Определение примесей в технических целлюлозах (стр. 5 из 5)
Предложено несколько методов определения фурфурола в присутствии гидроксиметилфурфурола. Прежде всего выход фурфурола в отогнанном дистилляте может быть определен путем введения в расчетную формулу эмпирической поправки на гидроксиметилфурфурол. В основе другой методики находится разделение полученных альдегидов в делительной воронке между хлороформом, не содержащим этанола, и водной фазой. Измерение УФ-поглощения дистиллята и водной фазы позволяет рассчитать выход фурфурола.
Гидроксиметилфурфурол образуется примерно с одинаковой скоростью в течение всей перегонки. Если скорость перегонки сохраняется постоянной, концентрация гидроксиметилфурфурола в дистилляте после удаления всего фурфурола будет той же, что и в первой части, содержащей фурфурол. Для определения количества образующегося фурфурола измеряют УФ-поглощение дистиллята, используя в качестве раствора сравнения дополнительный дистиллят.
Определение фурфурола в присутствии гидроксиметилфурфурола производят также дифференциальным спектрофотометрическим методом на высокочувствительном УФ-спектрофотометре. При этом измеряют дифференциальные оптические плотности при 265 и 295 нм вместо максимумов индивидуальных соединений, а в качестве раствора сравнения используют раствор чистого фурфурола. Общая концентрация альдегидов должна быть около 10 г/дм3.
Концентрации фурфурола сф и гидроксиметилфурфурола
сгмф в мг/дм3 рассчитывают по уравнениям
и 
где сфс — концентрация раствора чистого фурфурола, мг/дм3; AD— дифференциальные оптические плотности при указанных длинах волн.
Массовую долю пентозанов, % к абсолютно сухой целлюлозе, вычисляют по формуле
»гдех— объем дистиллята, см1; g— масса абсолютно сухой навески целлюлозы, г; k— коэффициент пересчета на пентозаны, равный 0,851.
Ниже приведены две методики определения низкого содержания пентозанов в целлюлозе спектрофотометрическнм методом.
Методика анализа с поправкой на гидроксиметилфурфурол.
Навеску воздушно-сухой целлюлозы массой от 1 до 5 г в зависимости от содержания пентозанов помещают в колбу и заливают 12%-ным раствором HCI. В отдельной пробе определяют влажность. Отгонку фурфурола ведут по методу TAPPI, но скорость перегонки уменьшают до 1,5 см3/мин и объем собираемого дистиллята до 200 см3. Для целлюлоз, содержащих 0,5...2% пентозанов, аликвотную пробу дистиллятанразбавляют водой в мерной колбе до 100 см3 и измеряют оптическую плотность при 277,5 нм, используя в качестве раствора сравнения дистиллированную воду. По градуировочному графику, построенному по чистому фурфуролу, находят его концентрацию в дистилляте. Массовую долю пентозанов, % к абсолютно сухой целлюлозе, рассчитывают по формуле
где g— масса навески абсолютно сухой целлюлозы, г; 1,563 — эмпирический коэффициент пересчета фурфурола в пентозаны; 0,002 — поправка на присутствие гидроксиметилфурфурола в дистилляте; т — общая масса фурфурола, определяемая по формуле т = с · 100 · 200/п, здесь с — концентрация фурфурола, найденная по градуировочному графику, мг/см3;х — объем аликвотной пробы, см3.
Методика анализа с получением дополнительного дистиллята. Навеску воздушно-сухой целлюлозы массой около 2 г помещают в колбу вместимостью 500 см3, заливают 100 см3 13,2%-ного раствора HCl и добавляют 20 г хлорида натрия. Перегонку ведут на устанозке со скоростью 2,5 см3/мин. По мере отгонки 25 см3 дистиллята из капельной воронки добавляют 25 см3 13,2%-ного раствора HCl. По достижении объема дистиллята 250 см3 в отдельную колбу собирают 20...25 см3 дополнительного дистиллята. Пипеткой отбирают по 10 см3 основного и дополнительного дистиллята, помещают их в мерные колбы вместимостью 1000 см3 и доводит
до метки дистиллирован ной водой. На УФ-спектрофотометре при длине волны 277 нм измеряют оптическую плотность, используя дополнительный дистиллят в качестве раствора сравнения. Оптическую плотность пересчитывают на фурфурол по градуировочному графику, построенному по данным для чистого фурфурола.
Массовую долю пентозанов, % к абсолютно сухой целлюлозе, рассчитывают по формуле
где с — концентрация фурфурола, определяемая по градуировочному графику, мг/см3; g— масса навески абсолютно сухой целлюлозы, г;х— объем аликвотной пробы, см3; 1,563 —эмпирический коэффициент пересчета фурфурола в пентозаны.
Построение градуировочиого графика. Готовят пять растворов чистого фурфурола с концентрацией 1, 2, 3, 4, 5 мг/см3 и измеряют их оптическую плотность на УФ-спектрофотометре при длине волны 277 нм в кювете толщиной 1 см. По полученным данным на миллиметровой бумаге строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс концентрацию раствора фурфурола в мг/см3, а по оси ординат значения оптической плотности.