Анализ акрилонитрила

Для идентификации акрилонитрила используют его реакцию с пиперидином или морфолином, которая приводит к образованию β-пиперидинпропионитрила, и в частности его морфолинового аналога. Эти нитрилы как сильные основания образуют затем с пикриновой кислотой хорошо кристаллизующиеся соли с четко выраженной точкой плавления (пикрат β-пиперидинпропионитрила плавится при 161—162°, пикрат морфолинового производного — при 138—140°). Этой реакции не препятствуют ни органические растворители, ни метакрилонитрил, который почти не реагирует с пиперидином; осложнение вносят сильные кислоты и основания.

Количественное определение акрилонитрила производят либо методом Кьельдаля, либо методом гидролиза. В первом случае поступают обычным образом, во втором акрилонитрил гидролизуют, нагревая его с разбавленной щелочью, выделяющийся аммиак поглощают отмеренным количеством серной кислоты, избыток которой оттитровывают раствором едкого натра. Поскольку акрилонитрил является легкотекучим соединением, навеску его для анализа берут в тонкостенной ампуле, которую разбивают, встряхивая ее в колбе с хорошо пришлифованной пробкой и содержащей этиловый спирт с растворенным в нем небольшим кусочком натрия. Спиртовый раствор оставляют стоять в течение одного часа. За это время происходит присоединение молекулы спирта по месту двойной связи акрилонитрила с образованием β-этоксипропионитрила. Последний имеет более высокую температуру кипения, нежели акрилонитрил, так что при его гидролизе потери за счет летучести почти не происходят.

На подобном принципе основано количественное определение небольших концентраций акрилонитрила в воздухе. Мономер, содержащийся в отмеренном объеме воздуха, абсорбируют концентрированной серной кислотой. Затем смесь выливают в колбу и подщелачивают. После прибавления порошкообразной меди (ингибитор) акрилонитрил действием перекиси водорода превращают в акриламид, который гидролизуется при нагревании, и образовавшийся аммиак определяют почти таким же способом, как и в предыдущем случае.

Следующие два способа аналитического определения основаны на количественных реакциях присоединения по двойной связи мономера. Первый из них — йодометрический способ, описанный в разделе, посвященном акрилатам. По второму способу пользуются двумя вариантами в зависимости от того, работают ли с большей (30—200 мг) или меньшей (2—30 мг) навеской. В качестве реактива применяют спиртовый раствор н-додецилмеркаптана точной концентрации; выбор последнего обусловлен тем, что, во-первых, его присоединение по двойной связи акрилонитрила в присутствии следов щелочи протекает количественно, во-вторых, он легко окисляется в дисульфид, например:

Согласно первому варианту, избыток сульфида определяют йодометрическим титрованием; по второму варианту проводят амперометрическое титрование избытка меркаптана раствором азотнокислого серебра с применением вращающегося платинового электрода по Кольтгофу:

Последний способ можно применять для определения акрилонитрила в сильно окрашенных растворах. В этом случае определяют избыток додецилмеркаптана потенциометрическим титрованием на серебряном электроде в присутствии уксусной кислоты. Раствор азотнокислого серебра (0,1 н.) готовят на смеси равных количеств этилового и изопропилового спиртов.

Для быстрого и достаточно точного определения мономера используют полярографический метод, основанный на восстановлении акрилонитрила на насыщенном каломелевом электроде. Анализ проводят при строго определенной температуре (от 20 до 30°), поскольку точность его зависит от изменения температурного коэффициента. Навеску свежеперегнанного акрилонитрила (0,01—0,03 г) растворяют в 100 мл 0,02 М раствора йодистого тетраметиламмония. Этим методом нельзя пользоваться в тех случаях, когда акрилонитрил загрязнен нитрилом молочной кислоты, который в этих условиях тоже восстанавливается. Присутствие других нитрилов не является помехой.

Для непрерывного аналитического контроля производства пользуются инфракрасной спектрометрией, однако этот анализ связан с необходимостью применения дорогостоящей аппаратуры.

Copyright © 2007-2013 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить контрольную по химии