Файл: Абрамян А.А. Совместное количественное микроопределение элементов в органических соединениях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.07.2024

Просмотров: 99

Скачиваний: 0

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

хорошим окислителем, но и поглотителем. Выяснено, что продукт термического разложения (если распад пермангана­

та калия

проводился при температуре 300—500°) задержи­

вает двуокись углерода

благодаря наличию в его составе

манганата

калия 2 М.ПО4 ). Дальнейшее изучение показало,

что после

прокаливания перманганата

калия до 900— 1000°

в продукте термического

разложения

не обнаруживается

следов К2МПО4.

 

 

Результаты рентгеноструктурного и химического анали­ зов приготовленного нами продукта термического разложе­ ния перманганата калия привели к заключению, что в своем составе он содержит: К2О, Мп02, Мп20 3 и МП3О4, причем из двух последних преобладает МП3О4. Приготовленный про­

дукт термического разложения перманганата калия гигрос­ копичен, поэтому его следует хранить в закрытых резиновы­ ми пробками стеклянных банках. Перед использованием катализатор сожжения некоторое время нагревают в трубке для сожжения с целью удаления влаги.

Проведенный нами эксперимент по окислению фторорганических веществ, содержащих в своем составе трифторметильные группы, показал, что окисление этих соединений при помещении в окислительную зону продукта термическо­ го разложения перманганата калия происходит полностью при скорости кислорода 12— 13 млімин. При более высоких скоростях наблюдается неполное окисление. Вероятно, при более быстром -токе кислорода время пребывания продуктов термического распада в окислительной зоне недостаточно для полного завершения реакции окисления.

Полное окисление галоген- и серусодержащих веществ в присутствии продуктов термического разложения перман­ ганата калия также происходит только при скорости кисло­ рода не более 15 мл/мин.

Изучение поглотительной способности продукта терми­ ческого разложения перманганата калия показало, что при

температуре

400 — 450° и выше он

поглощает

галогены

(включая и фтор) и их соединения,

окислы азота, фосфора,

серы и HgO

(механически). Наиблагоприятной

температу­

рой, при которой количественно поглощаются галогены и их соединения, а также окислы азота, серы и фосфора и при

этом

результаты анализа по углероду и водороду получают­

ся в

пределах допустимых отклонений, является 400 — 450°.

 

33

3—573


Если нагрев катализатора

сожжения

вести при более

низкой температуре, скажем,

в пределах

280 — 400°, то в

этом температурном интервале результаты анализа по водо­ роду близки к теоретическим расчетам, но данные анализа по углероду получаются ниже теоретических. Это объясняет­ ся тем, что в указанном температурном интервале вода не поглощается катализатором сожжения, тогда как двуокись углерода поглощается. При нагревании же катализатора сожжения выше 450° данные анализа по углероду часто получаются выше теоретических расчетов вследствие того, что при низкой температуре (в период приготовления и хра­ нения) катализатор сожжения поглощает двуокись углеро­ да и при температуре выше 450° под током кислорода К2СО3.

частично разлагается, выделяя некоторое количество СО?. Последний, поглощаясь поглотителем двуокиси углерода,, повышает результаты процентного содержания углерода в веществе. Это подтверждено опытами.

Результаты анализа по углероду и водороду, в зависи­ мости от температурного режима, приведены в табл. 1. Из таблицы видно, что наиболее благоприятным температурным

интервалом

является

400 — 450°,

при котором

данные по

углероду и

водороду

получаются

в допустимых

пределах

ошибок от теоретического (±0,30%), а при температуре вы­ ше или ниже полученные результаты по углероду колеблют­

ся и не совпадают с теоретическими

в пределах

1,5 — 2,5%.

При температуре выше 450° иод в йодсодержащих органи­

ческих соединениях количественно не

поглощается

и, выходя

из трубки для сожжения, задерживается в поглотительных

аппаратах воды и частично двуокиси углерода,

тем самым

завышая результаты анализа по водороду и

углероду

(табл. 2).

 

Итак, чтобы избежать завышенных результатов по угле­ роду при определении углерода и водорода в иодсодержащих органических соединениях, необходимо: а) перед началом анализа катализатор сожжения, т. е. продукт термического разложения перманганата калия, накаливать при темпера­ туре 700 — 800° при токе кислорода 35 мл/мин, для освобож­ дения от следов влаги и С02, поглощенных из воздуха (это производится один раз при наполнении новой трубки для сожжения); б) строго следить, чтобы продукт термического разложения перманганата калия нагревался в пределах

400 — 450°.

34


Одним из действующих факторов при определении угле­ рода и водорода в органических соединениях является скорость тока кислорода. Наша задача заключалась в изу­ чении результатов, полученных при различных скоростях тока кислорода, с целью выбора самой подходящей скорости, при которой ошибки анализов по углероду и водороду полу­ чаются в допустимых пределах. Результаты проведенных опытов обобщены в табл. 3.

Вещество

■ClCHjCOOH

ВгС6Н4СООН

в

 

Навеска

м г

\

4,216

3,824

4,317

5,026

 

 

С в %

в

=:

найдено

J

разница

1

 

 

 

и

 

 

 

2

о)

 

 

24,41 —1,28

25,39

24,08 -1 ,3 1

41,01 - 0 ,7 8

41,79 40,69 -- Ы 0

В Ы Ч И С - 1 лено

3,17

2,48

 

Таблица

1

1Н в «і

Темпера­

найдено

разница

турный

 

 

режим

 

3,38

+ 0,21

 

 

3,40 + 0 ,2 3

1 О

о

 

 

2,51 + 0 ,0 3

соо 0 со О о

 

 

2,80 + 0 ,3 2

 

 

'ClCHjCOOH

6,250

 

25,17 —0,22

 

3,05

4,785

25,39

25,47

+ 0 ,0 8

3,17

3,36

 

ВгС6Н4СООН

4,975

 

41,60

—0,18

 

2,44

4,743

41,79

41,81

+ 0,12

2,48

2,29

 

С1СН2СООН

3,786

25,39

28,01 + 2 ,6 2

3,17

3,43

5,118

27,27 + 1 ,8 8

2,98

 

 

 

ВгСбН4СООН

4,291

41,79

44.03 + 2 ,2 4

2,48

2,62

3,711

43,92 + 2 ,1 3

2,29

 

 

 

ClCHjCOOH

4,101

25,39

26,89 + 1 ,5 0

3,17

3,50

4,270

27,40 +2»01

3,29

 

 

 

—0,12 + 0 ,1 9

400—450°

- 0 ,0 4 —0,19

+ 0 ,2 6

—0,19

500—650°

гО- н—1 -

+ 0 ,1 9

+ 0 ,3 3

- ОСЛоо

+ 0 ,1 2

Установлено при этом, что в случае анализа хлор- и 'бромсодержащих органических соединений скорость тока кислорода можно выбрать в довольно широком интервале— 10 — 30 мл/мин. При сожжении иодорганических соединений скорость тока кислорода должна быть 10— 15 мл!мин. При

35


Вещество

в

 

 

Навеска

мг

1вычис­ лено

С в %

О

£

то

разница

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

Н"в %

 

 

 

1

 

Темпера -

О

С?

найдено

разница

турный

О

 

 

 

3

а)

 

 

режим

 

 

 

 

 

,

 

 

(C6h 5)4ni

 

6 >1542

39,44 + 1 ,7 9

7,54 —0,24

 

5,450

37,35

7,78

 

 

40,21 + 2 ,8 6

8,50 +0,72

 

 

 

37,15 + 3 ,9 9

500—550°

(CH3)3NCH,CCl=

4,321

6,19 + 0 ,3 2

 

33,16

5.S7

1

=С (СН 3)2

5,011

38,37 +5,21

6,80 + 0 ,3 9

(C6H3)4N!

 

4,757

45,47 “f-S >4/

8,38 -4-0,60

 

5,670

37,35

7,78

 

 

43,19 + 5 ,8 4

9,21 + 1 ,4 3

 

 

5,121

39,71 + 6 ,5 5

600-650°

(CH3)3N'CH,CCi

7,01 -4-1,14

 

33,16

5.S7

1

=С (СН 3),

4,366

40,13 + 6 ,9 7

7,96 + 2,09

более высокой скорости катализатор-поглотитель не успева­ ет количественно поглощать иод, в результате чего данные анализа по углероду-и водороду получаются выше теорети­ ческих.

При сожжении фторорганических

соединении самая

подходящая скорость тока

кислорода

8 — 12 мл/мин. При

более высокой скорости по

углероду получаются колеблю­

щиеся данные. В случае сожжения серуорганпческих соеди­ нений наиблагоприятная скорость тока кислорода 10

20 мл/мин. Неполучение удовлетворительных результатов ана­ лиза при скорости тока кислорода выше указанной объясняет­ ся тем, что окислы серы не успевают поглощаться продуктом термического разложения перманганата калия и вне погло­ тителя соединяясь с водой образуют серную кислоту, кото­ рая осаждается в поглотительном аппарате воды.

Из приведенных , данных следует, что скорость тока кислорода в 10 — 15 мл/мин можно считать общей для всех перечисленных выше случаев.

Проведенные нами опыты показали, что продукт терми­ ческого разложения перманганата калия количественно

36


Вещество

С1СН,СООН

ВгС6Н4СООН

<c 6h 5)4ni

(-c f 2—c f 2-)2

h , n c 6h 4s o 3h

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

­

инм!лм

Навескав гм

вычис­ лено

найдено

разница

вычис­ лено

найдено

разница

Скорость кислотока родав

 

 

 

 

С в 96

 

 

Н в

%

10

 

3.878

 

25,37

-0,02

 

2.96

—0,21

10

 

3.759

 

25,64 + 0,25

 

3,45 + 0 ,2 8

15

 

3.620

 

25,42 + 0 ,0 3

 

3,43 + 0 ,2 8

20

 

4.028

25,39

25,62

-0,23

3,17

3,42

+ 0,25

30

 

4,249

 

24,90 + 0 ,4 9

 

3,01

- 0 ,1 6

35

'

4,115

 

25,14

-0,25

 

3,11

-0 ,0 6

35

4,426

 

25,59 + 0 ,2 0

 

3,51

+ 0 ,3 4

10

 

5,301

 

42,85 + 0 ,0 6

 

2,61

-р0*13

12

 

4,358

 

42,07

г0,28

 

2,75 + 0 ,2 7

20

 

3,978

41,79

42,10

41.31'

2,48

2,49

+0,01

25

 

4,320

41,95

L-0,16

2,70 + 0 ,2 2

35

 

4,320

 

42.16

[-0,37

 

2,63 -1-0,15

35

 

3,224

 

42,27

41,48

 

2-83 + 0 ,3 5

40

 

3,190

 

42,36

-0,57

 

2,98 + 0 ,5 0

6

 

4,411

 

36,96

-0,39

 

7,71

- 0 ,0 1

6

 

4,366

 

37,18

-0,17

 

7,49

—0,29

10

 

5,222

 

37,57 _ -0,22

-[>СО

7,68

- 0 ,1 0

10

 

5,090

37,35

37,50 + 0 ,1 5

7,69

- 0 ,0 9

13

 

3,889

 

37,63 + 0 ,2 8

 

7,79

+ 0 ,0 1

20

 

4,138

 

40,30 + 2 ,9 5

 

8,20

+ 0,42

20

 

4,115

 

41,02 + 3,18

 

7,95

+ 0 ,1 7

30

 

4,730

 

39,92

-2,64

 

7,88

+ 0,10

8

 

4,706

 

24,09

-0,09

 

0,16

+ 0,16

10

 

5,165

 

23,91

-0,09

 

12

 

4,058

 

23,79

-0,21

 

0,20

+ 0 ,2 0

14

 

4,950

24,00

24,30 _

-0,30

0,00

0,25

+ 0 ,2 5

14

 

4,667

24,31 + 0,31

0,27

-{-0 >2/

15

 

5,602

 

23,80

-0,20

 

0,22

-+0,22

25

 

5,558

 

23,91

-0,09

 

0,10

+ 0 ,1 0

27

 

4,175

 

23,57

-0,43

 

37

 

4,104

 

23,61

-0,39

 

0,28

+ 0 ,2 8

12

 

4,678

 

41,68 + 0,11

 

4,23 + 0 ,1 9

15

 

4,800

 

41,43

-0.14

 

3,89

—0,15

20

 

4,010

 

41,53

-0,04

 

4,18

+ 0 ,1 4

25

 

4,593

41,57

41,21

-0,36

4,04

4,26

+ 0 ,2 2

30

 

4,190

41,29

-0,28

4,63

+ 0 ,5 9

33

 

4,505

 

41,30

-0,27

 

4,70

+ 0 ,6 6

35

 

5,576

 

41,39

-0,18

 

4,73

+ 0 ,6 9

37