Определение примесей в технических целлюлозах (стр. 3 из 5)
Общее содержание лигнина будет равно сумме кислотонерастворимого и кислоторастворимого лигнинов
5. Определение жесткости целлюлозы по перманганатному числу
Жесткость целлюлозы по перманганатному числу — это показатель качества, зависящий от содержания остаточного лигнина и определяемый по расходу раствора перманганата калия концентрацией 0,1 моль/дм3 на окисление лигнина в 1 г абсолютно сухой целлюлозы в условиях, установленных стандартом и предусматривающих 50%-ное поглощение перманганата калия. Расход раствора перманганата калия определяют иодометрическим методом
Для образцов целлюлозы с разным содержанием лигнина, чтобы поддерживать %-ное поглощение перманганата калия в конце реакции, подбирают массу навески целлюлозы в пределах от 0,1 до 10 г.
В случае, когда содержание лигнина неизвестно, проводят предварительное определение расхода раствора перманганата калия в соответствии с изложенной ниже методикой анализа. Если он выходит за пределы 30...70%, но находится в интервале 10...80%, массу навески можно рассчитать по формуле
где m50 — масса абсолютно сухой целлюлозы для 50%-ного поглощения перманганата калия, г; тх— масса "абсолютно сухой целлюлозы при х%-ном поглощении перманганата калия, г; G— фактор пересчета.
Фактор пересчетаG
| Поглощение перманганата калия,% | Gпри увеличении поглощения KMriO4 на 1, 2, 3....% | |||||||||
| 0 | I | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 10 20 30 40 50 60 70 | 5,69 2,69 1,74 1,27 1,00 0,82 0,70 | 5,13 2,55 1,68 1.24 0,98 0,81 0,69 | 4,67 2,43 1,62 1,21 0,96 0,79 0,68 | 4,29 2,31 1,57 1,18 0,94 0,78 0,67 | 3,96 2,21 1,52 1,15 0,92 0,77 0,66 | 3,67 2,11 1.47 1,12 0,90 0,75 0,65 | 3,42 2,03 1,43 1,09 0,89 0,74 0,64 | 3,21 1,95 1,39 1.07 0,87 0,73 0,63 | 3,01 1,87 1,35 1,05 0,85 0,72 0,62 | 2,841,80-1,311,020,840,710,61 |
Ниже приводятся две методики определения жесткости целлюлозы по перманганатному числу — методика ГОСТ 10070— 74 и Международного комитета анализов целлюлозы.
Методика анализа. Массу навески выбирают с учетом вышеприведенных указаний.
А. Подготовленную навеску воздушно-сухой небеленой целлюлозы разбивают в 270 см3 дистиллированной воды в гидрораэбивателе с частотой вращения 112..,118 с-1 до исчезновения комков, избегая разрезания волокон, Полученную массу переносят в реакционный стакан вместимостью 1 дм3. Сосуд, в котором разбивали массу, тщательно ополаскивают 100 см3 воды, которую также выливают в реакционный стакан. Пробу целлюлозы в стакане размешивают мешалкой до исчезновения комков массы. Не прерывая размешивания массы, приливают к ней смесь, состоящую из 50 см3 раствора перманганата калия концентрацией 0,1 моль/дм3 и 50 см3 раствора серной кислоты концентрацией 4 моль/дм3,- предварительно отмеренных пипетками в отдельный стакан. Одновременно с приливанием смеси в реакционный стакан включают секундомер. Стакан из-под смеси ополаскивают 30 см3 дистиллированной воды, которую также выливают в реакционный стакан, после чего общий объем жидкости в последнем должен составить 500 см3. Через 5 мин с момента приливания смеси замеряют температуру содержимого стакана. Реакция должна протекать при температуре °С. Точно через 10 мин от начала реакции в реакционный стакан добавляют мерным цилиндром 10 см3 раствора иодида калия концентрацией 1 моль/дм' для прекращения реакции окисления лигнина. Не прерывая размешивания, выделившийся свободный иод титруют раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,2 моль/дм3 до соломенного цвета, затем добавляют 5... 10 капель 0,5%-ного раствора крахмала и продолжают титрование до обесцвечивания смеси.
Параллельно определяют расход тиосульфата натрия на титрование контрольной пробы. Для этого в реакционный стакан наливают 370 см3 дистиллированной воды и смесь, состоящую из 25 см3 раствора перманганата калия концентрацией 0,1 моль/дм3, 25 см3 дистиллированной воды и 50 см3 раствора серной кислоты концентрацией 4 моль/дм3, предварительно отмеренных пипеткой в другой стакан. Стакан из-под смеси ополаскивают 30 см3 дистиллированной воды, которую также выливают в реакционный стакан. Затем сразу же добавляют цилиндром 10 см3 раствора иодида калия концентрацией 1 моль/дм3 и при непрерывном перемешивании оттитровывают выделившийся иод раствором тиосульфата концентрацией 0,2 моль/дм3. Реакция должна протекать при температуре °С.
Б. При анализе полуцеллюлозы берут 100 см3 раствора перманганата калия концентрацией 0,1 моль/дм3, 100 см3 раствора серной кислоты концентрацией 4 моль/дм3 и 20 см3 раствора иодида калия концентрацией 1 моль/дм3. Общий объем должен составлять 1000 см3. Остальные условия анализа сохраняются неизменными.
При определении расхода раствора тиосульфата натрия на титрование контрольной пробы берут 50 см3 раствора перманганата калия концентрацией 0,1 моль/дм3, 50 см3 дистиллированной воды и 100 см3 раствора серной кислоты концентрацией 4 моль/дм3.
В. При анализе целлюлоз с небольшим содержанием лигнина подготовленную навеску разбивают в 100 см3 дистиллированной воды в гидроразбивателе до исчезновения комков, избегая разрезания волокон. Полученную массу переносят в реакционный стакан вместимостью 500 см1. Сосуд, в котором разбивали массу, тщательно ополаскиваютє0см3 дистиллированной воды, которую также выливают в реакционный стакан.
Пробу целлюлозы в реакционном стакане размешивают мешалкой до однородной массы. После этого, не прерывая размешивания, приливают к массе смесь, состоящую из 20 см3 раствора перманганата калия концентрацией 0,05 моль/дм3 и 20 см3 раствора серной кислоты концентрацией 4 моль/дм3, предварительно отмеренных пипетками в отдельный стакан, и одновременно включают секундомер. Стакан из-под смеси ополаскивают 30 см3 дистиллированной воды, которую также выливают в реакционный стакан. Общий объем жидкости в реакционном стакане должен составлять 200 см3. Через 5 мин с момента приливания смеси замеряют температуру реакции, которая должна протекать при °С.
Через 10 мин от начала реакции в реакционный стакан добавляют мерным цилиндром 5 см3 раствора иодида калия концентрацией 1 моль/дм3 для прекращения реакции окисления лигнина. Не прерывая перемешивания, выделившийся свободный иод титруют раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,05 моль/дм3 в присутствии 0,5%-ного раствора крахмала до обесцвечивания смеси. Расход раствора перманганата калия на навеску целлюлозы должен составлять примерно % заданного на реакцию. Параллельно определяют расход раствора тиосульфата натрия на титрование контрольной пробы. Для этого в реакционный стакан наливают 130 см3 дистиллированной воды и смесь, состоящую из 10 см3 раствора перманганата калия концентрацией 0,05 моль/дм3, 10 см3 дистиллированной воды и 20 см3 раствора серной кислоты концентрацией 4 моль/дм3, предварительно отмеренных в стакан. Стакан из-под смеси ополаскивают 30 см3 дистиллированной воды, которую также выливают в реакционный стакан. Затем сразу добавляют 5 см3 раствора иодида калия концентрацией 1 моль/дм3 и при непрерывном перемешивании оттитровывают в присутствии крахмала выделившийся иод раствором тиосульфата натрия концентрацией 0,05 моль/дм3. Температура реакции при определении контрольной пробы должна быть °С.
А. Жесткость целлюлозы по перманганатному числу вычисляют по формуле
где d— коэффициент пересчета на 50%-ный расход перманганата калия, определяемый по табл. 3.3 в зависимости от значения и; т — масса абсолютно сухой целлюлозы, г; /0,1, где b— расход раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 на титрование контрольной пробы, см3; а — расход раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 на титрование рабочей пробы, см3; с — концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3.
6. Определение остаточного лигнина в технических целлюлозах УФ-спекрофотометрическим методом в кадоксене
Беленые и небеленые целлюлозы со сравнительно невысоким содержанием остаточного лигнина полностью растворяются в кадоксене и полученные растворы используют для УФ-спектрофотометрического определения лигнина. Измерение оптической плотности можно проводить только при длине волны около 280 им. Использовать более интенсивный максимум УФ-поглощения лигнина при длине волны 203...208 нм невозможно, так как кадоксен поглощает УФ-лучи в этой области, тогда как поглощение в области 280 нм незначительно. Экстрактивные вещества необходимо из исследуемой целлюлозы удалить предварительно. УФ-спектрофотометрический метод особенно ценен для беленых целлюлоз, для которых определение перманганатных чисел не пригодно, так как лигнин уже окислен отбеливающими реагентами. Этот метод позволяет определять остаточный лигнин в беленых целлюлозах при его массовой доле не менее 0,05%. Поскольку между концентрацией лигнина в кадоксеновом растворе и оптической плотностью последнего соблюдается прямолинейная зависимость, для расчета концентрации лигнина можно применять градуировочные графики или удельные коэффициенты поглощения. При малом содержании лигнина в беленых целлюлозах, когда оптическая плотность оказывается ниже 0,1, второй способ расчета более удобен.