Эфиры акриловой и метакриловой кислот

Прозрачные бесцветные жидкости с резким характерным за­пахом. Хорошо растворимы во многих органических растворите­лях. В воде практически не растворимы (основные характеристи­ки см. табл.6).

При хранении без ингибитора полимеризуются. В промышленно­сти пластмасс находят самое широкое применение для производ­ства гомополимеров и сополимеров. Обладают наркотическим и общеядовитым действием.

Работа 5. Определение массовой доли свободных (акрило­вой и метакриловой) кислот в эфире.Кислоту определяют пря­мым титрованием щелочью в присутствии фенолфталеина.

Реактивы н оборудование

Этиловый спирт                                  Колбы конические на 250 мл с при-

Гидроксид калия, 0,1 н. раствор       шлифованной пробкой

Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой Бюкс для взятия навески

раствор                                               Цилиндр мерный на 25 мл

Ход определения. В коническую колбу емкостью 250 мл с притертой пробкой помещают ~10 г анализируемого эфира, взвешенного с точностью до 0,001 г, растворяют эфир в 10—15мл этилового спирта и титруют содержимое колбы 0,1 н. раствором гидроксида калия в присутствии фенолфталеина до неисчезаю­щего в первый момент розового окрашения. Во время титрования сильно взбалтывать колбу не рекомендуется.

Массовую долю акриловой (ω₁) или метакриловой (ω₂) кис­лоты (%) вычисляют по формулам:

где V— объем 0,1 н. раствора гидроксида калия, израсходован­ный на титрование; К — поправочный коэффициент для 0,1 и. раствора гидроксида калия; 0,0072 — масса акриловой кислоты, соответствующая 1 см³ точно 0,1 и. раствора гидроксида калия, г; 0,0086 — масса метакриловой кислоты, соответствующая 1см³ точно 0,1 н. раствора гидроксида калия, г; т — масса навески эфира.

Кислотное число исследуемого эфира (мг КОН/г) вычисляют по формуле

где 0,0056 — титр 0,1 н. раствора гидроксида калия.

Работа 6. Определение массовой доли эфиров акриловой и метакриловой кислот методом щелочного омыления. Основано на омылении эфира спиртовым раствором гидроксида калия:

Избыток щелочи оттитровывают соляной кислотой (титрование обратное).

Молярная масса эквивалента эфира равна массе его моля.

Реактивы и оборудование

Бюкс для взятия навески

Колба коническая на 500 мл с при­шлифованным шариковым холодиль­ником

Трубка, наполненная натронной из­вестью

Этиловый спирт ректификат

Гидроксид калия, 0,1 и. раствор

Гидроксид калия, 0,5 н. спиртовой

раствор

Соляная кислота, 0,5 н. раствор

Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой

Раствор

Приготовление спиртового раствора гндроксида ка­лия. 30 г гидроксида калия растворяют в 20 мл дистиллированной воды в склянке с резиновой пробкой и добавляют этиловый спирт до 1 л. Раство­ру дают отстояться в темном месте в течение 24 ч. Затем прозрачную жид­кость сливают с осадка в склянку с резиновой пробкой.

Ход определения. Навеску эфира ~ 1 г, взятую в бюксе с точностью до 0,0002 г, смывают в коническую колбу ем­костью 500 мл 10—15 мл этилового спирта. Затем к эфиру пи­петкой прибавляют 40 мл 0,5 н. спиртового раствора гидрокси­да калия, содержимое колбы перемешивают, колбу закрывают холодильником, к верхнему концу которого присоединяют труб­ку с натронной известью (чтобы предотвратить поглощение щелочью диоксида углерода из воздуха, и нагревают колбу на кипящей водяной бане в течение 2 ч. После охлаждения через верх холодильника приливают 50 мл воды и избыток щелочи оттитровывают 0,5 н. раствором соляной кислоты в присутст­вии фенолфталеина до исчезновения розовой окраски индикато­ра. Одновременно в тех же условиях проводят контрольный опыт.

Число омыления (ч. с.) эфира (мг КОН/г) рассчитывают по формуле

где v₁— объем 0,5 н. соляной кислоты, израсходованный на титрование контрольного опыта; V₂ — объем 0,5 н. соляной кис­лоты, израсходованный на титрование пробы; К— коэффици­ент поправки для 0,5 н. раствора соляной кислоты; т — навес­ка эфира; 0,028 — титр 0,5 н. раствора гидроксида калия, г/мл. Зная теоретическое эфирное число анализируемого эфира и определив число омыления и кислотное число, массовую долю эфира ω (%) рассчитывают по формуле

Работа 7. Определение массовой доли эфиров акриловой и метакриловой кислот методом бромирования.Метод основан на способности акриловых и метакриловых эфиров присоеди­нять бром по месту разрыва двойной связи. В качестве броми-рующего агента применяют смесь бромида калия КВr и бромата калия КВrО₃ (бромид-броматный раствор), который выде­ляет бром при подкислении:

Бромид-броматный раствор приливают в реакционную смесь в избытке. По разности между взятым количеством брома и из­быточным определяют количество брома, израсходованное на бромирование метилметакрилата. Избыток брома определяют иодометрически:

Молярная масса эквивалента эфира равна 1/2 массы его моля и, следовательно, 1 см³ 0,1 н. раствора тиосульфата нат­рия соответствует Fграммам эфира:

где М — молярная масса эквивалента эфира.

Реактивы и оборудование

Уксусная кислота, 50%-ный раствор Бюкс для взятия навески

Бромид-броматный 0,1 н. раствор     Колба мерная на 100 мл с пришли-

Соляная кислота, р=1,19                  фованной пробкой

Иодид калня, 10%-ный раствор       Колба коническая на 250 мл с при-

Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор    шлифованной пробкой

Крахмал растворимый, 1%-ный ра- Пипетка на 50 мл

створ                                                  Цилиндр мерный на 10 мл

Приготовление 0,1 н. бромид-броматного раствора. 2,8 г бромата калия и 12 г бромида калия растворяют в воде в мерной кол­бе емкостью 1 л и доводят объем водой до метки.

Ход определения. Навеску мономера ~2 г, взятую с точностью до 0,002 г, смывают небольшим количеством 50% -ной уксусной кислоты в мерную колбу емкостью 100 мл. Добавлением кислоты доводят уровень в колбе до метки. За­крыв мерную колбу притертой пробкой, хорошо перемешивают смесь. В чистую сухую коническую колбу емкостью 250 мл с притертой пробкой вводят пипеткой 50 мл 0,1 н. бромид-бро­матного раствора и 10 мл раствора эфира в уксусной кислоте. Затем быстро добавляют туда же мерным цилиндром 10 мл соляной кислоты (р=1,19), закрывают колбу пробкой и остав­ляют стоять в течение 30 мин в темном месте. После этого добавляют мерным цилиндром 10 мл 10%-ного раствора иодида калия, колбу встряхивают 1 — 2 мин и выделившийся иод оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия до соло­менно-желтого цвета. Затем добавляют несколько капель 1%-ного раствора крахмала и оттитровывают остаток иода. Парал­лельно проводят контрольный опыт.

Массовую долю эфира ω (%) в мономере рассчитывают по формуле

где v₁— объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, израсходо­ванный на титрование контрольного опыта; V₂ — объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование анализируемой пробы; К — поправочный коэффициент для 0,1 н. раствора тиосульфата натрия; т — масса навески моно­мера;F— масса эфира, соответствующая 1 см³ точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, г.

Винилацетат

Винилацетат — бесцветная легкоподвижная жидкость с эфирным запахом. Температура кипения 73 °С; р₄²⁰=0,9342. В воде растворяется плохо, хорошо растворим во многих орга­нических растворителях. В промышленности его получают син­тезом из уксусной кислоты и ацетилена. Применяется в качест­ве исходного мономера в производстве поливинилацетата, поли­винилового спирта и поливинилацеталей.

Для контроля качества продукта определяют содержание винилацетата, содержание уксусной кислоты (не более 0,02%), содержание альдегидов (отсутствие).

Работа 8. Определение содержания винилацетата мето­дом бромирования.Метод основан на способности винилацетата присоединять бром по месту разрыва двойной связи. В качест­ве бромирующего агента применяют бромную воду:

Бромную воду приливают в реакционную смесь в избытке. По разности между взятым количеством брома и избыточным определяют массу брома, израсходованную на бромирование винилацетата. Избыток брома определяют иодометрически:

Молярная доля эквивалента винилацетата равна 1/2 массы его моля.

Реактивы и оборудование

Этиловый спирт                                Бюкс для взятия навески

Бромная вода (16 г брома в 1 л Колба мерная на 500 мл

воды)                                               Пипетка па 10 мл

Иодид калия, 10%-ный раствор       Колба коническая на 250 мл с при-

Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор шлифованной пробкой

Ход определения. Навеску винилацетата ~0,5 г, взя­тую с точностью до 0,0002 г, смывают 15 мл этилового спирта в мерную колбу емкостью 0,5 л и доливают водой до метки при встряхивании. Затем отбирают пипеткой 10 мл раствора, по­мещают его в коническую колбу емкостью 250 мл с притертой пробкой и приливают 20 мл бромной воды. Закрытую колбу выдерживают 20 мин и приливают 20 мл 10%-ного раствора иодида калия и смесь сильно взбалтывают. Через 5 мин добавляют 5 — 6 капель 1%-ного раствора крахмала и оттитровывают выделившийся иод 0,1 н. раствором тиосульфата натрия. Одно­временно проводят контрольный опыт.

Массовую долю винилацетата ω (%) определяют по форму­ле

где v₁— объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, израсходо­ванный на титрование в контрольном опыте; V₂ — объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование пробы; K — поправочный коэффициент для 0,1 н. раствора тио­сульфата натрия; 0,0043 — масса винилацетата, соответствую­щая 1 см³ точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, г; т — масса навески мономера.

Работа 9. Определение содержания уксусной кислоты (кислотное число). Уксусную кислоту определяют прямым тит­рованием щелочью.

Реактивы и оборудование

Этиловый спирт                                Колба коническая на 250 мл с при-

Гидроксид натрия, 0,1 н. раствор     шлифованной пробкой

Фенолфталеин,  1%-иый спиртовой Пипетка на 10 мл раствор

Ход определения. Отмеряют пипеткой 10 мл мономе­ра, помещают в коническую колбу емкостью 250 мл с притер­той пробкой и растворяют в 50 мл этилового спирта. Взбалты­вают и быстро титруют 0,1 н. раствором гидроксида натрия, а в присутствии индикатора фенолфталеина до слабо-розовой окраски.

Массовую долю уксусной кислоты ω (%) вычисляют по формуле

где V — объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия; K —коэффи­циент поправки для 0,1 н. раствора гидроксида натрия; р— плотность мономера; 0,0060 — количество уксусной кислоты, соответствующее 1 мл точно 0,1 н. раствора гидроксида нат­рия, г.