Файл: Аймухамедова Г.Б. Пирролидонкарбоновая кислота (свойства, применение, способы ее получения и определения).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.08.2024
Просмотров: 81
Скачиваний: 0
контроле производства пирролидонкарбоновой кислоты оста ется открытым, так как эти методы либо требуют больших затрат, либо трудновыполнимы в условиях заводских л а б о р а торий, а в некоторых случаях при совместном присутствии в растворе .глутаминовой и пирролидонкарбоновой кислоты — совсем неприемлемы.
Кондуктометрический метод |
|
|
определения |
пирролидонкарбоновой |
кислоты |
В последнее время |
в практике заводских |
лабораторий все |
чаще стали применяться физические методы анализа . Наибо
лее удобными и доступными считаются |
электрометрические |
|||||||||||
методы |
анализа |
|
и |
прежде всего — потеициометрическое и |
||||||||
кондуктометрическое |
титрование. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Так, |
постадийный |
аналитический |
контроль |
промежуточ |
||||||||
ных продуктов |
в |
химико-фармацевтических |
производства* |
|||||||||
рекомендуется проводить с |
помощью |
|
кондуктометрического |
|||||||||
титрования [78—80]. |
В гидролизной |
промышленности кон |
||||||||||
дуктометрическое |
титрование |
используется |
для |
определения |
||||||||
серной |
кислоты |
и сульфата |
кальция |
[81], |
в |
свеклосахарном |
||||||
производстве — для |
определения содержания |
золы |
в мелассе |
|||||||||
и белом сахаре [82, 83]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
О б щ а я электропроводность |
раствора |
зависит |
от |
концент |
||||||||
рации |
имеющихся |
в |
нем ионов, но изменение |
электропровод |
ности происходит только за счет изменения концентрации тех ионов, которые в процессе титрования вступают в реакцию с добавляемым соединением, что и используется при кондуктометрии. Результаты изменения электропроводности и расход
титрующего |
раствора в ы р а ж а ю т графически системой коор |
|
динат «электропроводность — объем |
титрующего раствора» |
|
определенной |
концентрации. Кривые |
кондуктометрического |
титрования для каждого вещества, в зависимости от его хи
мической природы и активности, |
имеют свой характерный |
вид, |
||||||
что |
дает возможность |
проводить их одновременное раздель |
||||||
ное |
определение при |
совместном присутствии в растворе. В |
||||||
то |
ж е время |
кривые |
кондуктометрического титрования |
одно |
||||
го |
и того ж е |
вещества в |
зависимости от условий титрования |
|||||
могут сильно |
отличаться |
друг |
от |
друга. Н а м и |
рассмотрено |
|||
несколько вариантов |
раздельного |
определения |
глутаминовой |
ипирролидонкарбоновой кислот.
Да н н ы х по кондуктометрическому титрованию пирроли донкарбоновой и глутаминовой кислот в литературе не встре тили, поэтому первоначально было проведено кондуктометр li
re
ческое титрование растворов указанных кислот. При этом вы явлен характер кондуктограмм и их характерные точки. Кис
лоты титровались растворами гидроокисей |
натрия |
и бария |
||||
различной нормальности, а т а к ж е раствором |
соляной |
кисло |
||||
ты в избытке гидрата аммония по нижеописанной |
методике. |
|||||
В наших работах был использован |
кондуктометр |
марки |
||||
М М 34-59 |
с датчиком, |
включающим |
сосуд |
с |
исследуемым |
|
„ раствором |
и платиновые |
электроды. |
Прибор |
предназначен |
для измерения сопротивления растворов электролитов, прове дения кондуктометрического титрования и определения кон
центрации |
растворов. |
|
|
|
|
Исходные вещества брались в виде растворов |
определен |
||
ной |
нормальности: |
пирролидонкарбоновая кислота в виде |
||
0,1 |
н. или |
1,0 н. растворов, а глутаминовая — 0,5 н. Растворы |
||
глутаминовой кислоты |
из-за легкой п о р а ж а е м о е ™ |
микроорга |
||
низмами |
были всегда свежеприготовленными. В |
сосуд для |
титрования переводилось определенное количество исследуе мого раствора. Объем доводился до 200 мл дистиллированной водой и датчик подключался к прибору. Раствор перемеши вался магнитной мешалкой и добавлялся из бюретки через определенные промежутки времени. Отсчет величины сопро тивления исследуемого раствора производился по показанию индикатора баланса в окнах трехдекадного безреактивного магазина сопротивления (переключателей плеча сравнения'). Показания трех окон умножались на множитель, подобран ный ручкой переключателя плеча отношения моста. Получен ная величина сопротивления раствора в данный момент пере водилась в электропроводность, по которой и строились гра фики кондуктометрического титрования.
В случае титрования смеси кислот в сосуд для титрования отмерялось определенное количество раствора обеих кислот. Объем раствора дополнялся водой до 200 мл. При таком раз
бавлении |
взятого раствора в ы д е р ж и в а л а с ь необходимая раз |
||||
ница в |
концентрации |
титрующего |
и титруемого |
растворов |
|
[84—85]. |
Поправочный |
коэффициент титрующих |
растворов |
||
проверялся кондуктометрическим титрованием. |
|
||||
К р и в а я кондуктометрического титрования пирролидонкар |
|||||
боновой |
кислоты растворами |
NaOH |
и В А ( О Н ) о характеризу |
||
ется, по |
нашим данным |
тем, |
что в |
начале титрования проис |
ходит некоторый спад электропроводности. Такое явление на
блюдается при кондуктометрическом |
титровании |
едким нат |
||||||
ром |
сравнительно |
слабой |
кислоты, |
например, |
|
уксусной |
||
(рис. |
28) [87, |
97]. |
В этом |
случае |
первоначально |
в |
растворе |
|
присутствуют |
как |
ацетат-ионы, так |
и ионы водорода |
в незна- |
79
/
Рис. 28. Кривая коидук-
/тометрического титрова ния уксусной кислоты
/ |
раствором |
едкого наг- |
|
ра |
[871. |
чительных количествах. Электропроводность при нейтрализа ции едким натром вначале уменьшается за счет замены под
вижного |
иона |
Н + (>.=349,8) |
менее подвижным Na+(>. = 50,1) |
[87]. По |
мере |
накопления в |
растворе уксуснокислого натрия, |
степень диссоциации которого во много раз выше степени дис
социации уксусной кислоты, электропроводность |
повышается. |
|||
Очевидно, при |
титровании |
пирролидонкарбоновой |
кисло |
|
ты гидроокисью |
натрия здесь |
так же, как и в |
примере |
с ук |
сусной кислотой при добавлении едкого натра происходит за мена более подвижных ионов менее подвижными и электро проводность уменьшается, а затем по мере количественного накопления в растворе анионов пирролидонкарбоновой кисло ты и катионов натрия электропроводность, правда, незначи тельно начинает увеличиваться.
В тех случаях, когда на титрование берется малое коли чество пирролидонкарбоновой кислоты, нарастание электро проводности настолько незначительно, что второй отрезок кон-
I
в
о.ог
0.01
О In № ( • ! !
о
Рис. 29. Кривая кондуктометрического титрования пирролидонкар боновой кислоты 0,1 н. NaOH.
80
|
Рис. 30. Кривая кондуктометрлческого титрования |
||||
|
пирролидонкарбоновой |
кислоты 0,2 и. Ва(ОН)2 . |
|
||
д у к т о г р а мм |
пирролидонкарбоновой кислоты идет |
параллель |
|||
но оси |
расхода |
гидроокиси |
натрия (рис. 29) или |
гидроокиси |
|
бария |
(рис. |
30). |
При титровании пирролидонкарбоновой кис |
||
лоты раствором |
соляной кислоты в избытке гидроокиси аммо |
ния участок кондуктограмм, относящийся к пирролидонкар
боновой кислоте, заключен м е ж д у отрезками |
кондуктограмм |
|||||||
избытка аммиака и соляной кислоты. |
|
|
|
|
|
|||
При кондуктометрическом |
титровании |
глутаминовой |
кис |
|||||
лоты гидроокисью натрия или |
бария, |
а т а к ж е |
соляной |
кисло |
||||
той в избытке аммиака получаются |
кондуктограммы, |
отлич |
||||||
ные от |
кондуктограмм пирролидонкарбоновой |
кислоты |
(ри |
|||||
сунки |
31, 32). Из приведенных |
рисунков |
видно, |
что при |
тит |
ровании глутаминовой кислоты соответствующий ей участок кондуктограммы, как и у пирролидонкарбоновой кислоты, имеет точку перегиба еще до точки эквивалентности. Н о эта точка перегиба обычно соответствует половинному количеству глутаминовой кислоты, взятой на титрование. К а к видно из рисунков 31, 32, при титровании глутаминовой кислоты гид роокисями натрия и бария электропроводность увеличивает-
Рис. 31. Кривая кондуктометрического титрова ния глутаминовой кислоты 0,2 н. NaOH,
6 2367
I
0,04-
0,03
0,02
0,0!
|
|
|
|
|
|
0.2 и 6^P"!, |
|
|
Рис. 32. Кривая кондуктометрического титрования |
|
|||||
|
глутаминовой кислоты 0,2 к. Ва(ОН)2 . |
|
|||||
ся, причем при |
титровании |
второй |
половины взятого коли |
||||
чества |
кислоты |
нарастание |
электропроводности |
несколько |
|||
больше. |
Такой |
вид |
кондуктограмм |
обусловлен |
двуоснов- |
||
ностью |
глутаминовой |
кислоты и |
различными значениями р К |
||||
д л я к а ж д о й кислотной |
группы. |
|
|
|
|||
П р и |
титровании глутаминовой |
кислоты соляной |
кислотой |
в избытке гидроокиси аммония участок кондуктограммы, от носящийся к глутаминовой кислоте, сохраняет вышеуказан ный перегиб и заключен м е ж д у отрезками кондуктограмм из бытка а м м и а к а и соляной кислоты.
В настоящее время установлено, что подвижность ионов в растворе смеси электролитов отличается от подвижности ио нов в чистой воде, а ионы, не принимающие участия в реакции («посторонние» ионы), оказывают существенное влияние на углы, под которыми пересекаются отрезки кондуктограмм в точках эквивалентности. Чем выше концентрация «посторон них» ионов, тем меньше относительное изменение электропро водности раствора, т. е. тем меньше углы наклона ветвей в точках их пересечения и тем труднее или вообще невозможно провести кондуктометрическое титрование [84, 87]. Поэтому, после выявления характерных особенностей кондуктограмм пирролидонкарбоновой и глутаминовой кислот в описанных
выше условиях, |
нами |
был |
проведено |
кондуктометрическое |
||||||
титрование раствора, содержащего смесь этих кислот |
в про |
|||||||||
бе. Установлено, |
что |
при |
кондуктометрическом |
титровании |
||||||
гидроокисями натрия |
(рис. |
33) и бария вначале оттитровы- |
||||||||
вается пирролидонкарбоновая |
кислота, |
а |
затем |
глутамино |
||||||
в а я . |
В случае титрования |
этих кислот |
соляной |
кислотой в |
||||||
избытке |
а м м и а к а |
вначале |
оттитровывается |
избыток |
аммиа |
|||||
ка, |
затем |
глутаминовая и |
пирролидонкарбоновая |
кислоты, |
||||||
т. е. участок кондуктограммы, |
отвечающий глутаминовой кис- |
82