Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА В ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ВАННАХ ПРОИЗВОДСТВА УКСУСНОГО АНГИДРИДА И УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ
СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА В ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ВАННАХ ПРОИЗВОДСТВА УКСУСНОГО АНГИДРИДА И УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА В ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ВАННАХ ПРОИЗВОДСТВА УКСУСНОГО АНГИДРИДА И УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: способ предназначен для селективного определения Co (III) в присутствии Co (II) в окислительных ваннах производства уксусного ангидрида и уксусной кислоты. Способ основан на измерении светопоглощения комплекса Co (III) с ацетальдегидом в области 360 - 365 нм относительно раствора сравнения, содержащего уксусный ангидрид и уксусную кислоту. Затем готовят раствор ацетата меди в смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты с содержанием ацетата меди, равным содержанию его в окислительной ванне, измеряют оптическую плотность этого раствора при 360 - 365 нм и рассчитывают разность оптических плотностей растворов пробы и ацетата меди. Содержание Co (III) в пробе рассчитывают по величине разности оптических плотностей с использованием предварительно построенного калибровочного графика. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2017137
Класс(ы) патента: G01N21/33
Номер заявки: 4878786/25
Дата подачи заявки: 21.09.1990
Дата публикации: 30.07.1994
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт химии Саратовского государственного университета им.Н.Г.Чернышевского
Автор(ы): Ястребова Н.И.; Плетнева Э.В.; Борисова С.В.
Патентообладатель(и): Ястребова Надежда Ивановна; Плетнева Эмма Васильевна; Борисова Светлана Владимировна
Описание изобретения: Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к фотометрическим способам определения трехвалентного кобальта.
При получении уксусного ангидрида и уксусной кислоты методом жидкофазного окисления ацетальдегида применяется каталитическая система, содержащая ацетаты кобальта (0,5-2,5 г/л) и меди (до 3 г/л) в смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты (5:1). В процессе окисления ацетальдегида (при пропускании через катализатор) кобальт (II) частично или полностью переходит в кобальт (III). Валентное состояние кобальта играет большую роль в протекании процесса.
Основные методы количественного определения трехвалентного кобальта-титриметрические и фотометрические [1]. Однако применить тритриметрические методы для определения Co(III) в окислительных ваннах производства уксусного ангидрида и уксусной кислоты не удалось, так как ацетальдегид в каталитической системе в присутствии кислорода воздуха образует перекисные соединения, которые окисляют не только кобальт (II) до кобальта (III), но и другие вводимые восстановители (FeSO4, KI), делая невозможным применение известных титриметрических методов для определения Co(III).
Большинство известных фотометрических способов позволяет определять или двухвалентный кобальт или суммарное содержание кобальта. Такие распространенные реагенты, как нитрозо-Р-соль, α-нитрозо- β-нафтол, "тетра", позволяют определять только суммарное содержание кобальта. Описаны способы определения кобальта, основанные на предварительном окислении кобальта (II) до кобальта (III) и взаимодействии с различными реагентами [1].
Практически во всех приведенных способах определению кобальта (III) мешает медь, которая содержится в окислительной ванне. Это делает невозможным применение известных фотометрических методов для определения содержания Co(III) в окислительных ваннах.
Наиболее близок к изобретению - способ фотометрического определения кобальта в окислительных ваннах производства уксусного ангидрида и уксусной кислоты [2]. Способ заключается в добавлении к анализируемой пробе реагента "тетра", установлении pH 7,0, фотометрировании при 600 нм. По величине оптической плотности судят о содержании кобальта. Недостатком этого способа является определение суммарного содержания кобальта.
Цель изобретения - разработка простого, селективного способа определения трехвалентного кобальта в окислительных ваннах производства уксусного ангидрида и уксусной кислоты.
Поставленная цель достигается тем, что пробу анализируемого раствора окислительной ванны фотометрируют при длине волны 350-370 нм относительно раствора сравнения, содержащего смесь уксусного ангидрида и уксусной кислоты (в отношении 5:1, как в рабочем растворе по технологии производства). По результатам измерения оптической плотности определяют содержание кобальта (III) в растворе.
Было проведено спектрофотометрическое изучение каталитической системы. Раствором сравнения служила смесь уксусного ангидрида и уксусной кислоты.
В присутствии ацетальдегида образуется новое соединение кобальта, характеризующееся двумя новыми полосами λ1= 340 нм b λ2=610 нм. В спектре промышленной ванны наблюдаются эти же максимумы.
Длина волны 600-610 нм является характеристичной для соединений кобальта (III). Но в этой области имеет сильное поглощение ацетат меди, который входит также в окислительную ванну, поэтому использовать длину волны 610 нм нельзя. Ультрафиолетовые спектры различных соединений кобальта (III) различны, что связано с различной природой лигандов. Соединение кобальта (III) с ацетальдегидом имеет еще один максимум поглощения 340 нм. Этот максимум является специфическим для соединения кобальта (III) с ацетальдегидом. Поэтому он был выбран для фотометрического определения кобальта в ванне. Измерения можно проводить в интервале длин волн 340-370 нм, однако при 340 нм достаточно сильное поглощение имеет ацетальдегид, содержание которого в системе нельзя учесть, а при 370 нм снижается чувствительность определения (уменьшается оптическая плотность).
Для фотометрирования выбрана длина волны 364 нм в связи с тем, что доступные фотоэлектроколориметрические приборы ФЭК-56 и КФК-2У имеют такой светофильтр, а также при этой длине волны достаточно высока чувствительность и мало поглощение ацетальдегида.
В этой области ацетат меди имеет также слабое поглощение, которое можно учесть. Содержание ацетата меди в окислительной ванне составляет 3 г/л. Готовят раствор ацетата меди с содержанием 3 г/л, измеряют оптическую плотность при λ=364 нм (l=1 мм). Оптическая плотность составляет 0,075. Эту величину вычитают из значения оптической плотности пробы. Колебания оптической плотности, вызванные колебаниями концентрации ацетата меди, составляют ±0,03, что составляет менее 10% от оптической плотности пробы и, следовательно, ошибка определения будет тем меньше, чем выше оптическая плотность пробы, но не более 7-8%.
Для получения стандартного раствора проводили окисление ацетата кобальта (II) ацетальдегидом в присутствии воздуха.
П р и м е р 1. Построение градуировочного графика.
Готовится стандартный раствок кобальта (II) Co(CH3COO)2˙4H2O из расчета наличия основного вещества 99,5%, содержащий 2,5 мг/мл кобальта. Для этого навеску 1,060 г ацетата кобальта растворяют в 5 мл концентрированной уксусной кислоты при слабом нагревании в мерной колбе вместимостью 100 мл, доводят до метки смесью уксусный ангидрид (УА) + уксусная кислота (УК). Для построения градуировочного графика в мерные колбы вместимостью 25 мл помещают 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 стандартного раствора ацетата кобальта, добавляют 5 мл смеси УА+УК (5:1), 6 мл ацетальдегида, энергично встряхивают 2 ч на автоматической мешалке, доводят до метки смесью УА+УК, перемешивают. Получаются растворы с содержанием кобальта (III) 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 г/л. Измеряют оптическую плотность растворов на КФК-2 при λ=364 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя l= 1 мм. Раствор сравнения - смесь УА+УК (5:1). Строят градуировочный график.
П р и м е р 2. Определение содержания кобальта (III) в окислительной ванне. Для определения содержания кобальта (III) в ванне отбирают из нее пробу, помещают в кювету (l=1 мм), измеряют оптическую плотность при λ=364 нм. Параллельно измеряют оптическую плотность холостого раствора ацетата меди с содержанием 3 г/л (0,075 г ацетата меди растворяют в мерной колбе вместимостью 25 мл в смеси УА+УК). Содержание кобальта (III) (г/л) определяют по градуировочному графику по разности оптических плотностей пробы и холостого раствора ацетата меди.
В табл.1 приведены результаты определения кобальта (III) в промышленной окислительной ванне и лабораторной ванне предлагаемым способом и известным фотометрическим способом с "тетра" [2] по суммарному содержанию кобальта.
Кобальт в окислительной ванне весь находится в трехвалентном состоянии.
П р и м е р 3. Приготовлены ванны с различным содержанием кобальта и концентрацией ацетальдегида 20 об.%. Определено содержание Co(III) сразу после приготовления и после стояния в течение нескольких суток при ограниченном и свободном доступе воздуха. Определение проводили, как в примере 2. Результаты представлены в табл.2.
Двухвалентный кобальт присутствует в ванне при недостатке в системе кислорода воздуха.
Формула изобретения: СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА В ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ВАННАХ ПРОИЗВОДСТВА УКСУСНОГО АНГИДРИДА И УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ, заключающийся в том, что отбирают пробу и измеряют оптическую плотность, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и селективного определения Co (III), измеряют оптическую плотность пробы при 360 - 365 нм относительно раствора сравнения, содержащего уксусный ангидрид и уксусную кислоту, готовят раствор ацетата меди в смеси уксусного ангидрида и уксусной кислоты с содержанием ацетата меди, равным содержанию его в окислительной ванне, измеряют оптическую плотность этого раствора при 360 - 365 нм, определяют разность оптических плотностей для растворов пробы и ацетата меди , по величине которой с использованием предварительно построенного калибровочного графика рассчитывают содержание Co (III).