2.3. Определение спирта в газах брожения методом ацетилирования

Дальше определение этилового спирта ведут методом ацетилирования. В основе данного метода лежит реакция ацетили­рования спирта уксусным ангидридом в присутствии пиридина. Пиридин является слабым основанием, он дает соли с кислотами и связывает образовывающуюся при этерификации уксусную кислоту.

В этом случае исключается обратная реакция омы­ления сложного эфира кислотой, основная реакция делается необратимой и спирт полностью превращается в уксусноэтиловый эфир по уравнению

После проведения реакции ацетилирования к реак­ционной смеси добавляют воду и непрореагировавший ангидрид при взаимодействии с ней превращается в кис­лоту по уравнению

Этиловый спирт определяют по количеству прореаги­ровавшего с ним ангидрида, которое устанавливают по уксусной кислоте. Уксусную кислоту определяют пу­тем титрования реакционной смеси баритовой водой

2СН₃СООН + Ва (ОН)₂ → (СН₃СОО)₂ Ва + 2Н₂О.

2.3.1 Приборы и материалы

- прибор для определения спирта в газах;

- круглодонная колба объемом 100 см³;

- водяная баня;

- штатив;

- мерная колба объемом 250 см³;

- пиридин;

- ацетилирующая смесь

- дистиллированная вода;

- 0,3 н. раствором гидрата окиси бария.

2.3.2. Техника проведения анализа

Спирт из газа поглощает 10 см³ пиридина, после чего пиридин с растворенным в нем спиртом переносят из поглотителя в колбу на 100 см³ с притертой пробкой. Поглотитель ополаскивают пири­дином (20 см³), который также сливают в колбу. Затем к пиридиновому раствору спирта добавляют 20 см³ ацетилирующей смеси, которая состоит из 6 см³ уксусного ангидрида и 14 см³ пиридина. При смешении ее с пири­дином в колбе образуется реакционная смесь, в которой на 12 частей уксусного ангидрида приходится 88 частей пиридина.

Колбу закрывают пробкой, уплотняют резиновыми зажимами и проводят реакцию ацетилирования путем нагревания в кипящей водяной бане в течение 60 мин. По истечении этого времени колбу вынимают из бани, охлаждают и жидкость переводят в мерную колбу на 250 см³. Колбу, в которой проводили ацетилирование, ополаскивают дистиллированной водой, предварительно прокипяченной и освобожденной от углекислоты. Про­мывную воду, которой должно быть не менее 50 см³, смешивают с реакционной жидкостью и объем ее дово­дят до метки.

Избыточное количество уксусного ангидрида под действием воды превращается в кислоту, которую затем определяют путем титрования 25 см³ полученного рас­твора 0,3 н. раствором гидрата окиси бария.

Для определения связавшегося со спиртом уксусного ангидрида одновременно проводят холостое определение. Для этого берут 2,0 см³ ацетилирующей смеси, обраба­тывают ее 100 см³ воды и образовавшуюся уксусную кислоту оттитровывают 0,3 н. раствором гидрата окиси бария. Таким образом, узнают общее, количество уксус­ного ангидрида, введенное в реакцию, и по разности определяют количество его, вступившее в реакцию со спиртом.

2.3.3. Обработка результатов

Количество спирта в граммах (С_сп), поглощенное пиридином, определяют по уравнению (2.1)

C_сп = (V—V₁)х3х0,0046хK, (2.1)

где: V — объем уксусной кислоты, эквивалентный количеству ук­сусного ангидрида, взятому для ацетилирования спир­та, см³;

V₁ — объем уксусной кислоты, эквивалентный количеству ук­сусного ангидрида, оставшемуся в свободном состоянии после реакции, см³;

0,0046 — количество спирта, эквивалентное количеству уксусной кислоты, содержащемуся в 1 мл 0,1 н. раствора, г;

К — поправка к титру раствора гидрата окиси бария.

Объем газа при нормальных условиях находят по формуле (2.2).

V₀= , (2.2)

где: V₀ - объем газа при нормальных условиях t_о=0^оС и р=760 мм рт. ст., дм³;

V₁ - объем газа, прошедшего через поглотитель за время опыта при температуре t и давлении р, дм³;

t — температура воздуха, °С;

р — давление, мм рт. ст.;

w — содержание водяных паров в воздухе, г/м³

Содержание спирта в 1 м³ газа (С'_сп), г определяют по формуле (2.3)

С'_сп= (2.3)

Пример. Определили содержание спирта в газах брожения. Че­рез поглотитель пропущено 28 дм³ газа (V₁=28). На титрование 2,0 см³ ацетилирующей смеси пошло 15,67 см³ Ва(ОН)₂.

Из 250 см³ исследуемого раствора отобрано 25 см³. На титрова­ние этого раствора пошло А = 13,21 см³ 0,3 н. раствора Ва(ОН)₂, К=0,982.

Количество поглощенного спирта находим по формуле (2.1):

C_сп = (15,67 — 13,24)х3х0,0046х0,982 = 0,0334 см³.

Количество спирта в 1 м³ газа определили при условии р=755 мм рт. ст.; t=25°С и w=23 г/м³. Объем газа приведенный к нормальным условиям находим по формуле (2.2):

V₀= = 24,75 дм³

Содержание спирта в 1 м³ газа найдем по формуле (2.3) и оно составит:

С'_сп= =1,35 г/м³