自动电位滴定法测定草酰氯的含量开题报告

 2023-11-28 08:54:13

1. 研究目的与意义

草酰氯是一种医药、农药、涂料等的合成中间体,在医药方面用做合成抗生素的原料,在涂料方面用做甲基丙烯酞异氰酸酯的原料,农药工业用于合成超高效磺酰脲类除草剂苄黄隆、植物生长调节剂等,用途十分广泛。草酰氯具有高毒性和腐蚀性,性质活泼,遇水和醇剧烈分解,不宜直接测定其含量。目前,文献报道草酰氯的测定方法主要有三种:一是色谱法,草酰氯与乙醇反应生成乙酸二乙酯,用气相色谱法测定其衍生化后的产物,此方法需要控制衍生化的条件,且对仪器要求高;二是容量法,利用草酰氯与醇反应生成盐酸,用电位滴定法测定其含量,该方法所用溶剂均为有机试剂,且需要将草酰氯快速密封在玻璃球中操作,步骤繁琐;三是吴暎、林萍的分步滴定法,将草酰氯与过量氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,利用盐酸滴定碳酸根有两个化学计量点,采用手动目视滴定法,借助化学指示剂判定终点,存在终点判断和人为操作等误差,精密度、可靠性相对较差。

随着近年来分析技术的飞跃发展,自动电位滴定仪在化学分析领域的应用愈加广泛。本设计主要研究开发测定草酰氯含量的方法,以无水四氢呋喃为溶剂,盐酸标准溶液为滴定剂,采用自动电位法测定草酰氯含量。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

1. 草酰氯具有高毒性和腐蚀性,性质活泼,遇水和醇剧烈分解,不宜直接测定其含量。

2. 建立的分析方法应当操作步骤简便,过程迅速,能够满足工业上对质量控制的要求。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

草酰氯又称乙二酰二氯化物(IUPAC命名)、草酸氯化物或草酰二氯化物,是化学转化中用途最广泛的有机试剂之一,化学式为(COCl)2。草酰氯是一种无色且有刺鼻气味的液体,属于二乙酰氯家族;熔点为-16℃;沸点为63-64℃;可溶于苯、己烷、二乙醚以及氯仿、乙腈和二氯甲烷等卤代溶剂。草酰氯具有高毒性和腐蚀性,能严重刺激眼睛、皮肤和呼吸道。盛放草酰氯的试剂瓶必须放置在阴凉、干燥的环境下保存,并严格密封,严禁与湿气接触。草酰氯对水分十分敏感,草酰氯与水剧烈反应,反应会释放有毒气体CO、CO2和HCl。

草酰氯被广泛应用于各种化工行业。它被用于各种化学转化,如氯化、氧化、还原、脱水、脱羧、甲酰化反应以及环氧化物的开环。草酰氯是一种医药、农药、涂料等的合成中间体,在医药方面用做合成抗生素的原料,在涂料方面用做甲基丙烯酞异氰酸酯的原料,在农药工业方面用于合成超高效磺酰脲类除草剂苄黄隆、植物生长调节剂等,也用于制作军用毒气,用途十分广泛。草酰氯的制备方法是由草酸与五氯化磷反应,得到草酰氯。

目前,文献报道草酰氯的测定方法主要有三种:一是色谱法[1],草酰氯与乙醇反应生成乙酸二乙酯,用气相色谱法测定其衍生化后的产物,此方法需要控制衍生化的条件,且对仪器要求高;二是容量法,利用草酰氯与醇反应生成盐酸,用电位滴定法测定其含量,该方法所用溶剂均为有机试剂,且需要将草酰氯快速密封在玻璃球中操作,步骤繁琐;三是吴暎、林萍的分步滴定法[2],将草酰氯与过量氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,利用盐酸滴定碳酸根有两个化学计量点,采用手动目视滴定法,借助化学指示剂判定终点,存在终点判断和人为操作等误差,精密度、可靠性相对较差。

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4. 研究方案

分析方法:

1. 量取0.5mol/L氢氧化钠溶液25mL和纯水5mL,置具塞锥形瓶中,封口膜覆盖瓶口,并于中心开圆孔(孔径刚好允许移液管通过);

2. 使用完全干燥的移液管,精密量取草酰氯母液2mL,穿过封口膜中心的圆孔,插入液面迅速放液,取出移液管立即盖紧,并于瓶塞四周加水密封。静置5min,摇匀;

3. 将锥形瓶中的液体完全转移至滴定杯中,可用少量纯水润洗瓶塞和锥形瓶,合并润洗液;

4. 用0.5mol/L HCl标准滴定液进行滴定,应出现三个滴定终点;

5. 每批样品平行滴定2份

验证内容和标准:

项目

验证内容

接受标准

专属性

#216; 空白溶液

#216; 0.5 mol/L标准盐酸滴定液无消耗

线性

#216; 取供试品,配制50%、75%、100%、125%、150%的草酰氯线性溶液。

#216; 计算浓度范围

#216; 绘制标准曲线和线性方程

#216; 相关系数R值≥0.998

准确性

#216; 平行滴定6次,测定氯离子含量。

#216; 结果与COA报告相符,在98%-101%之间

重复性

#216; 平行滴定6次,测定氯离子含量。

#216; 草酰氯含量的6次滴定结果RSD≤2.0%

中间精密度

#216; 不同分析人员、日期,平行滴定6份供试品溶液,测定氯离子含量。

#216; 草酰氯含量的6次滴定结果RSD≤2.0%

#216; 与重复性结果共计,12份滴定结果RSD≤2.0%

方法验证:

1. 专属性

空白溶液:30mL纯水加2mL无水四氢呋喃。

2. 线性

依照上述分析方法,移取草酰氯母液的体积如下表所示:

标记

移取草酰氯母液体积(mL

L-50%

1.0

L-75%

1.5

L-100%

2.0

L-125%

2.5

L-150%

3.0

3. 准确度

依照上述分析方法,平行滴定6次。

4. 重复性

依照上述分析方法,平行滴定6次(引用准确度数据)。

5. 中间精密度

不同分析人员,于不同日期,进行重复性项下实验内容。依照上述分析方法,平行滴定6次。

5. 工作计划

22-23-1学期第19周:完成任务书、文献阅读

22-23-1学期第20周:修改任务书、完成开题报告

23-24-2学期第1、2周:完成开题报告的确认及英文翻译,准备设计所需实验设备、主要试剂

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