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

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

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