166276 (740188), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

где mi — масса фильтра с лигнином, г; т — масса пустого фильтра, г; g — масса абсолютно сухой навески обессмоленной древесины, г; К, — коэффициент экстрагирования органическим растворителем.

Разность между результатами двух параллельных определений не должна превышать 0,5%.

Приготовление нафталиновой подушки. Растворяют 25 г н^фтал 1на в 500 см^а этанола при нагревании на водяной бане. В этом случае массовую долю лигнина, % к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают с учетом коэффициента щелочной обработки

где g' — масса абсолютно сухой навески древесины, обработанной последовательно органическим растворителем и щелочью, г; К-.ш — общий коэффициент экстрагирования.

2. При необходимости внесения поправки на содержание золы лигнин озоляют. Для этого после взвешивания стеклянного фильтра с лигнином лигнин разрыхляют тонкой иглой и осторожно пересыпают в прокаленный до постоянной массы тигель. Стеклянный фильтр снова взвешивают. Массу перенесенного в тигель лигнина определяют по разности первого и второго взвешиваний. Озоление лигнина ведут по методике озоления древесины и рассчитывают массовую долю золы в лигнине в процентах. Для расчета содержания беззольного лигнина массовую долю лигнина в процентах, рассчитанную по одной из двух вышеприведенных формул, умножают на коэффициент обеззоливания K₂= /100, где А — массовая доля золы в лигнине,%.

4. Определение лигнина с 72%-ной серной кислотой в модификации ВНПОБумпром

Методика анализа. Навеску воздушно-сухих обессмоленных этиловым эфиром опилок массой около 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³ с притертой пробкой. Влажность обессмоленной древесины определяют в отдельной пробе. В колбу добавляют 15 см³ 72%-ной H₂SO₄ и выдерживают в термостате при 24...25°С в течение 2,5 ч, периодически перемешивая содержимое колбы во избежание образования комков. Затем к смеси лигнина с кислотой приливают 200 см³ дистиллированной воды, присоединяют колбу к обратному холодильнику и кипятят на плитке в течение 2 ч.

Фильтрование лигнина проводят на следующий день, чтобы частицы его достаточно укрупнились. Раствор с осадком лигнина фильтруют через сложенные вместе два уравновешенных на аналитических весах бумажных фильтра. Осадок лигнина и фильтры тщательно промывают горячей водой из промывалки до полного удаления кислоты.

Фильтры с лигнином сушат в сушильном шкафу при температуре °С до постоянной массы и взвешивают верхний фильтр с лигнином, помещая нижний фильтр на чашку аналитических весов с разновесами.

Массовую долю лигнина,% к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают по формуле

где т — масса лигнина, г; g — масса абсолютно сухой навески обессмоленной древесины, г; К, — коэффициент экстрагирования органическим растворителем.

Разность между результатами двух параллельных определений не должна превышать 0,5%.

5. Определение кислоторастворимого лигнина и общего содержания лигнина

При обработке древесины концентрированной серной кислотой часть лигнина, особенно значительная в случае древесины лиственных пород, переходит в раствор. При анализе древесины хвойных пород в 72%-ной H₂SO₄ растворяется 2...3% общего количества лигнина, а при анализе древесины лиственных пород — от 25 до 60%. После разбавления реакционной смеси и кипячения большая часть растворенного лигнина осаждается в виде кислотонерастворимого лигнина, а в фильтрате остается кислоторастворимый лигнин. Количество кислоторастворимого лигнина зависит от концентрации кислоты на первой стадии гидролиза и продолжительности обработки. При увеличении концентрации и уменьшении времени обработки количество кислоторастворимого лигнина увеличивается. Обычно древесина хвойных пород дает около 3% кислоторастворимого лигнина от общего количества, древесина лиственных пород — до 15...17%, ткани однодольных растений по выходу кислоторастворимого лигнина занимают промежуточное положение. В препаратах целлюлозы, холоцеллюлозы, а также в технических целлюлозах массовая доля кислоторастворимого лигнина по сравнению с исходной древесиной возрастает, так как под действием делигнифицирующих реагентов дополнительно образуется кислоторастворимый лигнин.

Для получения точных данных о содержании лигнина и древесине и другом растительном сырье необходимо учитывать образующийся при кислотном гидролизе кислоторастворимый лигнин и рассчитывать общее содержание лигнина.

Количество кислоторастворимого лигнина в растворе определяют с помощью УФ-спектрофотометрии, используя три метода

где D₂₈₀ и D₂i₅ — оптические плотности фильтратов лигнина при длинах волн соответственно 280 и 215 нм и толщине поглощающего УФ-излучение слоя, равной 1 см; 0,68 и 0,15 — коэффициенты поглощения продуктов распада моносахаридов, дм³-• г^'-см^-1; 18 и 70—коэффициенты поглощения лигнина, дм³ · г~ ¹ · см^-'; с_м и C_l — концентрации продуктов распада моносахаридов и кислоторастворимого лигнина в фильтрате, г/дм³.

При совместном решении уравнений получается следующее выражение для концентрации кислоторастворимого лигнина, г/дм³,

При использовании максимума при 280 нм из фильтрата

необходимо удалять фурфурол, поглощающий УФ-лучи при той же длине волны. Один из способов основан на восстановлении фурфурола борогидридом натрия в щелочной среде. Образующийся спирт уже не поглощает УФ-лучей в области 280 нм:

Реакция восстановления протекает очень быстро, практически мгновенно.

В более простом, но менее точном методе удаляют фурфурол дополнительным кипячением реакционной смеси в открытом стакане при поддержании постоянного объема жидкости добавлением горячей воды.

Концентрацию кислоторастворимого лигнина в растворе рассчитывают по градировочным графикам или удельным коэффициентам поглощения, вычисленным на основе градировочных графиков. При отсутствии эталонного препарата лигнина и невозможности вследствие этого построить градировочный график для приближенного расчета можно воспользоваться приведенными в литературе. Для построения градировочного графика используют раствор эталонного препарата лигнина в смеси ацетилбромид-уксусная кислота. В условиях анализа распада углеводов практически не происходит и УФ-поглощение полученного раствора обусловлено только лигнином.

6. Определение кислоторастворимого лигнина УФ-спектрофотометрическим методом при длине волны 280 нм

Методика анализа. Навеску воздушно-сухих обессмоленных этиловым эфиром или спиртотолуольной смесью опилок массой около 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 50 см³ с притертой пробкой. Влажность обессмоленной древесины определяют в отдельной пробе по обычной методике. Добавляют к навеске 15 см³ 72%-ной H₂SO₄ и выдерживают в термостате при температуре 24...25°С в течение 2,5 ч. Содержимое колбы периодически осторожно помешивают во избежание образования комков. Затем смесь лигнина с кислотой переносят в стакан вместимостью 1 дм³, вымывая лигнин из колбы горячей дистиллированной водой в количестве 560 см³. Кипятят лигнин с разбавленной кислотой в открытом стакане на плитке в течение 5 ч, поддерживая примерно постоянный уровень жидкости периодическим добавлением горячей дистиллированной воды. Оставляют стакан на 24 ч для укрупнения и оседания частиц лигнина.

После этого раствор с осадком лигнина фильтруют через два уравновешенных на аналитических весах и вложенных один в другой бумажных фильтра на стеклянной конусообразной воронке. Края фильтра должны быть ниже края воронки. Фильтрат собирают в мерную колбу вместимостью 1 дм³. Лигнин и фильтры отмывают горячей дистиллированной водой и присоединяют промывные воды к фильтрату в мерной колбе. Продолжают промывку горячей водой до полного удаления кислоты. Эти промывные воды отбрасывают.

Фильтры с лигнином сушат в сушильном шкафу при температуре °С до постоянной массы. Окончательно взвешивают верхний фильтр с лигнином, помещая нижний фильтр на чашку аналитических весов с разновесом.

Массовую долю кислотонерастворимого лигнина L_kh,% к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают по формуле, приведенной выше.

Для определения кислоторастворимого лигнина фильтрат с первой порцией промывных вод в мерной колбе доводят дистиллированной водой до объема 1 дм'. Для фотометрирования пипеткой отбирают пробы раствора 5...20 см³, в зависимости от концентрации лигнина, и разбавляют в мерной колбе дистиллированной водой до 50 см³. Объем пробы, отбираемой на фотометрирование, подбирают таким образом, чтобы измеряемая оптическая плотность находилась в пределах 0,3...0,7. При малой концентрации лигнина раствор не разбавляют. Затем измеряют на УФ-спектрофотометре оптическую плотность полученного раствора в кювете с толщиной слоя раствора 1 см при длине волны 280 нм для хвойного лигнина и 278 нм для лиственного лигнина и однодольных растений. Концентрацию кислоторастворимого лигнина в разбавленном фильтрате, г/дм³, находят по градуировочным графикам, построенным по оптической плотности растворов соответствующих препаратов диоксанлигнина. На рис. 2.15. приведены примеры градуировочных графиков для лигнинов различного происхождения.

Массовую долю кислоторастворимого лигнина,% к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают по формуле

где с — концентрация кислоторастворимого лигнина в разбавленном фильтрате, г/дм³; н — объем пробы фильтрата, взятый на фотометрирование, см³, для неразбавленного раствора н = = 50 см³; g — масса абсолютно сухой навески обессмоленной древесины, г; K₃ — коэффициент экстрагирования органическим растворителем.

В случае применения дополнительной щелочной обработки древесины вместо коэффициента K₃ в расчетах используют

общий коэффициент экстрагирования Л',_щ - при необходимости проводят золение лигнина и в расчет вносят поправку на золу.

Общее содержание лигнина будет равно сумме кислотонерастворимого L_kh и кислоторастворимого L_кр лигнинов

Построение градировочных графиков. В качестве эталонного препарата лигнина используют диоксанлигнин, выделенный из соответствующего растительного источника. Готовят 10 растворов эталонного диоксанлнгнина в диоксан-воде с концентрацией от 0,01 до 0,1 г/дм³ и измеряют их оптические

плотности при соответствующей длине волны. По полученным данным на миллиметровой бумаге строят график, откладывая по оси абсцисс концентрации раствора лигнина, а по оси ординат значения оптической плотности. При отсутствии эталонного препарата для расчета можно использовать удельные коэффициенты поглощения лигнинов.

Восстановление фурфурола борогидридом натрия. Из разбавленного фильтрата в мерной колбе отбирают пипеткой в мерную колбу на 50 см³ пробы раствора 5...20 см³, как указано выше, добавляют раствор гидроксида натрия до щелочной реакции, 5 см³ раствора борогидрида натрия 0,05 моль/дм³) и хорошо перемешивают. Раствор после восстановления подкисляют раствором серной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм³ до рН 6, доводят до метки дистиллированной водой и измеряют оптическую плотность, как указано выше, с последующим расчетом по градировочным графикам или удельным коэффициентам поглощения.

Характеристики

Список файлов реферата