концу титрования 5—6 ка­ пель раствора крахмала. В аналогичных условиях проводят конт­ рольный опыт.

Содержание алкеновой кислоты х (в %) находят по формуле

^ ( а - № 1 0 0 , 1 0 0

£ • 2 0

где а, Ь — объемы 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованного на ти­ трование контрольной и анализируемой проб; К—коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к точно 0,1 п.; F— масса кислоты, соответствующая 1 мл точно 0,1 и. раствора тиосульфата натрия, г (для акрило­ вой кислоты F = 0,0036, для метакрнловон кислоты F = 0,0043); g— навеска, г.

Алкалиметрический метод

Метод основан на алкалиметрическом титровании кислоты ще­ лочью.

Реактивы

Едкий натр, ч. д. а., 0,1 н. раствор.

Этиловый спирт, ректификат, нейтрализованный по фенолфталеину. Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.

Ход определения. Навеску кислоты 1,0 г, взятую с точностью 0,0002 г, помещают в колбу с 10 мл спирта и оттитровывают раст­ вор 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии фенолфталеина.

Содержание кислоты х (в %) находят по формуле

к »

 

 

g

 

 

где а — объем 0,1 н. раствора NaOH, израсходованного на титрование,

мл; К —

поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора

NaOH к

точно

0,1 н.; F — масса кислоты,

соответствующая -1 мл точно

0,1 н.

раствора

NaOH,

г (для акриловой кислоты

F = 0,0072, для метакриловой

кислоты F =

= 0,0086); g — навеска, г.

 

 

 

Определение бутилметакрилата

Метод основан на газохроматографическом разделении и ко­ личественном определении содержащихся в бутилметакрилате при­ месей 2 9 .

Реактивы и аппаратура

 

Кизельгур.

 

Апиезон М.

 

н-Гептан, х ч.

 

Хроматограф с пламенно-ионизационным

детектором.

124


Условия хроматографирования. Колонка стальная, длиной 2 м, внутренним диаметром 4 мм. Сорбент — апиезон М (10% от мас­ сы носителя) на кизельгуре. Температура термостата 102°С, тем­

пература

испарителя

1 5 0 ± 1 0 ° С ,

скорость

 

газа-носителя

(азот)

40

мл/мин.

Стандарт — н-гептан

 

 

 

 

 

 

(0,001—0,01% от массы пробы).

 

 

 

 

 

5 г

Объем

пробы

0,005—0,01

мл. В

 

 

 

 

 

 

этих

 

условиях

 

последователь­

 

 

 

 

 

 

ность

 

выхода

компонентов

пока­

 

 

 

 

 

 

зана

на рис. I I . 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ход определения. Навеску бу-

 

 

 

 

 

 

тилметакрилата

5

г,

взятую

с

 

 

 

 

 

 

точностью

0,0002 г,

берут в склян­

 

 

 

 

 

 

ку

с

 

самоуплотняющейся

проб­

 

 

 

II ю

J 6 1

 

кой,

через

которую

добавляют

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

расчетное

количество

стандарта,

го

 

15

ю

 

 

 

 

и

перемешивают

пробу. Включа­

 

 

Время, мин

 

ют

прибор,

 

устанавливают

на­

Рис. II. 8. Хроматограмма техниче­

чальную температуру

термостата

ского

бутилметакрилата:

и

испарителя,

расход

газа-носи­

/ — ацетон;

2—бутанол;

3 — н-гептан; 4. 6,

7, 9, 10,

11,

14 — нендентнфицированные

теля,

 

чувствительность.

После

компоненты;

5 — б у т н л а ц е т а т ;

8—днбутнло-

выхода прибора на режим вводят

вый эфир; 12 — бутнлметакрилат;

13—бутнл-

 

 

окснизобутнрат.

 

пробу

микрошприцем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание компонентов рссчитывают по методу внутреннего стандарта (см. гл. I ) .

Анализ ангидридов карбоновых кислот

Качество ангидридов определяют по внешнему виду, цвету, тем­ пературе кристаллизации или плавления, растворимости.

Определение содержания основного вещества

Для количественного определения ангидридов пробу подвер­ гают гидролизу и полученные кислоты титруют раствором щелочи. При наличии в ангидридах примесей соответствующих кислот для определения каждого из компонентов пользуются различными ме­ тодиками.

Согласно ГОСТ 7119—54 навеску ангидрида подвергают гид­ ролизу, затем кислоту титруют раствором едкого натра в присут­ ствии фенолфталеина. Вторую навеску подвергают этерификации безводным метанолом и после разбавления раствора водой его титруют так же, как и первую пробу. По разности между двумя результатами вычисляют содержание ангидрида в пробе. При рас­ чете учитывают степень этерификации ангидрида.

При содержании значительных количеств кислоты (более 1%) удобен метод параллельного титрования навесок ангидрида вод­ ным раствором • едкого натра и спиртовым раствором метилата натрия s o . В первом случае происходит полная нейтрализация ан-

125


гидрида и кислоты, во втором — при

взаимодействии ангидрида

с метилатом натрия — образуется соль

моноэфира, а кислота ней­

трализуется полностью. По результатам можно вычислить содер­ жание ангидрида и кислоты. Например, при титровании водным раствором NaOH на нейтрализацию малеинового ангидрида и малеиновой кислоты расходуется одинаковое количество титранта, в то время как при титровании метилатом натрия на титрование

кислоты расходуется

титранта вдвое больше, чем на ангидрид:

 

 

СН—СООН

 

 

 

 

CH—COONa

 

 

 

II

 

+

2NaOH —>•

||

+ 2 Н 2 0

 

 

4

С Н - С О О Н

 

 

 

 

CH—COONa

 

 

 

CH—СО

 

 

 

CH—COONa

 

 

 

 

>0 +

NaOCH3

— >

||

 

 

 

 

CH—СО

 

 

 

СН—СООСНз

 

 

Разность расхода титрантов пропорциональна молярному со­

держанию ангидрида.

 

 

 

 

 

 

 

 

Число молей ангидрида х (в %) может быть вычислено по фор­

муле

 

~

 

^ =

2 ( а - Ь )

. ш о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

где

а — объем

0,1 н. раствора

NaOH, израсходованного на титрование

пробы,

мл;

b — объем

0,1 н. спиртового раствора

ИаОСНз,

израсходованного на

титро­

вание пробы, мл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примесь свободной кислоты в ангидриде можно определить не­

посредственным

титрованием

раствором

туж-к-пропиламина

или

N-этилпиперидина 3 1 в

ацетоне.

 

 

 

 

 

Содержание ангидрида можно определить, подвергнув его дей­

ствию анилина

и определив

избыток

последнего3 2 .

 

Анализ фталевого ангидрида

Фталевый ангидрид представляет собой кристаллический белый порошок.

По ГОСТ 7119—54 фталевый ангидрид первого сорта должен удовлетворять следующим требованиям:

Содержание

фталевого

ангидрида, %,

не менее

99,7

Температура начала плавления, °С, не ниже

130,5

Содержание

фталевой

кислоты, %, не

более

0,3

Раствор 0,5 г фталевого ангидрида в 50 мл 5%-ного раствора едкого натра должен быть прозрачным и бесцветным.

Определение содержания фталевого ангидрида и фталевой кис­ лоты можно проводить любым из указанных выше методов.

г

Определение фталевой кислоты

Для определения содержания свободной кислоты в ангидриде используется различная растворимость ангидрида и кислоты в бен­ золе.

120