Ako dodávateľ TBHP (terc-butylhydroperoxidu) je zabezpečenie čistoty nášho produktu nanajvýš dôležité. Čistota TBHP ovplyvňuje nielen jeho výkon v rôznych aplikáciách, ale určuje aj jeho bezpečnosť počas skladovania a používania. V tomto blogovom príspevku rozoberiem niekoľko metód, ktoré možno použiť na určenie čistoty TBHP.
Titračná metóda
Jednou z najbežnejších metód na stanovenie čistoty TBHP je titrácia. Táto metóda je založená na reakcii TBHP s redukčným činidlom. Jodid draselný (KI) sa často používa ako redukčné činidlo pri titrácii TBHP.
Reakciu medzi TBHP a KI v kyslom prostredí možno znázorniť nasledujúcou rovnicou:
[ \text{TBHP} + 2\text{KI} + 2\text{H}^+ \rightarrow \text{tert - butanol}+\text{I}_2 + \text{H}_2\text{O} + 2\text{K}^+ ]
Jód ((\text{I}_2)) produkovaný pri reakcii sa potom titruje štandardným roztokom tiosíranu sodného ((\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3)) s použitím škrobu ako indikátora. Koncový bod titrácie sa dosiahne, keď modrá farba komplexu škrob - jód zmizne.
Čistotu TBHP možno vypočítať na základe objemu a koncentrácie roztoku tiosíranu sodného použitého pri titrácii. V procese titrácie sú zahrnuté nasledujúce kroky:
- Príprava vzorky: Známe množstvo vzorky TBHP sa presne odváži a rozpustí vo vhodnom rozpúšťadle, zvyčajne v zmesi kyseliny octovej a chloroformu.
- Pridanie KI: K roztoku vzorky sa pridá nadbytočné množstvo jodidu draselného. Zmes sa potom nechá určitý čas reagovať, aby sa zabezpečila úplná reakcia medzi TBHP a KI.
- Titrácia pomocou (\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3)Jód produkovaný pri reakcii sa titruje štandardným roztokom tiosíranu sodného. Zaznamená sa objem použitého roztoku tiosíranu sodného na konci.
- Výpočet čistoty: Čistota TBHP sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca:
[ \text{Čistota}(%)=\frac{V\krát C\krát M\krát 100}{m\krát n} ]
kde (V) je objem použitého roztoku tiosíranu sodného (v litroch), (C) je koncentrácia roztoku tiosíranu sodného (v mol/l), (M) je molárna hmotnosť TBHP, (m) je hmotnosť vzorky TBHP (v gramoch) a (n) je stechiometrický faktor (v tomto prípade (n = 2), pretože 1 mol TBHP reaguje s 2 mólmi (\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3) cez jódový medziprodukt).
Plynová chromatografia (GC)
Plynová chromatografia je ďalšou účinnou technikou na stanovenie čistoty TBHP. GC môže oddeliť zložky vzorky na základe ich prchavosti a afinity k stacionárnej fáze v kolóne.
Pri analýze TBHP sa vyberie vhodná kolóna a detektor. Často sa používa kapilárna kolóna s nepolárnou stacionárnou fázou. Detektorom môže byť plameňový ionizačný detektor (FID) alebo hmotnostný spektrometer (MS).
Vzorka sa vstrekne do GC systému a zložky sa pri prechode kolónou oddelia. Detektor potom meria množstvo každej zložky na základe jej odozvy. Čistotu TBHP je možné určiť porovnaním plochy píku TBHP s celkovou plochou píku všetkých zložiek v chromatograme.
Výhody použitia GC na stanovenie čistoty zahŕňajú vysokú citlivosť, dobré rozlíšenie a schopnosť identifikovať nečistoty. Na obsluhu však GC vyžaduje špecializované vybavenie a vyškolený personál.
Spektroskopia nukleárnej magnetickej rezonancie (NMR).
NMR spektroskopia je nedeštruktívna technika, ktorá môže poskytnúť podrobné informácie o štruktúre a čistote zlúčeniny. V prípade TBHP je možné použiť (^1\text{H}) NMR a (^{13}\text{C}) NMR.
V (^1\text{H}) NMR môžu byť chemické posuny a väzbové konštanty vodíkových atómov v TBHP použité na identifikáciu zlúčeniny a detekciu prítomnosti nečistôt. Integrácia píkov v (^1\text{H}) NMR spektre môže byť tiež použitá na odhad čistoty TBHP.
Napríklad metylové skupiny v TBHP poskytujú charakteristické píky v (^1\text{H}) NMR spektre. Prítomnosť ďalších píkov môže naznačovať prítomnosť nečistôt ako naprDi-terc-butylperoxidalebo iné vedľajšie produkty.
Podobne (^{13}\text{C}) NMR môže poskytnúť informácie o atómoch uhlíka v TBHP. Chemické posuny atómov uhlíka v TBHP sú zreteľné a akákoľvek odchýlka od očakávaných hodnôt môže naznačovať prítomnosť nečistôt.
Výhodou NMR spektroskopie je, že môže poskytnúť štruktúrne informácie o zlúčenine a jej nečistotách. NMR spektroskopia je však relatívne drahá a vyžaduje NMR spektrometer s vysokým poľom.
Vysokovýkonná kvapalinová chromatografia (HPLC)
HPLC je široko používaná technika na analýzu organických zlúčenín. Dokáže oddeliť zložky vzorky na základe ich interakcie so stacionárnou fázou a mobilnou fázou.
Pri analýze TBHP sa používa HPLC kolóna s reverznou fázou s vhodnou mobilnou fázou. Mobilná fáza zvyčajne pozostáva zo zmesi vody a organického rozpúšťadla, ako je acetonitril alebo metanol.
Vzorka sa vstrekne do systému HPLC a zložky sa pri prechode kolónou oddelia. Detektor, ktorým môže byť UV - Vis detektor alebo detektor indexu lomu (RID), meria množstvo každej zložky.
Čistotu TBHP možno určiť porovnaním plochy píku TBHP s celkovou plochou píku všetkých zložiek v chromatograme. HPLC je relatívne rýchla a citlivá metóda na stanovenie čistoty a možno ju použiť na analýzu vzoriek so širokým rozsahom polarít.
Infračervená (IR) spektroskopia
Na identifikáciu funkčných skupín v TBHP a detekciu prítomnosti nečistôt možno použiť IR spektroskopiu. TBHP má charakteristické absorpčné pásy v IČ spektre v dôsledku prítomnosti hydroperoxidovej skupiny ((-\text{OOH})) a terc-butylovej skupiny ((-\text{C}(CH_3)_3)).
Absorpčné pásy okolo 3400 - 3600 (cm^{-1}) sú spôsobené napínacou vibráciou väzby (\text{O}-\text{H}) v hydroperoxidovej skupine. Absorpčné pásy okolo 2900 - 3000 (cm^{-1}) sú spôsobené napínacou vibráciou (\text{C}-\text{H}) väzieb v terc-butylovej skupine.
Prítomnosť ďalších absorpčných pásov v IČ spektre môže naznačovať prítomnosť nečistôt. Napríklad, ak sú absorpčné pásy v oblasti charakteristickej pre estery alebo alkoholy, môže to znamenať prítomnosť vedľajších produktov alebo kontaminantov.
IR spektroskopia je relatívne jednoduchá a rýchla metóda na stanovenie čistoty, ale je menej kvantitatívna v porovnaní s titráciou, GC alebo HPLC.
Význam stanovenia čistoty
Čistota TBHP je rozhodujúca v mnohých aplikáciách. V chemickom priemysle sa TBHP používa ako oxidačné činidlo pri rôznych reakciách organickej syntézy. Nečistoty v TBHP môžu ovplyvniť reakčnú rýchlosť, selektivitu a výťažok syntéznej reakcie.
V priemysle polymérov sa TBHP používa ako iniciátor polymerizácie. Čistota TBHP môže ovplyvniť molekulovú hmotnosť, distribúciu molekulovej hmotnosti a vlastnosti polyméru.
Okrem toho je čistota TBHP dôležitá aj z bezpečnostných dôvodov. Nečistoty môžu zvýšiť reaktivitu TBHP a predstavovať bezpečnostné riziko počas skladovania a manipulácie. Preto je presné určenie čistoty TBHP nevyhnutné na zabezpečenie jeho kvality a bezpečnosti.
Ak máte záujem o kúpu vysokej čistotyTerc-butylhydroperoxidalebo iné organické peroxidy, ako naprDTAP | CAS 10508 - 09 - 5 | Di-terc-amylperoxid, neváhajte nás kontaktovať pre viac informácií a prediskutovanie vašich špecifických požiadaviek. Zaviazali sme sa poskytovať vysoko kvalitné produkty a vynikajúce služby zákazníkom.
Referencie
- Skoog, DA, West, DM, Holler, FJ, & Crouch, SR (2014). Základy analytickej chémie. Cengage Learning.
- McMurry, J. (2016). Organická chémia. Cengage Learning.
- Silverstein, RM, Webster, FX a Kiemle, DJ (2014). Spektrometrická identifikácia organických zlúčenín. Wiley.