Способ определения галогенов в органических веществах

Формула изобретения Изобретение относится к элементному органическому анализу, в частности к способам количественного определения/галогенов (фтора, хлора, брома и иод) в органических соединениях. Количественное определение фтора, а также хлора, брома и иода имеет большое практическое значение в анализе органических веществ. Для количественного определения галогенов в органических соединениях необходимо предварительно перевести их в ионное состояние, чтобы затем применить известные весовые или объемные методы определения.

Любая методика элементного анализа органических соединений состоит из двух операций: разрушения органического вещества и количественного определения элементов по одной из известных методик. Разложение органических веществ можно Проводить методами окисления и восстановления, при минерализации которых восстановительным путем получают галиды соответствующих восстановителей. В дальнейшем количественное определение этих элементов ocyществляют весовым или объемным путем tlj. Наиболее близким по технической сущности н достигаемому результату является способ количественного определения галогенов в органических веществах, который заключается в восстановительной минерализации исследуемого образца при нагревании в присутствии порошкообразного алюминия и образования галида алюминия 10 при 450 С с последующим определением соответствующего галогена известными методами.

К недостаткам способа следует отнести невозможность применения его 15 для анализа трудноразлагаемых соединений из-за сравнительно низкой температуры.разложения (450с). Повысить же температуру разложения невозможно по причине, что gaM 20 алюминий плавится уже при 680 С (для разложения трудноразлагаемых соединений необходима температура 850-900 с). Разложение проводят в стеклянной пробирке, открытый 25 конец которой в пламени горелки оттягивают в капилляр, а для полного разложения вещества необходимо предварительно проводить постепенный разогрев реакционной Массы с защитной зоны накаленного алкмяяия (так устраняется возможность потери газообразных продуктов) Креме того, этим способом не определяют такой важный элемент, как фтор. Для определения фтора, принимая во внимание его высокую реакционную способность, приходится разрабатывать отдельные способы. Цель изобретения - ускорение и упрощение анализа при определении любого галогена, в том числе и фтора в органических веществах. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу количественного определения галогенов в органических веществах с применением обработки навески исходного соединения нагреванием в присутствии восстановителя в качестве восстановителя используют металлический кадмий, при этом разложение исследуемого вещества нагреванием в присутствии кадмия протекает быстро, а продукт минерализации (галид кадмия) легко подвергается химическому анализу. Используя свойства самого кадмия (плав/., а 1к„п. 767°С), а такжеIто, что сам он не растворяется в воде, а его галиды (в том числе и фторид) хорошо растворимы, разраба- тывают способ количественного определения, галогенов в трудно анализируемых органических веществах нагреванием в присутствии кадмия, применяя специальные технологию и прибор. Прибор изготовлен из кварцевого стекла, вся внутренняя поверхность которого покрыта слоем металлического кадмия. Таким образом, решается проблема аппаратурного оформления способа количественного определения не только хлора, брома и иода, но и такого в высокой степени химически активного элемента, как фтор. На чертеже приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. Прибор состоит из горизонтальной электропечи 1, пробирки 2 пиролиза (диаметром 15 и длиной 70 мм), которая закрепляется при помощи шлифа переходной трубкой 3, с одной стороны переходящей в спираль, а с другой - через 3-х ходовой кран 4 соединяющийся с вакуумным устройством и атмосферой. Кроме того, в состав прибора входит лодочка 5 для навески исследуемого вещества. Перед первым применением прибор необходимо привести в рабочее состояние. Для этого внутренняя поверхност его покрывается тонким слоем металлического кадмия. В лодочку 5 помещают 1-2 г кадмия и прибор собирают, как показано на рисунке. После создания незначительного разрежения, включают электропечь и в течение нескольких минут выдерживают при вОО-ЭСО С. При этих условиях кадмий переходит в парообразное состояние и при охлаждении прибора оседает на внутреннюю поверхность пробирки пиролиза в виде тонкой пленки. После этого в пробирке можно проверить минерализацию более 60 навесок различных органических веществ. Способ осуществляется следующим образом. Лодочку 5 с навеской вещества помещают между витками трубки 3 и вносят в пробирку 2 пиролиза, плотно закрывают (пары кадмия ядовиты), в течение 1-2 мин в системе создают разрежение, перекрывают кран 4 и включают электропечь 1. Минерализации навески вещества проводят при необходимой температуре (900°С) в течение 3-5 мин. При этом навеска галогенсодержащего вещества разлагается с образованием газообразных продуктов, которые вступают в химическую реакцию с парами кадмия, образуют минеральные соединения - галиды кадмия. Затем прибор охлаждают, повторно создают незначи:тельное разрежение и всп систему переключают на атмосферу. Прибор открывают и дистиллиро- ванной водой несколько раз промывают внутреннюю поверхность пробирки пиролиза, лодочку и спиральную часть трубки, сливая промывные воды в мерную колбу емкостью 50 мл, и объем в ней доводят до метки. В дальнейшем в аликвотных объемах приготовленного раствора количественное определение хлора, брома и иода осуществляют аргентометрическим титрованием по методу Фольгарда, а фтора - ториметри еским титрованием (раствором нитрата тория в присутствии ализаринсульфоната натрия в качестве индикатора). В таблице приведены количественные результаты по определению галогенов в органических веществах различного состава и структуры. Фторацетамид Фторбензойная кислота 1,4-Дихлорбензол п-Хлоранилин п-Иодбензальдегид п-Дибромбензол 3,5-ДибромантраПpeллaгae лый способ по существу является универсальным, поскольку позволяет определять любой галоген,в том числе и фтор, и его мо.жно отнести к экспресс-методам, так как при одной заправке кадмием в приборе мож но проводить количественное определение галогена в 60-80,навесках различных галогенсодержащих органически веществах при минеральных расходах этого восстановителя. При этом соблю дается высокий уровень техники безопасности работы химика-аналитика. Минерализация навески вещества в присутствии паров кадмия проводится в замкнутой системе, что в свою очередь не приводит к потерям определяе мого галогена и повыыает точность определения. Способ достаточно надежен и прост не требует сложной аппаратуры и дорогих химических реактивов. Способ может найти применение в различных аналитических лаборатория с. Общая продолжительность анализа не более 24,81 +0,17 20 мин. Точность определения составляет +0,30% (абсолют ). Формула изобретения Способ определения галогенов в органических веществах, включающий нагревание исходного соединения в присутствии восстановителя и послег дуК|щую количественную регистрацию одним из известных методов, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения анализа, в качестве восстановителя используют металлический кадмий.

Деятельность лаборатории ФХА направлена на решение структурно-аналитических задач методами элементного анализа, оптической спектроскопии, масс-спектрометрии, газовой и жидкостной хроматографии.
Лаборатория ФХА оснащена современным оборудованием, которое соответствует требованиям международных стандартов.
 
Основные направления деятельности

• идентификация органических веществ;
• определение физико-химических характеристик органических веществ;
• исследование зависимости структура – свойство для органических и биологически-активных соединений;
• разработка методик качественного и количественного анализа;
• спектроструктурные исследования;
• моделирование структуры, колебательных и электронных спектров различных соединений методами квантовой химии;
• установление и характеристика внутри- и межмолекулярных взаимодействий методами колебательной, электронной спектроскопии и квантовой химии разнообразных соединений;
• исследования молекулярного строения, стабильности и межмолекулярных взаимодействий сложных молекулярных систем (дендримеров, каликсаренов, фуллеренов и пр.).

Лаборатория оказывает широкий спектр услуг по физико-химическому анализу различных веществ и материалов с использованием современного оборудования.

Спектр услуг (решаемые задачи) лаб. ФХА

• Количественный CHNS-элементный анализ твердых и жидких органических соединений
• Количественное определение галогенов в органических соединениях
• Количественное определение металлов в органических соединениях
• Количественное определение фосфора в органических соединениях
• Количественное определение серы в органических соединениях
• Качественный и количественный анализ элементного состава образца методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии
• Разработка методики количественного анализа элементного состава образца методом энергодисперсионной ретгенофлуоресцентной спектроскопии
• Исследование образца методом синхронного термического анализа (термогравиметрия, дифференциальная сканирующая калориметрия, детектирование выделяющихся газов методом ИК спектроскопии)
• Регистрация ИК спектра образца. Идентификация соединения по ИК спектру
• Регистрация спектра комбинационного рассеяния образца. Идентификация соединения по КР спектру.
• Исследование образца методом ИК микроскопии
• Исследование образца методом спектрофотометрии в УФ- и видимой области спектра
• Регистрация масс-спектра электронной ионизации образца
• Регистрация масс-спектра химической ионизации образца
• Регистрация масс-спектра матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации образца
• Регистрация масс-спектра ионизации электрораспылением образца
• Регистрация масс-спектра химической ионизации при атмосферном давлении образца
• Качественное и количественное определение состава образца (органических соединений) методом газовой хромато-масс-спектрометрии
• Качественное и количественное определение состава образца (органических соединений) методом газовой хромато-масс-спектрометрии с термодесорбцией образца
• Качественное и количественное определение состава образца (органических соединений) методом высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии
• Разработка методики анализа образца (органических соединений) методом газовой хромато-масс-спектрометрии
• Разработка методики анализа образца (органических соединений) методом высокоэффективной жидкостной хромато-масс-спектрометрии