Использование ионизации карбазола по типу кислот для его количественного определения Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМ.С.М.КИРОВА

Том 257 1973

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИОНИЗАЦИИ КАРЕАЗОЛА ПО ТИПУ КИСЛОТ ДЛЯ ЕГО КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В.П. Лопатинский, И.П. Жеребцов, С.П. Юдина

(Представлена научно-исследовательским семинаром химико-технологического факультета)

Разработка новых методов количественного определения карба-зола является важной практической задачей, хотя имеется ряд химических и физико-химических методов его анализа. Достаточно полный обзор преимуществ и недостатков имеющихся способов анализа карбазола приведен в работе [I] .

Многие практически важные вещества - производные карбазола, например, 9-алкилкарбазолы и 9-винилкарбаяол, содержат примесь карбазола, а количественное определена*- .--ой примеси в производных карбазола затруднительно вследк . »остаточной специфичности одних методов и малой точности других*

Савицкий с сотрудниками иопо#*шаалй кислотные свойства карбазола Для его обнаружения в иодобйых смесях [1,2]. О присутствии карбазола авторы судят по характеру флуоресценции раствора вещества в щелочном диметилформамиде, причем флуоресценция аниона карбазола отличается по спектру от флуоресценции как неиони-зированного карбазола, так и его 9-замещенных, В условиях, принятых авторами, анаон карбазола неустойчив, и флуоресценция, характерная для аниона карбазола, быстро исчезает.

На примере ионизации орто-нитроашшша в диметилформамиде под действием щелочей было показано, что можно добиться удовлетворительной воспроизводимости оптических плотностей таких растворов, вызванных поглощением аниона орто-нитроанилина, путем изменения состава среды [3] .

Вследствие ионизации карбазола в присутствии щелочи и орто-нитроашшша при некоторых соотношениях карбазола, индикатора и щелочи существует прямолинейная зависимость между концентрацией карбазола и оптической плотностью, вызванной поглощением индикатора. Последнее обстоятельство позволяет использовать такую зависимость в качестве калибровочного графика для определения содержания карбазола в смесях с неионизирующимися соединениями.

Задача данной работы заключалась ^ изучении некоторых факторов, определяющих правильность и точность определения карбазола этим методом. Результаты опытов представлены в табл. I и 2.

Таблица I Результаты анализов различных образцов карбазола

Результаты обработки В а р и £ 1 н т ы опытов

опытов I 2 3 4 5

Истинное содержаниеД — — 100,00 100,00 100,0

Средний результат, % 97,02 95,03 100,32 100,16 99,86

Число определений 9 7 22 5 6

Дисперсия 2,2? 0,67 2,2 1,25 0,7

Стандартное отклонение отдельного определения 2,03 0,82 1,48 1,12 0,835

Стандартное отклонение среднего результата 0,66 0,31 0,31 0,50 0,34

Критерий Стьюдента 2,3 2;45 2,08 2,77 2,57

с надежностью 0,95

Наличие систематической ошибки — — нет нет нет

Точность, % 1,55 0,76 0,65 1,39 0,88

Интервал среднего результата 97,02± 1,55 95,03Й 0,76 100,32± 0,65 100,16± 1,39 99,86± 0,88

Максимально возможная ошибка среднего результата ¿1,98 ±0,93 ±0,93 ±1,50 ±1,02

Относительная погрешность, % ±1,60 ±0,8 ±0,65 ±1,39 ±0,86

Примечание. ^ Варианть опытов. 1-образец каменноугольного реактивного карбазола по ^жргался дополнительно очистке перекристаллизацией и имел Т 244-245°С. Необходимая навеска для анализа

отбиралась непосредственно из склянки.

2. Тот же образец карбазола. Необходимая навеска душ анализа отбиралась последовательным квартованием 10 г карбазола. В вариантах 3-5 - синтетический карбазол, отбор проб квартованием. Температура при выдерживании колбы с раствором в вариантах 4-5 18°и 24°С соответственно, в вариантах 1,2,3 - комнатная ( в пределах 18-22°С).

Примечание П. Статистическая обработка результатов проводилась по рекомендациям, приведенным в литературе [4,5,6].

Таблица 2

Определение содержания карбазола в искусственных бинарных' смесях

Второй компонент Содержание карбазола,% Относительная ошибка, %

найдено взято

Антрацен (синтети- 48,85 48,85 0,0

ческий, Тдд 216 С) 71,42 69,82 2,5

85,7 84,13 1,8

9-метилкарбазол 57,14 56,07 1,9

71,42 71,82 0,6

9-(2-окси)-этилкар- 42,85 44,25 3,3

базол

9-винилкарбазол 71т42 73,22 2,5

42,85 41,05 4,2

.8,0 8,28 3,5

Примечание: приведены средние результаты из двух определений. Расхождения между определениями до 5%.

Сравнение дисперсий результатов анализа образца карбазола (варианты I и 2 в табл. I) показывает, что существенное влияние на воспроизводимость оказывает способ отбора проб. Действительно, найденная величина Ф критерия равна 6,05. Табличное значение [4]составляет 4,15. С другой стороны, сравнение полученных результатов анализа с помощью критерия Стьюдента свидетельствует о статически незначимой разнице в содержании карбазола в образце по вариантам I и 2. Изменение температуры от 18 до 24°С не влияет

на правильность и точность (варианты 4 и 5 в табл. I). Присутствие неионизирукхцихся веществ также не оказывает большого влияния на результат анализа, что позволяет рекомендовать предлагаемый способ как спещфический метод определения карбазола в смесях с его производными. Результаты предварительных опытов по анализу таких смесей представлены в табл. 2.

Экспериментальная часть

Построение, калибровочного графика. Смешивают диметилформамид ("чистый") из разных склянок для получения однородной партии в 2 литра. Растворяют в I литре диметилформамида 0,031125 г (с точностью до сотых долей мг) орто-¿штроанилина. Полученный раствор индикатора хранят в темноте. Раствор пригоден для анализа в течение месяца. В мерную колбу на 25мл вводят пипеткой 20,0 мл раствора индикатора, навеску чистого карбазола и 0,625 мл раствора едкого кали ("ч.д.а.) в метаноле (1,964 г в 50 мл). Доливают диметилформамида в колбу до метки и выдерживают смесь при комнатной температуре 20 минут, после чего дважды измеряют оптическую плотность раствора в кювете толщиной 5 мм на приборе ФЭК-Н-57 с зеленым фильтром № 4. Из двух измерений берут среднее. В кюветы сравнения наливают диметилформамида. Каждую навеску карбазола берут,трижды ( с точностью до сотых долей миллиграмма) и их полученных трех значений оптической плотности вычисляют среднее значение, которое и наносят на график зависимости оптической плотности от концентрации карбазола. Для построения графика используют б точек в интервалах навесок карбазола 55-65 мг. Для указанных интервалов концентраций карбазола получают прямолинейную зависимость между концентрацией карбазола и оптической плотностью, причем чем больше навеска карбазола, тем меньше оптическая плотность.

Ход определения. Навеску вещества, содержащего около 60 мг карбазола, растворяют в растворе индикатора и поступают далее, как при построении калибровочного графика, повторяя определение с новой навеской необходимое число раз, руководствуясь табл. I. По графику находят количество карбазола, отвечающее найденной оптической плотности раствора и рассчитывают содержание карбазола в навеске.

Авторы приносят искреннюю благодарность Ю.П.Шехиреву за предоставление образца синтетического карбазола.

Выводы

Разработан новый метод количественного определения карбазола, оценена его точность и показана специфичность для определения карбазола в смеси с его некоторыми 9-производными.

Литер а тура

1. Е.ЗатеЗ-ск!, Т.\?^ап1еу, \У.С*Е1Ъег1;, Р.Р.Рох. Апа1.С11ет.За,1574,

2. Б.Р#Вепс1бг,Е.За^ск1,Н.М.\У11зоп. Апа1.СЬвш. 36,1011 ,1964. 1961 •

3. И.П.Жеребцов. Исследование синтеза 9-этанолкарбазолов и некоторые их превращения. Диссертация к.т.н. Томск, 1967.

4. Л.М.Батунер, М.Е.Позин. Математические методы в химической технике. Госхимиздат, 1963,

5. В.В.Налимов. Применение математической статистики при анализе вещества. Физматгиз, 1960.

6. Л.П.Адамович. Рациональные приемы составления аналитических прописей. Изд. Харьковского университета, 1966.