Количественный анализ стирола

Определение содержания стирола реактивом Кауфмана. В две ко­нические колбы с пришлифованными пробками емкостью по 250 мл от­вешивают на аналитических весах по 0,2 г стирола, приливают из бю­ретки по 30—35 мл реактива Кауфмана, взбалтывают и оставляют стоять в течение 5—10 мин. После этого в каждую колбу из мерного цилиндра прибавляют по 10—15 мл 10%-ного раствора иодистого ка­лия, разбавляют равным количеством воды, перемешивают и через 10—15 мин оттитровывают выделившийся иод 0,1 н. гипосульфитом, при­бавив в качестве индикатора несколько капель раствора крахмала. Параллельно ставят контрольный опыт.

Содержание стирола в процентах (х) вычисляют по формуле

_(д — 6)ft0,0052-100 X— ,

S

Тде а — объем 0,1 н. гипосульфита, израсходованного на титрование контрольной пробы, мл; b — объем 0,1 н. гипосульфита, израсходованно-' то на титрование пробы с навеской, мл; K — поправка к титру 0,1 н. гипосульфита; G — навеска стирола, г; 0,0052 — количество стирола, со­ответствующее 1 мл 0,1 н. гипосульфита,.г.

Приготовление реактива Кауфмана. Берут 13—14 вес. ч. бромистого калия, пред­варительно высушенного при 130° С, и растворяют в 100 вес. ч. перегнанного метило­вого спирта (выполнять в присутствии руководителя). Раствор фильтруют, затем к нему прибавляют 5,1 мл брома на 1 л раствора и оставляют стоять 12—15 дней, после чего устанавливают его титр. Титр устанавливают следующим образом: к 20 мл бромного раствора прибавляют несколько капель концентрированной соляной кислоты и 20 мл 10%-ного иодистого калия. Смесь разбавляют равным количеством воды и оттитровы­вают выделившийся иод 0,1 н. гипосульфитом. После того как титр реактива Кауфмана практически перестанет изменяться, его используют для анализа.

Определение содержания стирола по методу Вийса. При определе­Нии стирола по методу Вийса метиловый спирт заменяется четыреххло - ристым углеродом. В основе метода лежит реакция двойных связей с Хлоридом по схеме

С6Н5СН=СН2 + IC1 ->■ СбН5СН1-СН2С1 IC1+KI=I2 + KC1

I2+2Na2S203=2NaI-f Na2S406

Навеску стирола около 1 г (или около 10 г полистирола, если не­обходимо определить в нем свободный мономер), взвешенную с точ­ностью до 0,0002 г (во втором случае 0,01 г), вносят в мерную колбу, приливают 150—200 мл ССЦ и при помешивании растворяют мономер (или полимер). Затем добавляют ССЦ до метки и взбалтывают. В две конические колбы наливают по 10 мл (во втором случае 50 мл) приго­товленного раствора и по 10 мл раствора Вийса. Колбы закрывают пробкой, смоченной раствором KI, и помещают в темное место на 15 мин, затем добавляют 15 мл раствора KI и 100 мл дистиллированной воды. Содержимое колбы тщательно перемешивают и титруют раствором Na2S203, добавляя к концу титрования раствор крахмала.

В аналогичных условиях титруют контрольную пробу.

Содержание стирола (в %) вычисляют по формуле

(а — 6) ft-0,0052-100-250

X— ~ 1

50g

Где а и 6 —количество 0,1 н. раствора Na2S203, пошедшего на титро­вание контрольной и анализируемой проб, мл; k — поправка к титру 0,1 н. раствора Na2S203; 0,0052 — количество стирола, соответствующее 1 мл точно 0,1 н. раствора Na2S203, г; g— навеска полимера, г.

Приготовление раствора Вийса. В мерной колбе емкостью 1 л растворяют 8 г трех- хлористого или однохлористого иода и 9 г металлического иода в 300 мл СС14 и 700 мл - ледяной уксусной кислоты. Раствор фильтруют в склянку из темного стекла и хранят - в темном месте. Реактивом можно пользоваться через три дня после его приготовления. Все вещества для приготовления реактива должны быть химически чистые.

Определение стирола в дисперсионной среде методом некомпенса­ционного потенциометрического титрования. В стакан для титрования,, помещенный на магнитную мешалку, вливают 50 мл водно-спиртовой смеси и из капельницы по каплям вносят 1—2 г дисперсионной жидко­сти, взвешенной с точностью до 0,001 г, после чего титруют 0,1 н. раст­вором брома в ледяной уксусной кислоте. В аналогичных условиях титруют контрольную пробу (описание метода см. [5]).

Количественный анализ стирола

Рис. 14. Колба для титрования воды реактивом Фишера:

1 — платиновые электроды; 2 — микробю - Ретка; 3 — хлоркальциевая трубка; 4 — Пробка; 5 —магнитная мешалка

Рис. 15. Колба для отбора проб

В колбу для титрования (рис. 14), снабженную магнитной мешал - кой, наливают абсолютированный метанол или смесь метанола с мети - ленхлоридом (1:1 по объему) в количестве, необходимом для погруже­ния платиновых электродов. Реактивом Фишера оттитровывают воду, содержащуюся в растворителе, и воду, адсорбированную стенками со­суда и электродами. Сначала реактив приливают быстро (1 каплю в секунду), при этом стрелка микроамперметра очень слабо отклоняется от нулевого положения, при дальнейшем добавлении реактива стрелка амперметра начинает сильно колебаться. В это время подачу реактива производят медленно (1 каплю в 6—7 с). Титрование продолжают до тех пор, пока стрелка амперметра не установится на определенном деле-

Определение воды. Определение воды в мономере можно осущест­вить с помощью реактива Фишера на ручной или автоматической элект­рометрической установке.

Нни шкалы и останется в таком положении в течение 1 мин. Количество реактива, пошедшее на титрование, не фиксируют.

Для определения воды в мономере в колбу с оттитрованным раст­ворителем вносят через отверстие в пробке 4 (рис. 14) навеску анали­зируемого вещества, которую передавливают сухим инертным газом из колбы (рис. 15) и оттитровывают воду реактивом Фишера по описан­ному выше методу.

Вычисление водного эквивалента реактива К (г/мл) и содержание воды л; (вес. %) в анализируемой пробе производят по формулам:

„ Ь а/<100

К——; ----------------------------------- .

А 6[

Здесь Ь и Ь; — навески воды (в контрольном опыте) и анализируемой пробы, г; a, ai — количество реактива, затраченное на титрование навес­ки воды и анализируемой пробы.

Приготовление реактива Фишера. В склянку из темного стекла. вносят 85 г метал­лического иода (предварительно измельченного и высушенного в эксикаторе иад СаСЬ в течение 48 ч), 265 мл абсолютированного пиридина. Склянку закрывают пробкой, оставляют при комнатной температуре и периодически взбалтывают до полного раство­рения иода. Затем в раствор вносят 665 мл абсолютированного метанола, закрывают пробкой и взбалтывают.

После перемешивания пробку из склянки вынимают и склянку быстро закрывают пробкой с двумя стеклянными трубками (предварительно тщательно высушенными), соединенными предварительно высушенным резиновым шлангом (рис. 15).

Склянку с содержимым помещают в холодную воду со льдом и реактив при охлаждении насыщают SO2, сняв при этом резиновый шланг с наружных концов стек­лянных трубок. S02 вводят в склянку через длинную трубку до тех пор, пока вес склян­ки с содержимым не увеличится на 65—75%.

Определение чистоты стирола криоскопическим методом. Метод ос­нован на зависимости температуры замерзания стирола от содержания в нем примесей и прежде всего воды и этилбензола.

Смесь из ацетона и четыреххлористого углерода в соотношении 1 : 1 помещают в сосуд Дьюара и охлаждают сухим льдом до —42° С. Стирол (10 мл) заливают в чистую и сухую пробирку, помещенную в охлаждающую смесь (рис. 16). В пробирку опускают термометр и сле­дят за понижением температуры. Когда температура понизится до —30° С, начинают перемешивание и фиксируют понижение температу­ры с точностью до 0,01° С через каждые 30 с. При охлаждении темпера­тура падает до минимума, затем быстро поднимается и снова начинает опускаться. Фиксируют несколько точек при падении температуры. В координатах время — температура строят кривую зависимости темпера­туры от времени охлаждения. Температуру замерзания стирола находят по кривым, приведенным на рис. 17. Для этого продолжают кривую охлаждения твердого вещества до пересечения с кривой охлаждения жидкости. Точка пересечения является температурой замерзания.

Содержание стирола х (%) вычисляют по формуле (5) .

Х= 100 + 2,47[ -1 + (- 30,63)],

Где T — температура замерзания анализируемого стирола; —30,63 — температура замерзания 100%-ного стирола; 2,47 — количество приме­си этилбензола, понижающее температуру замерзания стирола на 1°, %.

Определение дивинилбензола в стироле спектрофотометрическим ме­тодом. Метод основан на различном поглощении света дивиншибензолом и стиролом в ультрафиолетовой области спектра при А,=313 нм [8] [5].

Количественный анализ стирола

Рис. 16. Прибор

Для определения температуры за­мерзания стирола

Для построения градуировочных графиков приготовляют ряд эта­лонных растворов стирола с содержанием дивинилбензола 0,001; 0,003; 0,004; 0,005; 0,006; 0,008; 0,01%.

Количественный анализ стирола

Рис. 17. Зависимость температуры замерза­ния стирола от времени охлаждения: 1 — кривая охлаждения жидкости; 2 — кривая пе­реохлаждения жидкости; 3 — кривая охлаждения твердого вещества

Оптическая плотность чистого стирола D0=0,215 при Я=313 мкм для толщины слоя 5 мм. Измерения D О производят по отношению к од­ному кварцевому окошку.

Значения оптической плотности D для дивинилбензола в зависимо­сти от его содержания в эталонных растворах [5] приведены ниже:

Содержание дивинилбензола в стиро­ле, % , .... , 0,001 0,003 0,004 0,005 0,006 0,008 0,010

Оптическая плотность,, , . . „, 0,180 0,500 0,660 0,820 0,980 1,306 1,60»

На основании этих данных строят градуировочный график, отклады­вая по оси абсцисс содержание дивинилбензола (в %), а по оси орди­нат оптическую плотность D, измеренную по отношению к чистому стиролу при Я=313 им для толщины слоя 5 мм.

Определение гидрохинона. Стирол не должен содержать гидрохино­на. Для проведения пробы к 5 мл стирола добавляют 5 мл раст­вора NaOH и смесь взбалтывают. При отсутствии гидрохинона нижний слои не дает окраски. Если появляется желтая окраска, то стирол от­
мывают от гидрохинона раствором NaOH, как указано выше. При этом: гидрохинон кислородом воздуха окисляется в хинон:

2С6Н4 (ОН)2 + 02 ->■ 2С6Н402 + 2Н20

Оставить комментарий