способ раздельного определения 0-2- этилгексилметилфосфонатов цинка и кальция в препарате "стабфон"

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ O-2-ЭТИЛГЕКСИЛМЕТИЛФОСФОНАТОВ ЦИНКА И КАЛЬЦИЯ В ПРЕПАРАТЕ "СТАБФОН" путем титрования, отличающийся тем, что две пробы препарата растворяют в смеси хлороформа и этилового спирта в объемном соотношений 1 : 0,6 - 0,8, к одной растворенной пробе добавляют избыток водного раствора фторида калия или натрия, добавляют воду, буферный раствор с рН 9,5 - 10,0 и титруют в присутствии индикатора эриохрома черного Т 0,05 М раствором динатриевой соли этилендиамин-N, N, N", N"-тетрауксусной кислоты и рассчитывают массовую долю О-2-этилгексилметилфосфоната цинка, к другой растворенной пробе добавляют воду, буферный раствор с рН 9,5 - 10,0 и титруют в присутствии этиохрома черного Т 0,05 М раствором динатриевой соли этилендиамин-N, N, N", N"- тетрауксусной кислоты и рассчитывают суммарную массовую долю О-2-этилгексилметилфосфонатов цинка и кальция и массовую долю О-2-этилгексилметилфосфоната кальция определяют по разности второго и первого результатов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к раздельному определению 0-2-этилгексилметилфосфонатов цинка и кальция в препарате "Стабфон".

"Стабфон" является активатором разложения порофоров (киккеров) - вспенивателей при производстве определенных видов линолеума и сбоев.

"Стабфон" имеет следующий состав, мас. % :

0-2-этилгексилметилфосфонат цинка

(CHPC₈H₁₇)₂Zn 10-15

0-2-этилгексилметилфосфонат кальция

(CHPC₈H₁₇)₂Ca 20-30

Метилфосфонат калия однозамещенный

CHPH 7-10

Диизооктилфталат

С₆Н₄(СО₂С₈Н₁₇)₂ 40-50

Известен способ определения солей Zn²⁺ и Ca²⁺ путем титрования кислотой в неводном растворителе [1] .

Недостатком способа является его неселективность, т. к. при этом определяется также метилфосфонат калия. Наиболее близким является способ определения солей Са²⁺ и Zn²⁺, основанный на сожжении пробы вещества, растворении золы в соляной кислоте и разбавлении раствора до определенного объема водой. В пробе раствора устанавливают рН 9,1-9,3, прибавляя к раствору диэтаноламин, титруют при непрерывном перемешивании и Т = = 295 2 К потенциометрически с насыщенным каломельным электродом и ионселективным Са-электродом с особой мембраной 0,01 М раствором ЭДТА в 1М растворе диэтаноламина, находя суммарное содержание Са²⁺ и Zn²⁺ в пробе. Дан состав мембраны ионселективного электрода.

В другой пробе исходного раствора прямым потенциометрическим измерением Са-селективным электродом марки CS АО 250797 определяют концентрацию Са²⁺ и по разности рассчитывают содержание.

Указанный способ имеет следующие недостатки.

Первая его стадия - полная минерализация пробы путем сожжения является длительной операцией, требующей специальной аппаратуры.

Суммарное определение Са и Zn методом потенциометрического титрования предполагает использование особого Са-селективного электрода со специальной мембраной, селективной не только к Са²⁺ но и к Z²⁺. Такие электроды нашей промышленностью не выпускаются.

Прямое потенциометрическое измерение концентрации Са²⁺ с помощью Са-селективного электрода также требует соответствующей аппаратуры, предварительного построения градуировочного графика и выполнения измерений в водном растворе, не содержащем никаких компонентов, способных образовать пленку на поверхности электрода.

Целью изобретения является упрощение способа раздельного определения 0-2-этилгексилметилфосфонатов цинка и кальция в препарате "Стабфон".

Поставленная цель достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.

Навеску образца растворяют в смеси хлороформ-этиловый спирт, добавляют избыток раствора фторида калия или натрия для связывания катионов Са²⁺, энергично перемешивают, добавляют дистиллированную воду, буферный раствор (рН 9,5-10,0) и титруют 0,05 М раствором ди-Nа-ЭДТА в присутствии индикатора эриохрома черного Т.

По данным титрования рассчитывают массовую долю 0-2-этилгексилметилфосфоната цинка.

Другую навеску образца растворяют в смеси хлороформ-этиловый спирт, добавляют дистиллировыанную воду, буферный раствор (рН 9,5-10,0) и титруют 0,05 М раствором ди-Nа ЭДТА в присутствии индикатора эриохрома черного Т.

По данным титрования рассчитывают суммарную массовую долю 0-2-этилгексилметилфосфонатов цинка и кальция.

Массовую долю 0-2-этилгексилметилфосфоната кальция рассчитывают по разности результатов титрования без добавки и с добавкой фторида калия или натрия.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного рядом признаков.

Вместо типичных для органических соединений длительных и обстановочных методов минерализации с целью определения в них катионов различных металлов предлагаемый способ использует простое растворение навески образца.

Подобран растворитель - смесь хлороформ-этанол в объемном соотношении 5: 3, обеспечивающий полное растворение навески препарата и последующее извлечение катионов Zn²⁺ и Ca²⁺ в водную фазу, что облегчается введением смешивающегося с водой растворителя - этанола.

Предложен прямой метод определения Zn²⁺ в смеси с Са²⁺.

Для устранения мешающего влияния Са²⁺ используется простой способ связывания его в труднорастворимый фторид, не реагирующий с раствором ди-Nа-ЭДТА, поэтому не требующий длительной операции отфильтрования и промывания осадка. Этот способ маскировки кальция в литературе не описан.

Таким образом, предлагаемый способ отвечает критерию "новизна".

Существенными отличиями от прототипа являются замена минерализации простым растворением образца, замена потенциометрических определений, требующих специальной аппаратуры, более простым и быстрым визуальным титрованием и замена прямого инструментального метода определения Са²⁺прямым визуальным титрованием.

Выполнение анализа.

1. Определение массовой доли 0-2-этилгексилметилфосфоната цинка.

В коническую колбу вместимостью 250 см³ вносят навеску анализируемого образца массой 0,400-0,5000 г, добавляют цилиндром 8 см³смеси хлороформ-этиловый спирт в объемном соотношении 5: 3 и перемешивают до растворения навески. Приливают цилиндром 10 см³ 1,5% -ного раствор фторида калия или натрия и энергично перемешивают в течение двух минут. Затем прибавляют 80 см³ дистиллированной воды, 5 см³ буферного раствора (рН 9,5-10,0), 0,7 г индикаторной смеси эриохрома черного Т и титруют раствором ди-Nа-ЭДТА концентрации 0,05 моль/дм³ до перехода розовофиолетовой окраски водного слоя в устойчивую голубовато-синюю окраску, сохраняющуюся при энергичном перемешивании в течении 30 сек. При этом хлороформный слой сохраняет слабую розово-фиолетовую окраску. Массовую долю 0-2-этилгексилметилфосфоната цинка (Х₁) в процентах рассчитывают по формуле:

X₁= где 0,02399 - масса 0-2-этилгексилметилфосфоната цинка, соответствующая 1 см³ раствора ди-Nа-ЭДТА концентрации точно 0,5 моль/дм³ г/см³; V - объем раствора ди-Nа-ЭДТА, израсходованный на титрование, см³;

К - коэффициент поправки раствора ди-Nа-ЭДТА; m - масса навески образца, г.

Определение суммарной массовой доли Zn и Са-солей в условном пересчете на 0-2-этилгексилметилфосфонат кальция.

В коническую колбу вместимостью 250 см³ вносят навеску анализируемого образца массой 0,4000-0,5000 г, добавляют цилиндром 8 см³смеси хлороформ - этанол (5 : 3) и перемешивают до растворения навески. Затем прибавляют 90 см³ дистиллированной воды, 5 см³ буферного раствора (рН 9,5-10,0), 0,1 г индикаторной смеси эриохрома черного Т и титруют раствором ди-Nа-ЭДТА концентрации 0,05 моль/дм³ до перехода розово-фиолетовой окраски водного слоя в устойчивую голубовато-синюю, сохраняющуюся при энергичном перемешивании в течение 30 с. Хлороформный слой при этом не имеет розово-фиолетовой окраски.

Суммарную массовую долю Zn и Са-солей в условном пересчете н 0-2-этилгексилметилфосфонат кальция (х) в процентах рассчитывают по формуле:

X= где 0,02273 - масса 0-2-этилгексилметилфосфоната кальция, соответствующая 1 см³ раствора ди-Nа-ЭДТА концентрации точно 0,05 моль/дм³, г/см³; V - объем раствора ди-Na-ЭДТА, израсходованный на титрование, см³; К - коэффициент поправки раствора ди-Na-ЭДТА; m - масса навески образца, г.

Расчет массовой доли 0-2-этилгексилметилфосфоната кальция, в процентах рассчитывают по формуле:

Х₂= X - X₁ 0,9473 где Х - суммарная массовая доля Zn и Са-солей в условном пересчете на 0-2-этилгексилметилфосфонат кальция % ; Х₁ - массовая доля 0-2-этилгексилметилфосфоната цинка, % ; 0,9473 - фактор пересчета массовой доли 0-2-этилгексилметилфосфоната цинка в массовую долю 0-2-этилгексилметилфосфоната кальция, равный отношению их молярных масс = 0,9473 . Для доказа- тельства правильности предлагаемого метода анализа были составлены и проанализированы искусственные смеси из всех компонентов, входящих в состав препарата "Стабфон". Результаты анализа искусственных смесей представлены в табл. 1. Данные анализа лабораторных образцов препарата представлены в табл. 2.

Данные табл. 1 подтверждают правильность разработанного метода анализа.

Как видно из табл. 2, предлагаемый метод дает вполне удовлетворительную воспроизводимость результатов анализа, причем метод пригоден не только в заданном интервале концентраций (10-15% по Zn-соли и 20-30% и по Са-соли), но и в более широком диапазоне концентраций каждой из определяемых солей (оп. 17-20). Окончательные результаты статистической обработки данных анализа 35 лабораторных образцов препарата и метрологические характеристики МВИ представлены в табл. 3 и 4.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в использовании доступных дешевых реактивов, отсутствии сложных дорогостоящих приборов, быстроте и надежности анализа. (56) Денеш И. Титрование в неводных средах. М. : Мир, 1971, с. 282-287.

Новоллова И. М. Заводская лаборатория, 1989, 53, N 12, с. 9-10,