Кислотное число
Кислотным числом (к. ч.) называется число миллиграммов гидроксида калия, необходимое для нейтрализации свободных карбоновых кислот, которые содержатся в 1 г анализируемого вещества.К. ч.определяют титрованием навески вещества стандартным раствором щелочи, обычно гидроксида калия:
RCOOH + KOH RCOOK + H2O.
В зависимости от природы исследуемого вещества титрование проводят в спиртовой или водной среде.
Ниже приведена методика определения к. ч.для следующих условий:
концентрация стандартного раствора KOH(титранта) — 0,1 н;
вместимость бюретки для стандартного раствора KOH— 50 см3(цена деления — 0,1 см3).
В две чистые сухие конические колбы с притертыми пробками вместимостью 100 см3помещают навески, содержащие 0,0015÷0,0035 г-экв кислоты. Взвешивают навески на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. В колбы приливают по 15 см3подходящего растворителя (при анализе водонерастворимых кислот — этилового или изопропилового спирта, в случае водорастворимых кислот — воды) и перемешивают содержимое до полного растворения навесок. Если растворение идет медленно, допускается кратковременное (~10 мин) нагревание проб на кипящей водяной бане. После растворения навесок добавляют индикатор (2 капли тимолового синего — в случае водонерастворимых кислот, 1 капля фенолфталеина — в случае водорастворимых)и проводят титрование 0,1 н раствором гидроксида калия (в случае водонерастворимых кислот предпочтительно использовать спиртовой раствор щелочи). Конец титрования определяют по изменению окраски раствора (от желтой в кислой среде до голубой в щелочной — для тимолового синего, от бесцветной до слаборозовой — для фенолфталеина).
Параллельно проводят холостой опыт.
Использование других количественных условий анализа требует пересчета навески. Расчет методики титрования приведен ранее на примере бромного числа.
Кислотное число (к. ч.) рассчитывают по формуле:
,
где V— объем 0,1 н раствора КОН, пошедший на титрование анализируемого вещества, см3;Vхол— объем 0,1 н раствора КОН, пошедший на титрование холостой пробы, см3; 56,1056 — молекулярная масса КОН, г/моль;c— концентрация стандартного раствора КОН, г-экв/л;К— поправка к концентрации раствора КОН;g— навеска анализируемого, вещества, г.
Эфирное число и число омыления
Эфирным числом (э. ч.) называется число миллиграммов гидроксида калия, необходимое для омыления эфирных групп в 1 г анализируемого вещества.Э. ч.имеет такое же значение для характеристики сложных эфиров, какое имеет кислотное число для характеристики органических кислот.
Эфирное число определяют обратным титрованием избытка гидроксида калия раствором соляной кислоты после омыления эфиров:
RCOOR + KOH RCOOK + ROH,
KOH + HCl KCl + H2O.
Определению э. ч.обычно предшествует определениек. ч.Как правило, определениек. ч.иэ. ч.проводят с одной и той же навеской анализируемого вещества. Сначала титруют пробу щелочью по соответствующему индикатору, определяяк. ч.Затем проводят гидролиз (или алкоголиз) содержащегося в пробе сложного эфира при нагревании в присутствии заведомого избытка раствора гидроксида калия. Титрованием стандартным раствором соляной кислоты определяют остаточное количество щелочи и рассчитываютэ. ч.
Ниже приведена методика определения э. ч.для следующих условий:
концентрация стандартного раствора KOH — 0,1 н;
вместимость бюретки для стандартного раствора KOH — 50 см3(цена деления — 0,1 см3);
концентрация стандартного раствора HCl — 0,1 н;
вместимость бюретки для стандартного раствора HCl — 50 или 25 см3(цена деления — 0,1 см3).
В две чистые сухие конические колбы с притертыми пробками вместимостью 100 или 250 см3помещают навески, содержащие 0,0012÷0,0020 г-экв сложного эфира. Взвешивают навески на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. В колбы приливают по 15 см3растворителя (этилового или изопропилового спирта — в случае водонерастворимых веществ, воды — в случае водорастворимых), добиваются растворения навесок, добавляют индикатор (2 капли тимолового синего — в случае водонерастворимых веществ, 1 капля фенолфталеина — в случае водорастворимых) и нейтрализуют пробы 0,1 н раствором гидроксида калия (в случае водонерастворимых кислот предпочтительно использовать спиртовой раствор щелочи), определяяк. ч.по изменению окраски раствора (от желтой в кислой среде до голубой в щелочной — для тимолового синего, от бесцветной до слаборозовой — для фенолфталеина).
К нейтрализованным пробам добавляют 1,5–2-кратный избыток щелочи (25–50 см3раствора гидроксида калия), присоединяют к колбам обратные воздушные холодильники и нагревают пробы на кипящей водяной бане в течение 1 ч. После охлаждения содержимого щелочь, не вступившую в реакцию, титруют 0,1 н раствором соляной кислоты до обратного перехода окраски индикатора.
Параллельно проводят холостые измерения: прямое титрование растворителя и обратное титрование смеси нейтрализованного растворителя с рабочим объемом щелочного раствора.
По данным прямого титрования рассчитываютк. ч.Э. ч.рассчитывают по данным обратного титрования с использованием формулы:
,
где V— объем 0,1 н. раствора HCl, пошедший на титрование анализируемого вещества, см3;Vхол— объем 0,1 н. раствора HCl, пошедший на титрование холостой пробы, см3; 56,1056 — молекулярная масса КОН, г/моль;c— концентрация стандартного раствора HCl, г-экв/л;К— поправка к концентрации раствора HCl;g— навеска анализируемого, вещества, г.
Другой вариант методики предполагает раздельное определение к. ч.и числа омыления (ч. о.). При определениич. о.к навескам сразу добавляют щелочь в заведомом избытке к суммарному содержанию кислотных и эфирных групп, омыляют их, нагревая на кипящей водяной бане, и титруют избыточную щелочь аналогично вышеприведенному описанию.Ч. о.рассчитывают аналогичноэ. ч.:
,
а э. ч.определяют по разности:
э. ч.=ч. о.–к. ч.