Определение карбоксильных групп с гидрокарбонатом натрия

По Вильсон

Метод основан на обратном титровании карбоксильных групп гидрокарбонатом натрия

Избыток гидрокарбоната натрия оттитровывают соляной кислотой

Подготовка целлюлозы к анализу. Воздушно-сухую целлюлозу предварительно обессмоливают экстрагированием органическими растворителями по обычной методике. Из обессмоленной целлюлозы приготавливают отливки и сушат на воздухе. Навеску воздушно-сухой целлюлозы в виде отливок массой около 2,5 г для обеззоливания помещают в коническую колбу вместимостью 500 см3, заливают 250 см3 раствора HCI концентрацией 0,1 моль/дм3 и хорошо взбалтывают. Массу выдерживают в течение 1 ч при комнатной температуре, затем целлюлозу отфильтровывают на воронке Бюхнера с полотняным фильтром и тщательно промывают теплой дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод. Обеззоленную целлюлозу подсушивают на воздухе.

Методика анализа. Целлюлозу после обеззоливания и подсушивания взвешивают и помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 с притертой пробкой, заливают пипеткой 50 см3 раствора гидрокарбоната натрия концентрацией 0,01 моль/дм3 и хлорида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, закрывают колбу и оставляют на 1 сут, периодически встряхивая. Затем массу отфильтровывают на сухом стеклянном пористом фильтре под вакуумом в чистую сухую отсосную колбу. Пипеткой отбирают 25 см3 фильтрата, переносят в коническую колбу вместимостью 250 см3 и титруют раствором соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3 с индикатором метиловым красным. По достижении переходной окраски раствор кипятят несколько минут для удаления CO2, быстро охлаждают под струей воды и затем титруют до изменения окраски в розовую. Параллельно титруют таким же образом 25 см3 раствора гидрокарбоната.

Количество карбоксильных групп СООН, ммоли на 100 г абсолютно сухой целлюлозы, рассчитывают по формуле

где а — расход раствора соляной кислоты концентрацией 0,01 моль/дм3 на титрование 25 см3 фильтрата, см3; b — то же на титрование 25 см3 раствора NaHCO3+ NaCI, см3; н — объем воды в навеске целлюлозы после обеззоливания и подсушивания, который рассчитывают по разности между массой целлюлозы после обеззоливания и подсушивания и массой абсолютно сухой целлюлозы до обеззоливания, см3; g — масса навески абсолютно сухой целлюлозы.

Определение карбоксильных групп фотоколориметрическим

Методом по Веберу

Метод основан на связывании карбоксильными группами основного красителя — метиленового голубого с последующим вытеснением связанного красителя соляной кислотой и фотоколориметрическим определением его количества и отсасывают воду. Затем закрывают кран на фильтре и обрабатывают волокно 25 см3 раствора метиленового голубого, при этом массу на фильтре перемешивают маленькой стеклянной палочкой. По истечении 10 мин открывают кран и отсасывают раствор красителя. Обработку повторяют несколько раз до тех пор, пока оптические плотности исходного раствора и фильтрата не сравняются. Для фотоколориметрирования отбирают пипеткой 2 см3 фильтрата, переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доводят до метки раствором соляной кислоты концентрацией 0,01 моль/дм3. Затем измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 600 нм или на фотоэлектроколориметре с оранжевым фильтром в кювете толщиной 10 мм. Таким же образом измеряют оптическую плотность исходного раствора. По окончании последней обработки тщательно отсасывают раствор красителя, вынимают окрашенную целлюлозу из фильтра, взвешивают и помещают в чистый стеклянный пористый фильтр с краном. После этого для извлечения МГ окрашенную целлюлозу подвергают следующей обработке:

1. Четырехкратной промывке порциями по 25 см1 раствора соляной кислоты концентрацией 0,01 моль/дм3 с перемешиванием по 5 мин при закрытом кране; фильтрат собирают в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доводят его объем раствором соляной кислоты концентрацией 0,01 моль/дм3 до метки.

2. Четырехкратной промывке порциями по 25 см3 раствора соляной кислоты концентрацией 0,01 моль/дм3 с перемешиванием по 10 мин; фильтрат собирают в мерную колбу вместимостью 100 см3.

3. Четырехкратной промывке порциями по 25 см3 раствор;: соляной кислоты в этаноле концентрацией 0,2 моль/дм' с перемешиванием по 10 мин; фильтрат собирают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и объем доводят до метки раствором соляной кислоты в этаноле концентрацией 0,2 моль/дм3.

После последней промывки, несмотря на бесцветный фильтрат, волокно может сохранять слабую окраску, обусловленную частично необратимым связыванием МГ. Однако удержанная масса красителя дает ошибку не более 1% от определяемого значения.

Промытое волокно помещают во взвешенный бюкс и высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы. Полученные фильтраты подвергают фотоколориметрированию; при этом фильтрат I разбавляют в 10 раз, а фильтраты II и III исследуют без разбавления. Растворы фотоколориметрируют, как было указано сыше,— измеряют оптические плотности и по соответствующим градуировочным графикам определяют массу МГ в каждом фильтрате.

Количество карбоксильных групп СООН, ммоли на If1O г абсолютно сухой целлюлозы, рассчитывают по формуле

где т, — масса МГ в фильтрате I, рассчитанная с учетом разбавления фильтрата, мг; т2 — масса МГ в фильтрате II, мг; т3 — масса МГ в фильтрате III, мг; ти — концентрация МГ в исходном растворе, мг/см3; —количество исходного раствора МГ, удержанное волокном, г; 1 мг МГ соответствует 0,14 мг СООН-групп.

Построение градуировочных графиков. Для построения градуированных графиков готовят эталонные растворы МГ в водном и этанольном растворах соляной кислоты. С этой целью 1 см3 раствора МГ концентрацией примерно 0,0005 моль/дм3 разбавляют в мерных колбах соответствующими растворами соляной кислоты в 50, 100, 200, 400 и 800 раз. Полученные растворы фотоколориметрируют по вышеуказанной методике. На основании средних данных пяти-шести параллельных определений строят градуировочные графики для растворов МГ в воде и в этаноле.