Применение буферных систем для анализа на безвредность пищевого препарата янтарной кислоты Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

щего к образованию восстанавливающейся формы (V). Мы не исключаем, что при дальнейшем под-кислении раствора может накапливаться еще более стабильная дипротонированная форма (VII), полярографически неотличимая от адцукта (V).

ЛИТЕРАТУРА

1. Посконин В.В., Бадовская Л.А., Гаврилова С.П., Кульневич В.Г. / / ЖОрХ. — 1989. — 25. — Вып. 8. — С. 1701-1706.

2. Посконин В.В., Саркисян А.В., Грунская Е.П., Бадовская Л.А. / / Химия и химическая технология: Межвуз. сб. — Краснодар, 1996. — С. 61-67.

3. Заявка ФРГ № 2538771 /Н.-1]. Б^асе Е.Р. БсЫепгка, й.О. всЬепск. — Опубл. в РЖХ, 1978. — 5.0.392.П.

4. Кузовникова И.А., Бадовская Л.А., Турьян Я.И., Кульневич В.Г. // ХГС. — 1974. — № 6. — С. 737-742.

5. Кузовникова И.А., Бадовская Л.А., Турьян Я.И., Кульневич В.Г. // ЖАХ. — 1989. — 34. — Вып. 7. — С. 1349-1353.

6. СтрадыньЯ.П., Терауд В.В., Шиманская М.В. / / Изв. АН Латв. СССР. — 1964. — № 5. — С. 547-558.

7. Майрановский С.Г., Страдынь Я.П., Безуглый В.Д.

Полярография в органической химии. — Л.: Химия, 1975.

— 352 с.

8. Кульневич В.Г., Бадовская Л.А. // Успехи химии. — 1975. — 44. — Вып. 7. — С. 1256-1279.

9. Кузовникова И.А. Автореф. дис. ... канд. хим. наук. — Краснодар, 1975. — 18 с.

10. Валтер Р.Э. Успехи химии. — 1973. — 42. — Вып. 6. — С. 1088-1103.

Кафедра аналитической химии

Поступила 19.01.99 г.

661.73.002.612

ПРИМЕНЕНИЕ БУФЕРНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ АНАЛИЗА НА БЕЗВРЕДНОСТЬ ПИЩЕВОГО ПРЕПАРАТА ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ

В.Е. АКУЛИНИН, О.Е. РУВИНСКИЙ

Кубанский государственный технологический университет

Для определения кислотных примесей в различных средах, в том числе в пищевых продуктах и объектах окружающей среды, применяется, как правило, метод потенциометрического алкалимет-рического титрования [1-9]. Актуально при этом селективное определение одних органических кислот в присутствии других. В частности, известен способ определения в совместном присутствии малеиновой МК и фумаровой ФК кислот, основанный на рН-потенциометрическом титровании раствора смеси кислот в 1-пропаноле 0,1 М раствором гидроксида тетрабутиламмония [7], и адипиновой, малеиновой и фумаровой кислот, основанный на высокочастотном титровании раствора смеси кислот в ацетоново-этиленгликолевой смеси 0,1 М раствором гидроксида калия в бензольно-2-пропа-нольном растворе [8]. Существует также метод определения адипиновой, глутаровой и янтарной кислот в совместном присутствии [9]. Однако все они не позволяют селективно определить примеси малеиновой кислоты в количестве ниже 1%.

Для определения суммарной титруемой кислотности или кислотных чисел известен ряд косвенных рН-метрических методик без проведения титрования, основанных на применении соответствующих кислотно-основных реагентов, либо многокомпонентной буферной системы [10-15], обеспечивающих линейную зависимость аналитического сигнала (pH) от содержания кислотного (основного) компонента, либо слабого основания, взятого в избытке с линейной зависимостью pH от логарифма содержания молей эквивалентов суммы смеси сильных и слабых кислот [10, 16-18]. Однако ни один из вариантов косвенных рН-метриче-ских методик без проведения титрования не использовался для селективного определения кислотных примесей в образцах органических дикарбоно-вых кислот.

Цель настоящего исследования — разработка простого косвенного рН-потенциометрического

экспресс-метода без проведения титрования селективного определения примесных количеств МК и ФК в кристаллическом препарате янтарной кислоты из фурфурола ч, используемого для медицинских и пищевых целей. Примеси этих кислот загрязняют препарат в процессе синтеза и могут остаться в нем при недостаточно глубокой очистке

[19].

Было исследовано кислотно-основное равновесие в буферных системах янтарная кислота—тетраборат натрия и янтарная кислота — уротропин при значительном (более чем стократном) избытке кислотного компонента в присутствии небольших (не более 4-10 моль /л) количеств более сильных, чем янтарная, кислот — соляной, малеиновой, фумаровой и винной в воде и в различных водноорганических растворителях (водные этанол, 2-пропанол, 1-бутанол, 1-пентанол, 2-метил-2-пропа-нол, глицерин, ацетон и 2-бутанон). Исследовалось изменение величины АрН буферного раствора в зависимости от концентрации добавленной кислоты. Аналитическим сигналом служила разность между значениями pH буферного раствора в отсутствии рН0 и в присутствии рН; добавленных кислот, что представлено в формуле (1)

ДрН = рН0 - pH. = -1д

■к

[н+]/„0+

.(О

Величина ДрН, как правило, характеризует изменение концентраций ионов водорода, т.е. влияние / элиминируется. Исключение составляют концентрированные водно-органические смеси в отсутствие основного компонента, когда ионная сила сильно меняется с pH, а pH — с ионной силой, в этих условиях уже нельзя считать, что

/% = /нг+-

В зависимости от состава буферной смеси и природы растворителя кривая зависимости ДрН-С£ может иметь линейный, вогнутый, выпуклый или, в общем случае, вогнуто-выпуклый ^-образный) характер, что особенно отчетливо проявляется в исследованных водно-органических растворителях с большим содержанием неводного компо-

нента. зависи ной кн борату объем) концеї Пові различ значен ции КС мом р; в качеі выведг

авсл)

(3), 01

+ 2

где С добав; соотв< траци но: 1 добав, основ

Бы. ной ( точки турны малеи мас.^ и зна: ДрН, потен СМЄШІ

ности

дение

По:

цифрі

греші

стати]

ным

элект

См

90%

объел

ПЛОТЕ НОЙ ‘ бидис 2-про ции і

НОЛ, <

Буї зом: і 200 < янтар добав сталл

Я.И.,

.7. -

/ Изв.

і В.Д.

, 1975.

ии. —

іук. — . 6. -

2.612

‘елек-МК и исло-ііцин-ислот могут истке

яове--тет-юпин рытке :ьших ьных, овой, одно-іл, 2-ропа-алось эра в исло-рость >тсут-; кис-

г-<»

(т из-Ьлия-

ІЛЯЮТ !СИ В

иная иной , что

СИ и

фН-

клый

браз-

ляет-

зори-

)МПО-

нента. В отсутствие основного компонента кривая зависимости ДрН-Сг для 0,2 М раствора по янтарной кислоте и различных концентраций по тетраборату натрия для водного 80%-го этанола по объему имеет выпуклый характер, с ростом же его концентрации становится заметна 5-образность.

Поведение буферной системы при добавлении различных кислот определяется соотношением значений концентрационных констант диссоциации компонентов и их концентраций в исследуемом растворе в случае использования тетработата в качестве основного компонента, представленным выведенной нами формулой (2)

СаК1а([Н+]+2К2а) _

[Нн

[Н+]2 + [Н+}Ки

СДн([Н+]+2*гг) [Н+]2 + [Н+Ки + КиК2

- С„(2 - ШН+]),(2)

а в случае использования уротропина — і (3), отличающимися от формул [13, 20,

юрмулои

'Л\:

[Н+] =

СаК1а([ Н+] + 2 К2а)

+

[Н+]2 + [Н+}К1а СДг([Н+] + 2 К2) [н+]2 + [Н+К1г + кик21

+ КА

-КЖТСШ, (з)

где Са, Сг, Св, СЦг — концентрации янтарной и добавленной кислот, тетрабората и уротропина соответственно; К1а, К2а Ки, К21, Кв, Киг — концентрационные константы диссоциации соответственно: 1-я и 2-я янтарной кислоты, 1-я и 2-я добавленной кислоты, борной кислоты и константа основности уротропина.

Был произведен численный расчет по приведенной формуле по методу бисекций для каждой точки кривой ДрН-С; с использованием литературных [22, 23] значений констант диссоциации малеиновой и янтарной кислот для 80 об.% (73,5 мас.%) этанола в воде. Вычислялось значение рН0 и значения рНг, по которым определяли значения ДрН, не зависящие от условий эксперимента, потенциала жидкостного соединения, природы смешанного растворителя, коэффициента активности иона водорода. Расчет дает хорошее совпадение с результатами эксперимента.

Потенциометрические измерения проводили на цифровом иономере И-130, обеспечивающем погрешность измерения величин pH ±0,01 в термостатированной ячейке при 20±0, ГС со стеклянным электродом ЭСЛ-43-07 и хлорсеребряным электродом сравнения ЭСЛ-1-МЗ.

Смешанные растворители концентрацией 80, 90% по объему и 90, 97% по массе готовили объемным методом по известным из [8] значениям плотности чистых растворителей при фиксированной температуре. Для этой цели использовали бидистиллированную воду, этанол-ректификат, 2-пропанол, 1-пропанол и этилацетат квалификации х.ч., 1-бутанол, 1-пентанол, 2-метил-2-пропа-нол, ацетон и глицерин квалификации ч.д.а.

Буферные растворы готовили следующим образом: в 5 чистых сухих мерных колб вместимостью 200 см3 вносили по 4,46 г химически чистой янтарной кислоты, после чего в 1-, 2- и 3-ю колбы добавили 0,1524; 0,0762 и 0,0381 г свежеперекри-сталлизованного Ю-водного кристаллогидрата тет-

рабората натрия Ыа2В40, 10 Н20 (буры), а в 4-ю — 0,0140 г уротропина. После растворения содержимого в соответствующем смешанном растворителе получили 5 буферных растворов, содержащих в 1 л раствора 0,2 моль янтарной кислоты и соответственно 0,002, 0,001, 0,0005 моль тетрабората натрия и 0,002 моль уротропина; 5-й раствор содержал только 0,2 моль/л янтарной кислоты. Растворы добавляемых кислот готовили из винной кислоты квалификации ос.ч., малеиновой — ч.д.а., фумаровой — ч., соляной и щавелевой кислот — из фиксоналов концентрацией 0,2 и 0,02 моль/л.

Из химически чистой янтарной кислоты готовили эталонный буферный раствор, содержащий в 1 дм3 0,2 моль янтарной кислоты и 0,0005 моль тетрабората натрия в 73,5%-м по массе этаноле. Для этого навеску янтарной кислоты массой 2,362 г переносили в мерную колбу емкостью 100 см3, туда же помещали 0,0762 г буры, растворяли и доводили до метки 73,5%-м по массе этанолом, имеющим при 20°С плотность 0,859 г/см3. Измеряли величину pH полученного эталонного раствора рНа& . После этого аналогично готовили буферный раствор^из анализируемого препарата и определяли рН^ . Затем вычисляли разницу

АрНа/с = РНа/; - pH,/*. (4)

После этого готовили буферный раствор, содержащий в 1 дм3 0,2 моль янтарной кислоты и 0,002 моль тетрабората натрия в бидистиллированной воде, и буферный раствор из анализируемого препарата, определяли величину их pH и вычисляли разницу

ДрНу = рН^- - рНг . (5)

Зная значения ДрНа/с и ДрН^ и значения угловых коэффициентов зависимостей величин ДрН от массовой доли малеиновой и фумаровой кислот, добавленных к соответствующим буферным растворам, нашли процентное содержание МК тт и ФК т[ по формулам

тт = 2,33 ДрН2/с - 2,80 ДрНг; (6)

т1 = 42,0 ДрНу - 7,14 ДрНд/с, (7)

полученным путем решения системы

ДрНвг — Ь9.//ттт + (8)

АРНа/С = К/Л + Ьа/,тп (9)

где Ьш/т, ь„и, Ъ , Ьа/[ — угловые коэффициенты зависимостей ДрН мас,% для МК и ФК в воде и в 73,5 мас.% ЕЮН соответственно.

Установлено, что если концентрация основного компонента не превышает некоторого минимального значения, зависящего от природы растворителя и добавленной кислоты, то указанную зависимость можно интерпретировать как линейную в некотором начальном интервале С;

ДрН = рН0 - рН; = Ь*С. (10)

Угловой коэффициент начального участка (параметр Ь), мало отличающийся от углового коэффициента в нулевой точке, определяется выведенными нами приближенными формулами, отличающимися от формул [13, 20, 21), при выводе которых был сделан ряд допущений, в основном соблюдающихся в изученных системах:

[НІ » кы; [НІ » К2а; [Н+] » К2І;

(11)

(12)

(13)

/ун+]0/2,ЗОЗх

Ь = ^(ДрН)/йСи=0 ■ х|[Н+]д(21/С| + СаК1а+К^+СаК1а{Ки - *1в)}.(14)

Начальный участок кривой можно считать линейным, так как угловой коэффициент Ь на всем его протяжении меняется мало.

В табл. 1 приведены величины параметра Ъ для добавленных соляной НС1, МК, ФК, щавелевой ЩК и винной ВК кислот в водно-спиртовых растворителях.

При замене воды водно-органическими растворителями угловые коэффициенты для разных кислот меняются по-разному: для одних — незначительно (например для ФК), для других — в десятки раз, что создает возможность для косвенного рН-метрического селективного определения нескольких кислот в янтарной кислоте при использовании нескольких смешанных растворителей. Причем если в воде наклон для щавелевой кислоты несколько больше, чем для малеиновой, то в концентрированных спиртах он в несколько раз меньше.

Нами доказано математически, что для нескольких добавленных кислот существует некий участок, названный нами интервалом аддитивности, в пределах которого угловые коэффициенты на-

Таблица 1

Растворитель, концентрация (-'Ыа2В407(^Ул) Х X 104, М Длина линейного участка АС,- 104, м рн Наклон линейной зависимости ДрН—Сг, Ь, м 1

НС1 МК ЩК ФК ВК

н2о 20 40 2,70-2,71 58 46 53 15 15

ЕЮН, 80 об.% 5 20 3,96-3,98 - 270 - 18 -

2-РгОН, 80 об.% 0 5 3,36-3,73 520 520 340 - 50

2-РгОН, 80 об.% 5 16 4,09-4,11 500 425 285 13 45

2-РгОН, 80 об.% 10 10 4,22-4,32 250 180 220 15 43

2-РгОН, 80 об.% 2 15 4,53-4,56 150 150 105 16 46

2-РгОН, 80 об.% (10) 12 4,02-4,20 240 380 260 - 50

2-РгОН, 80 об.% (20) 30 4,05-4,19 - 280 150 8 -

2-РгОН, 80 об.% (40) 20 4,36-4,42 130 130 140 - 20

2-РгОН, 90% 0 1 3,82-3,87 1900 1250 350 5 30

2-РгОН, 90% 2 6 4,25-4,28 1150 820 460 30 40

2-РгОН, 90% 5 2 4,51-4,58 60 530 340 15 1 73

1-ВиОН, 90% 5 10 4,45-4,48 - 450 - - -

2-Бутанон, 90% 5 2 4,51-4,52 - 500 - - -

Глицерин, 60% 0 25 4,42-4,50 145 80 95 17 10

ЕЮН, 96 об.% 0 1.5 3,62-3,75 2400 1250 470 15 90

ЕЮН, 96 об.% 2 8 4,23-4,33 1100 920 500 15 160

ЕЮН, 96 об.% 5 5 450-4,51 - 500 - - -

ЕЮН, 96 об.% Насыщ. 40 5,24-5,32 170 40 150 - -

2-РгОН, 97% 0 0,8 3,80-3,87 2900 3000 500 1° 220

2-РгОН, 97% 0,4 2 4,00-4,09 2400 2200 830 13 240

2-РгОН, 97% 0,8 2 4,18-4,32 2900 2000 600 7 230

2-РгОН, 97% (5) 10 4,18-4,27 1000 850360 360 20 320

2-РгОН, 97% (10) 7 4,33-4,45 880 850 360 - 200

1-ВиОН, 97% 0 1 3,78-3,81 2500 2700 380 4 750

1-ВиОН, 97% 0,4 2 4,08-4,20 1100 2200 720 8 -

1-ВиОН, 97% (5) 8 4,19-4,21 1900 1150 350 - 370

1-ВиОН, 97% (10) 2 4,40-4,56 1150 800 320 - 330

1-ВиОН, 97% (20) 4 4,66-4,73 450 700 250 - 320

Кисл

М1

М1

М)

м^ м\

М1

м,

м,

ф,

ф,

м

ф,

м

ф

чальн значе вые і ДРУГ ного адцш Ре;

В Крі|

с П01

метрі

растй

прив!

этих

личе<

растЕ

МК і

по тс

зульт

ДЄНН]

ми и:

мой

кваді

среда

вуюи

ного

приві

— к<|

Фур4

Пр

опре^ 3,0% янта| достч ВЫС01 ных'

Таблица 2

ІН- КИ >Н- ль- Кислота Растворитель, концентрация СМа2В407 * х 104, м ь. %-' Содержится в янтарной кислоте т, % Найдено в янтарной кислоте т ± <5, % 5, % 5,

МК н20 , 0 0,092 ;; °-85 0,85±0,04 0,052 0,06

ии МК н2о 20 0,092 0,34 0,30±0,03 0,048 0,16

ес- МК Н,0 20 0,092 0,15 , \ 0,12±0,05 0,08 0,58

>ко

ш- МК ЕЮН 80 об.% 5 0,54 0,15 0,18±0,02 0,024 0,16

МК ЕЮН 80 об.% 5 0,54 0,04 - 0,07±0,01 0,010 0,25

ль- ча- МК 2-РгОН 80 об.% 5 0,85 0,18 0,17±0,01 0,011 0,06

ги, МК 2-РгОН 80 об.% 5 0,85 0,025 0,026+0,004 0,008 0,33

на- МК 2-РгОН 97% 0 6,00 0,020 0,020+0,001 0,0004 0,03

Р1 ФК н2о 20 0,03 2,03 2,0±0,8 0,265 0,13

— ФК ЕЮН 80 об. % 5 0,036 2,03 1,9±0,5 0,452 0,22

— МК и ФК в совместном присутствии в модельной смеси

— МК н2о 20 0,15 0,15+0,01 0,03 0,19

ФК ЕЮН 80 об.% 5 2,03 1,98±0,1 0,3 0,15

. . МКи ФК в совместном присутствии в препарате янтарной кислоты из фурфурола ”ч”

МК Н20 Не обнаружено выше 0,01

ФК ЕЮН 80 об.% 1,5+0,2 0,3 0,15

чальных участков Ь аддитивны. Аддитивность же значений АрН для двух добавленных кислот, угловые коэффициенты которых сильно отличаются друг от друга (61 > >62), установлена путем численного расчета по формуле (2), причем интервал аддитивности увеличивается при повышении С„.

Результаты определения содержания МК и ФК в кристаллической янтарной кислоте, полученные с помощью предлагаемого косвенного потенциометрического метода для различных модельных растворов, представлены в табл. 2. В ней же приведены результаты определения содержания этих кислот в совместном присутствии в кристаллической янтарной кислоте также в модельных растворах. Эти растворы с известным содержанием МК и ФК в янтарной кислоте были приготовлены по точной навеске. Правильность полученных результатов определяется хорошим совпадением найденных значений содержания МК и ФК со взятыми их значениями. Установлено отсутствие значимой систематической ошибки. Значения среднеквадратичного отклонения 5 и относительного среднеквадратичного отклонения Зг, свидетельствующие о хорошей воспроизводимости предложенного метода, также представлены в табл. 2. Там же приведены результаты анализа реального объекта — коммерческого препарата янтарная кислота из фурфурола ч. В нем не обнаружено примесей МК.

Представленный метод позволяет селективно определять от 0,1 до 0,5% по массе МК и от 0,5 до 3,0% по массе ФК при совместном присутствии в янтарной кислоте из фурфурола ”ч”. Главным достоинством разработанного метода является его высокая чувствительность. Не существует известных титриметрических методик, позволяющих оп-

ределить примесь МК в количестве менее 1% в трехкомпонентной системе. Другим достоинством предлагаемого метода является его простота и экс-прессность, так как требуется всего четыре измерения pH приготовленных буферных растворов.

Возможность селективного определения трехкомпонентной кислотной примеси — малеиновой, щавелевой и фумаровой кислот — в кристаллической янтарной кислоте была показана нами в публикации [24].

выводы

1. Исследована зависимость изменения величины pH буферных растворов янтарная кислота—тетраборат натрия и янтарная кислота—уротропин при добавлении более сильных кислот в широком интервале составов водно-органических растворителей.

2. Разработан экспресс-метод селективного определения примесных количеств малеиновой (от

0.1.до 0,5% по массе) и фумаровой (от 0,5 до 3,0% по массе) кислот при их совместном присутствии в кристаллическом препарате янтарной кислоты из фурфурола ”ч”.

ЛИТЕРАТУРА

1. Методы анализа пищевых, сельскохозяйственных продук-

тов и медицинских препаратов: Пер. с англ. — М.: Пищевая пром-сть, 1974. 744 с.

2. Эшворт М.Р. Титриметрические методы анализа органических соединений: Пер. с англ. / Под ред. А.П. Крешкова.

— М.: Химия. 1968. — 1,2. — 1108 с.

3. Крешков А.П. Аналитическая химия неводных растворов.

— М.: Химия, 1982. — 254 с.

4. Титриметрические методы анализа неводных растворов / Под ред. В.Д. Безуглого. — М.: Химия, 1986. — 384 с.

5. Гладилович У.Б., Григорьев Н.Н., Громова Е.А. / / Журн. аналит. химии. — 1989. — 44. — № 9. — С. 1573.

6. Быкова JI.H., Марьямов Б.М., Панкова Е.Н., Чесно-кова О.Л. // Журн. аналит. химии. — 1990. — 45. — № 1. — С. 144.

7. Trzmielowska Н. // Chem. anal. (PRI). — 1979. — 24.

— № 4. — P. 693-698.

8. Dong H., Dong J. / / Хуасюе тунбао / Chemistry. — 1994. — № 7. — С. 52-55.

9. A. с. 427279 СССР, G 01 № 31/16. Способ определения адипиновой, малеиновой и фумаровой кислот в их смеси / В.К. Пачебула, В.Ф. Кащеева, Г.А. Кочурова.

10. Berezin O.Yu., Tur van Ya.I., Kuselman I., Shenhar A. // Talanta. — 1995. — 42. — № 4. — P. 507.

11. Коренман И.М. Новые титриметрические методы. — М.: Химия, 1983. — 173 с.

12. Хаваш Е. Ионо- и молекулярно-селективные электроды в биологических системах. — М.: Мир, 1988. — 221 с.

13. Johansson G., Backen W. // Anal. chim. acta. — 1974. — 69. — № 2. — P. 415.

14. Astrom O. // Anal. chim. acta. — 1978. — 97. — № 2.

— P. 259.

15. Damokos Т., Havas J. / / Talanta. — 1977. — 24. — № 5. — P. 335.

16. Турьян Я.И., Рувинский O.E., Макарова Л.М., Герасименко Е.О. / / Электрохимия. — 1985. — 21. — № 7.

— С. 984.

17. Турьян Я.И., Рувинский О.Е., Шарудина С.Я. //

Журн. аналит. химии. — 1991. — 46. — №5,- С. 917.

18. Лапшина Т.М., Турьян Я.И., Данильчук С.И. / / Журн. аналит. химии. — 1991. — 46. — № 6. — С. 1150.

19. ТУ 6-09-40-3237-87. Янтарная кислота из фурфурола (1,4-бутандиовая кислота) ’’чистый”. — Краснодар, 1988.

20. Батлер Дж. Н. Ионные равновесия: Пер. с англ. — Л.: Химия, 1973. — С. 209.

21. Гуляницкий А. Реакции кислот и оснований в аналитической химии / Пер. с польск. Б. Я. Каплана. — М.: Мир, 1975. — С. 109, 110, 120.

22. М1ги(аш М. // 7.. РЬуэ. СЬет. — 1925. — 118. — Н. 5

и. 6. — Б. 318—327.

23. МкНаеШ 1», М12»йаш М. // 2. РЬуз. СЬет. — 1925.

— 116. — Б. 135—150.

24. Пат. 2098804 РФ. Способ определения примесных количеств малеиновой, фумаровой и щавелевой кислот в кристаллической янтарной кислоте / В.Е. Акулинин, О.Е. Рувинский. — Опубл. в Б.И. — 1997. — № 34.

Кафедра аналитической химии

Поступила 19.10.98 г. '

664.8.035.76

ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ПРИ ТРАНСФОРМАЦИИ АННУЛЕНОВ И АЗУЛЕНОВ

И.А. ПАЛАГИНА, С.В. САБЕШКИН, Е.Ю. РОСЛЯКОВА Астраханский государственный технический университет Кубанский государственный технологический университет При консервации пищевых продуктов используют различные аннулены и азулены.

Аннулены (от лат. аппиШя — колечко) — моно-циклические углеводороды с системой сопряженных двойных связей и общей формулой (СН)2т, где т>2, их производные, а также би- и полицикли-ческие соединения, содержащие аннуленовый цикл [1]:

Аннулен

r2

Я4

Азулены — небензоидные ароматические соединения, содержащие конденсированную систему из 5- и 7-членного циклов. При температурах выше 300°С азулен изомеризуется в нафталин и его гомологи:

Азулен

При выборе консервантов помимо эффективности учитывают их диспергируемость, склонность к миграции на поверхности, летучесть, влияние на специфические свойства материала, на его окраску, токсичность.

Цель настоящей работы — подсчет выделяющейся энергии при полном сгорании некоторых анну-ленов, азуленов и количества необходимого для этого кислорода.

Изменение энтальпии при сгорании органических соединений Д#сг (кДж/моль) рассчитывали по формуле [2]

Д#сг = -(204,2п + 44,4т + 2х),

где п — число атомов кислорода, необходи-

мое для полного сгорания вещества;

т — число молей образующейся воды;

х — поправка (термическая характеристика), постоянная в пределах гомологического ряда.

Полученные результаты, представленные в табл. 1 и 2, показывают, что наибольшее количество энергии выделяется при сгорании эвгенола и изоэвгенола (аннулены). Среди азуленов приближаются к ним по значению выделяемой энергии юглон и нафтахинон.

R 2

R.i

hiLII/Ullh

C;l

u-OmhN

" I

.L-lXiKHO

i''.Wupii;!

.i-Olf.itl

п-З^ИМ

J'jUckj:

Kuuh.tj

Чяиш*}

J'cdtTH

ФиЦ:

Ь>- -ят: Г 0'T\i

Гп^гч

З-1'wo

v-(Vrn|

I Ы.1ЙЗ Гнр:Н'

Т-чпг Гн. -i'S