способ определения массовой доли основного вещества в полигексаметиленгуанидингидрохлориде

Формула изобретения

Способ определения массовой доли основного вещества в полигексаметиленгуанидингидрохлориде титрометрическим методом, отличающийся тем, что первоначально титруют водный раствор полигексаметиленгуанидингидрохлорида с определением содержания общей массовой доли хлора, после чего титруют полигексаметиленгуанидингидрохлорид, растворенный в смеси воды, пиридина и ацетона, взятых в объемном соотношении 1:1:3, с определением содержания массовой доли хлора в примесях, окончательное определение массовой доли хлора осуществляют на основании разности между полученными значениями с последующим расчетом содержания основного вещества.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу на содержание хлора в полигексаметиленгуанидингидрохлориде, выпускаемым под торговой маркой Полисепт.

Полигексаметиленгуанидингидрохлорид представляет собой водорастворимый хлорсодержащий полимер с молекулярной массой порядка 10000 с формулой (-NH-С=(NH·HCl)-NH-(CH ₂)₆-)_n, в котором хлор находится в составе комплексной соли хлористого водорода с сильным основным азотом соединения. Полигексаметиленгуанидингидрохлорид обладает ярко выраженными антисептическими свойствами и нашел широкое применение в качестве дезинфицирующего, антимикробного и моющего средства в медицине, пищевой промышленности, ветеринарии, сфере обслуживания, в качестве добавки в водные красящие составы и побелку. Особенностью технологии получения указанного продукта является то, что по окончании синтеза в его составе в качестве побочных продуктов реакции присутствуют соли гидрохлоридов исходных аминов. К настоящему времени не были разработаны специальные методики определения содержания массовой доли примесей в указанном продукте и основного вещества, что служит серьезным препятствием в отработке технологии его получения высокого качества и специфики его применения.

Из предшествующего уровня техники известны различные способы определения массовой доли основного вещества в полимерах, в том числе по содержанию функциональных групп и содержанию отдельных элементов в функциональных группах с последующим расчетом содержания основного вещества (Анализ полимеризационных пластмасс / авт. Г.С.Поповой и др. - Л.: Химия, 1988, авт. св. СССР №474734, опубл. 1975 г.).

Определение массовой доли основного вещества в хлорсодержащих полимерах (сополимерах, олигомерах) оценивают по содержанию хлора (Анализ полимеризационных пластмасс / авт. Г.С.Поповой и др. - Л.: Химия, 1988, Методы количественного элементного микроанализа / авт. Н.Э.Гельман и др. - М.: Химия, 1987 г.).

Известен способ определения массовой доли хлора в органических соединениях и полимерах, описанный в монографии "Методы количественного элементного микроанализа" / авт. Н.Э.Гельман и др. - М.: Химия, 1987 г.). Указанный способ заключается в сжигании полимера в атмосфере кислорода, обработке полученных газообразных продуктов водным раствором гидроокиси натрия с дальнейшим титрованием полученного раствора нитратом двухвалентной ртути с индикатором - дифенилкарбазоном. Общим недостатком указанных способов является его низкая точность при применении к анализу полимеров, содержащих большое количество хлорсодержащих примесей.

Наиболее близким решением к заявляемому является способ определения хлора в хлорсодержащих полимерах, переведенных в водный раствор потенциометрическим титрованием полученного раствора нитратом двухвалентной ртути с индикатором - дифенилкарбазоном (Методы количественного элементного микроанализа / авт. Н.Э.Гельман и др. - М.: Химия, 1987 г.). Основной причиной, препятствующей достижению обозначенного ниже технического результата, является отсутствие выбора растворителя, способного создать условия для количественного определения содержащегося в примесях хлора на фоне хлора, связанного с основным веществом полигексаметиленгуанидингидрохлорида.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание метода анализа содержания массовой доли основного вещества в полимере, который может содержать определенное количество хлорсодержащих примесей, т.е. продукта, не прошедшего специальную стадию очищения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности определения содержания массовой доли основного вещества в полигексаметиленгуанидингидрохлориде.

Указанный технический результат достигается за счет определения массовой доли основного вещества в полигексаметиленгуанидингидрохлориде путем первоначального титрования его водного раствора с определением содержания общей массовой доли хлора, последующего титрования полигексаметиленгуанидингидрохлорида, растворенного в смеси воды, пиридина и ацетона, взятых в объемном соотношении 1:1:3, с определением массовой доли хлора в примесях и окончательного определения массовой доли хлора в основном веществе на основании разности между полученными значениями с последующим расчетом содержания основного вещества.

Учитывая следующие факторы:

Полигексаметиленгуанидингидрохлорид является водорастворимым полимером и имеет в своем составе, как отмечено выше, функциональные аминные группы, блокированные соединением хлора; полигексаметиленгуанидингидрохлорид имеет четкую формулу мономерного звена; титрометрический метод является наиболее точным, авторы изобретения осуществили разработку способа определения массовой доли основного вещества по оценке содержания связанного хлора в функциональной аминной группе полигексаметиленгуанидингидрохлорида и хлорсодержащих примесях титрометрическим методом. В результате дополнительных исследований был найден состав комплексного растворителя, включающий воду, пиридин и ацетон, взятых в объемном соотношении 1:1:3, что дало возможность определить содержание хлора в хлорсодержащих примесях прямым титрованием водного раствора полигексаметиленгуанидингидрохлорида водным раствором гидроокси натрия по фенофталеину. Таким образом, определив содержание массовой доли хлора непосредственно в полигексаметиленгуанидингидрохлориде, содержащем хлорсодержащие примеси, и отдельно - в хлорсодержащих примесях, можно последующим расчетным методом с высокой точностью определить содержание массовой доли хлора непосредственно в основном веществе полигексаметиленгуанидингидрохлорида с дальнейшим расчетом содержания основного вещества.

Изобретение осуществляют следующим образом.

Готовят водный раствор заданной концентрации С полигексаметиленгуанидингидрохлорида. Аликвотную часть раствора титруют водным раствором нитрата двухвалентной ртути заданной нормальности N в присутствии индикатора - дифенилкарбазона. В аналогичных условиях проводят холостой опыт. Массовую долю хлора Cl (в процентах) рассчитывают по формуле:

где V_o и V _x - расход водного раствора нитрата ртути на титрование соответственно рабочего и холостого опытов, см ³;

N - действительная нормальность водного раствора нитрата ртути, г·экв/дм³;

m - навеска раствора полигексаметиленгуанидингидрохлорида, г;

С - концентрация полигексаметиленгуанидингидрохлорида в водном растворе, г/г;

35,45 - эквивалентная масса хлора.

Отбирают аликвотную часть приготовленного ранее раствора заданной концентрации С полигексаметиленгуанидингидрохлорида, добавляют пиридин и ацетон до объемного соотношения по воде 1:1:3, с последующим титрованием водным раствором гидроокиси натрия заданной нормальности в присутствии фенолфталеина. Параллельно проводят холостой опыт.

Массовую долю хлора в технических примесях Cl _пр (в процентах) рассчитывают по формуле:

где V_o и V _x - расход водного раствора гидроксида натрия на титрование соответственно рабочего и холостого опытов, см ³;

N - действительная нормальность водного раствора гидроксида натрия, г·экв/дм³;

m - навеска раствора полигексаметиленгуанидингидрохлорида, г;

С - концентрация полигексаметиленгуанидингидрохлорида в водном растворе, г/г;

35,45 - эквивалентная масса хлора.

На основании двух определений содержания массовой доли хлора: массовой доли хлора в полигексаметиленгуанидингидрохлориде, содержащем примеси ( Cl) и отдельно в технических примесях (Cl _пр), массовая доля основного вещества в полигексаметиленгуанидингидрохлориде Х (в процентах) рассчитывается по формуле:

где 35,45 и 177,7 - эквивалентные массы соответственно хлора и элементарного звена полигексаметиленгуанидингидрохлорида.

Конкретная реализация способа иллюстрируется следующим примером.

Пример 1 (по заявляемому способу). Готовили водный раствор полигексаметиленгуанидингидрохлорида растворением навески полигексаметиленгуанидингидрохлорида 0,9617 г в 18,1720 г воды с концентрацией С (г/г):

Содержание хлора в полигексаметиленгуанидингидрохлориде, содержащем примеси, определяли титрованием 1,0237 г полученного раствора 0,01927 N водным раствором нитрата двухвалентной ртути 0,01927 N с индикатором - дифенилкарбазоном:

Содержание хлора в примесях - гидрохлоридах аминов - определяли титрованием 5,1021 г раствора полигексаметиленгуанидингидрохлорида после добавления 5 см³ пиридина и 15 см ³ ацетона водным раствором гидроокиси натрия 0,1193 N:

Расчет массовой доли основного вещества в полигексагуанидингидрохлориде производится следующим образом:

Сравнительный пример (в соответствии в решением прототипа). Готовили водный раствор полигексаметиленгуанидингидрохлорида растворением навески 0,9617 и 18,1720 г воды с концентрацией 0,0503 г/г. Содержание хлора определяли путем титрования водным раствором нитрата двухвалентной ртути 0,01927 N с индикатором - дифенилкарбазоном. Расчет массовой доли основного вещества Х определяли по вышеприведенной формуле.

Результаты двух параллельных определений массовой доли основного вещества в полигексагуанидингидрохлориде в трех технологических пробах (примеры 1, 2, 3) по заявляемому способу и в соответствии с решением прототипа приведены в таблице. Показатель точности (в процентах) оценивали по отклонению полученных результатов среднего значения массовой доли основного вещества Х_ср.

Таблица
№№ примеров	Массовая доля основного вещества, %		Точность, %
	Х
	По заявляемому способу	По решению прототипа
	90,4	90,1
1	Хср=90,1	Хср=90,4	0,3
	89,8	90,7
	87,1	88,0
	Хср=87,3	Х ср=87,8	0,5
2	87,5	87,6
	97,2	96,6
3	Хср =96,8	Хср=96,2	0,6
	96,4	95,8

Как видно из показаний таблицы, отклонение средних результатов анализа показателя массовой доли основного вещества в полигексаметиленгуанидингидрохлориде по заявляемому способу и в соответствии в решением прототипа составляет менее 0,6%, что свидетельствует о высокой аналитической точности заявляемого способа.

Источники информации

1. Анализ полимеризационных пластмасс / авт. Г.С.Поповой и др. - Л.: Химия, 1988 г.

2. Авт. св. СССР №474734, опубл. 1975 г.

3. Методы количественного элементного микроанализа / авт. Н.Э.Гельман и др.: М.: Химия, 1987 г.