Меню Рубрики

Спирт этиловый для анализа воды

Спирты применяются не только как растворители, но и как сырье в разнообразных синтезах. Так, например, метиловый спирт широко используют для производства формальдегида, этиловый спирт — непосредственно в медицинской практике.

Для качественного определения спиртов используется «нитрохромовая реакция», которая основана на окислении спирта бихроматом калия в присутствии серной кислоты. При этом образуется альдегид или кетон, сульфат хрома Cr2(S04)3, который придает смеси зеленую окраску.

Спирт этиловый технический бывает гидролизный, сульфитный, синтетический.

Свойства. Бесцветная прозрачная жидкость, плотность 813-816 кг/м3, температура кипения 77-78,5 С.

Технические требования на спирт этиловый синтетический. Содержание этилового спирта (крепость) в очищенном спирте 95%, в техническом — 92% (об.); веществ, окисляющихся в условиях определения изопропилового спирта, не более 0,05% (об.) для очищенного и 0,21% (об.) для технического. Содержание сернистых соединений для очищенного спирта (в пересчете на серу) не допускается, а для технического — 2 мг/л. Содержание кислот в пересчете на уксусную 10 мг/л для очищенного и 15 мг/л для технического спирта. Содержание сложных эфиров 250 мг/л, альдегидов не более 0,05% (об.) и 0,1% (об.) сухого остатка не более 10 мг/л; этилового эфира в очищенном спирте не допускается, в техническом — 1% (об,).

Содержание этилового спирта определяют с помощью специального ареометра — спиртометра. При определении крепости технического спирта значение, найденное по спиртометру, уменьшают на сумму примесей — веществ, окисляющихся в условиях определения изопропилового спирта (в пересчете на изопропиловый), диэтилового эфира и нерастворимых в воде веществ. Все величины выражают в объемных процентах.

Определение основано на том, что при действии окислителя этиловый спирт превращается в уксусную кислоту, а изопропиловый спирт — в ацетон. В отгоне, полученном после окисления, ацетон определяют йодометрическим способом.

Ход анализа. Для окисления готовят окислительную хромовую смесь следующим образом: в мерную колбу емкостью 100 мл вносят 10 г бихромата калия, 50 мл воды и постепенно, встряхивая, 25 мл концентрированной серной кислоты. Раствор в колбе охлаждают и объем доводят до метки. Полученный раствор выливают в круглодонную колбу емкостью 500 мл.

Затем готовят водный раствор анализируемого спирта. Для этого в мерную колбу емкостью 100 мл наливают 20-25 мл воды и взвешивают с точностью до 0,01 г. При помощи пипетки в колбу вносят 2 мл спирта и снова взвешивают с той же точностью. Раствор в колбе доводят водой до метки и перемешивают.

В колбу с окислительной смесью вносят 100 мл приготовленного спиртового раствора. Колбу закрывают пробкой и, перемешав, оставляют на 30 мин. При этом происходят следующие реакции окисления:

Затем в колбу помещают капилляры для равномерного кипения, 20-25 мл воды и через двухшариковый дефлегматор присоединяют к холодильнику для отгонки. Полученные при окислении кетоны отгоняются вместе с водой в приемник, помещенный в емкость с холодной водой. Отгонку прекращают, когда количество дистиллята достигнет 60-70 мл.

Дистиллят переливают в коническую колбу с притертой пробкой, прибавляют 12 мл 4 н. раствора едкого натра и 25 мл 0,1 н. раствора йода. Колбу закрывают пробкой, перемешивают и оставляют стоять.

Образующийся сильный окислитель гипойодид натрия окисляет полученный ацетон до йодоформа:

Затем к раствору добавляют 5 мл соляной кислоты (ГОСТ 3118-46) для восстановления растворов гипойодида и окисления йодида натрия до молекулярного йода:

Избыток йода оттитровывают 0,1 н. раствором тиосульфата натрия в присутствии 0,5% раствора крахмала:

Содержание веществ, окисляющихся в условиях определения изопропилового спирта, в пересчете на изопропиловый спирт в объемных процентах (X) вычисляют по формуле:

где V — количество 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование 25 мл 0,1 н. раствора йода (контрольный опыт проводят 1 раз в сутки в условиях испытания изопропилового спирта), мл; V1 — количество 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшее на титрование избытка йода, мл; 1,001 — количество изопропилового спирта, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, мг; а — навеска пробы, г; d — плотность исследуемого спирта при температуре 20 С, кг/м3; 0,785 — плотность изопропилового спирта, кг/м3.

источник

Определение содержания этилового спирта и его физико-химические свойства. Определение содержания изопропилового спирта в этиловом спирте. Анализ синтетических жирных кислот. Определение кислотного, эфирного чисел, состава синтетических жирных кислот.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ этилового спирта

Чистый 100%-ный этиловый спирт — гигроскопичная бесцветная жидкость с характерным запахом; температура кипения 78 °С, плотность при 20 °С 789,2 кг/м 3 . В зависимости от способа получения и очистки в товарном этиловом спирте могут присутствовать различные примеси: высшие спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, углеводороды и другие вещества, содержание которых обычно не превышает десятых долей процента.

Определение содержания этилового спирта

Выпускаемый нашей промышленностью этиловый спирт содержит от 88 до 96,2% (об.) спирта в зависимости от метода синтеза и качества очистки. За исключением незначительного количества примесей органических веществ, остальное составляет вода. Так как плотность воды значительно больше плотности этилового спирта, то по плотности анализируемого спирта можно с достаточной точностью определить в нем содержание и воды, и спирта. Определение плотности проводят с помощью специальных ареометров — спиртометров. В спиртовых таблицах, утвержденных Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, по значению плотности анализируемого спирта при 20 °С находят:

1) содержание спирта при 20 °С [в% (об.)];

2) объем безводного спирта при 20 °С (в л), заключающийся в данном объеме или в 1 кг;

3) содержание спирта при 20 °С [в% (масс.)].

При наличии в техническом этиловом спирте примесей в количествах, превышающих установленные ГОСТом нормы, следует в процентное содержание спирта, найденное по таблице, внести поправку. Значение’ этих поправок также находят по специальным таблицам. Например, в анализируемом — спирте содержится 1% диэтилового эфира. По плотности найдено, что содержание спирта составляет 93%. Чтобы узнать истинное содержание спирта, следует из 93% вычесть поправку на эфир, равную 1,3%.

Определение содержания альдегидов

Метод основан на реакции взаимодействия альдегидов с солянокислым гидроксиламином с образованием оксимов:

RCHO + NH 2OH.HCl > НС1 + Н 20 + RCH = NOH

Выделившуюся соляную кислоту нейтрализуют щелочью, по расходу которой судят о количестве альдегидов в спирте в расчете на уксусный альдегид.

Гидроксиламин солянокислый , 1 н. раствор.

Индикатор бромфеноловый синий. 0,1 г. бромфенолового синего и 1,5 мл 0,1 н. раствора едкого натра растирают в ступке до однородной массы. Затем приливают 510 мл воды и все содержимое ступки переносят в мерную колбу объемом 100 мл. Несколько раз ополаскивают ступку с пестиком водой, сливая ее в ту же колбу, и доводят объем в колбе водой до метки.

В коническую колбу с пробкой вливают 10 мл анализируемого спирта, 50 мл воды и после перемешивания 10 мл 1 н. раствора солянокислого гидроксиламина. Закрывают колбу пробкой и оставляют стоять на 15-20 мин. Выделившуюся соляную кислоту оттитровывают 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии 5-10 капель бромфенолового синего до синего цвета.

Параллельно проводят контрольный опыт, т.е. в коническую колбу берут 10 мл 1 н. раствора гидроксиламина, 60 мл воды и титруют 0,1 н. раствором едкого натра.

Содержание альдегидов в пересчете на уксусный альдегид х (в мг на 1 л спирта) вычисляют по формуле:

где V1 — объем точно 0,1 н. раствора едкого натра, пошедшего на титрование анализируемого спирта, мл; V2 — то же на контрольное титрование, мл; 0,0044 — количество уксусного альдегида, эквивалентное 1 мл точно 0,1 н. раствора едкого натра, г.

Определение содержания изопропилового спирта

Метод определения содержания изопропилового спирта в этиловом спирте состоит в окислении спиртов хромовой смесью по реакциям:

Образовавшийся ацетон отгоняют, и затем в Щелочной среде окисляют его йодом:

Соляная кислота, плотность 1,19 г./мл.

Хромовая смесь. В мерную колбу объемом 1 л отвешивают 100 г. бихромата калия, наливают 600 мл воды и растворяют при помешивании. К раствору постепенно приливают из цилиндра 250 мл серной кислоты (плотность 1,84 г./мл) и слегка перемешивают, а затем после охлаждения доводят объем до метки водой.

Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор.

26 мл воды наливают в мерную колбу объемом 100 мл и взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем вносят в нее пипеткой 2 мл анализируемого спирта, перемешивают и снова взвешивают с той же точностью. По разности масс узнают массу анализируемого спирта. В колбу доливают воду до метки и тщательно перемешивают. В круглодонную колбу объемом 500 мл вливают, весь спиртовой раствор из мерной колбы и 100 мл хромовой смеси, вносят 1-3 кусочка пемзы или фарфора и присоединяют к колбе обратный шариковый холодильник. Содержимое колбы нагревают до кипения. После 5-минутного кипения и некоторого охлаждения отсоединяют холодильник и промывают его внутреннюю трубку водой. К колбе присоединяют двухшариковый дефлегматор, наклонный водяной холодильник и перегоняют образовавшийся при окислении ацетон и воду в мерный цилиндр объемом 100 мл, который помещают в стакан с холодной водой. Перегонку прекращают, когда в мерном цилиндре наберется 80 мл дистиллята. Полученный дистиллят переливают в коническую колбу с пробкой и прибавляют к нему 12 мл 4 н. раствора едкого натра, 25 мл 0,1 н. раствора йода, перемешивают, закрывают пробкой и оставляют стоять. Через 10 мин к раствору приливают 5 мл концентрированной соляной кислоты и выделившийся избыток йода оттитровывают тиосульфатом натрия, приливая в конце титрования 2-3 мл 0,5%-ного раствора крахмала.

Содержание изопропилового спирта х [в%(масс.)] рассчитывают по формуле:

где V1 — объем точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование 25 мл точно 0,1 н. раствора йода, мл; V2 — объем точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование избытка йода в анализируемой пробе, мл; 0,000967 — количество ацетона, соответствующее 1 мл точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, г; 1,035 — коэффициент для пересчета ацетона в изопропиловый спирт; G — навеска испытуемого спирта, г.

2. Анализ синтетических жирных кислот

Синтетические жирные кислоты получают в процессе окисления твердого парафина или жидкого парафинового сырья. В процессе окисления образуется сложная смесь кислородсодержащих соединений кислого и нейтрального характера: жирные кислоты, оксикислоты, дикарбоновые кислоты, кетокислоты, спирты, эфиры, лактоны и другие продукты окисления и конденсации. Качество синтетических жирных кислот контролируется по кислотному числу, числу омыления, эфирному, числу и др. Состав отдельных целевых фракций (С5-С6, С7-С9), получаемых в процессе ректификации конечного продукта окисления, устанавливается методом газожидкостной хроматографии.

Определение кислотного и эфирного чисел

Синтетические жирные кислоты состоят из высших карбоновых кислот, находящихся как в свободном состоянии, так и в виде сложных эфиров. Общее количество этих кислот характеризуется числом омыления, под которым понимается число мг КОН, необходимое для нейтрализации свободных и омыления связанных кислот, содержащихся в 1 г испытуемого продукта. Следовательно, число омыления является как бы суммой кислотного и эфирного чисел. Кислотное число (в мг КОН на 1 г) характеризует содержание свободных кислот. Эфирным числом называется число мг КОН, необходимое для омыления сложных эфиров, содержащихся в 1 г анализируемого продукта. Кислотное и эфирное числа определяются экспериментально, а число омыления подсчитывается как их сумма.

Спиртобензольная смесь (1:3), нейтрализованная едким кали в, присутствии фенолфталеина.

Едкое кали, 0,5 н. спиртовой раствор.

Соляная кислота, 0,5 н. раствор.

Этиловый спирт ректификованный.

Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.

В коническую колбу объемом 250 м отвешивают (с точностью до 0,0002 г.) 1 -1,5 г испытуемых жирных кислот, приливают 25 мл спиртобензольной смеси (1:3) и тщательно перемешивают.

Полученный раствор титруют 0,5 н. спиртовым раствором едкого кали до розового окрашивания в присутствии 5-8 капель фенолфталеина. По количеству раствора едкого кали, пошедшего на титрование, рассчитают кислотное число.

После определения кислотного числа в ту же колбу приливают 25 мл 0,5 и. раствора едкого кали, вставляют в нее обратный холодильник и устанавливают на кипящую водяную баню. Через 2 ч колбу вынимают из бани, отсоединяют холодильник и промывают его внутреннюю трубку 5-10 мл этилового спирта. Избыток щелочи оттитровывают 0,5 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания в присутствии 5-8 капель фенолфталеина.

Параллельно проводят контрольную пробу, для чего в коническую колбу наливают 25 мл 0,5 н., раствора едкого кали и далее выполняют определение в тех же условиях, что и в рабочем опыте, только в отсутствие навески жирных кислот.

Кислотное число х1 (в мг КОН/г) рассчитывают по формуле:

где V — объем 0,5 н. раствора едкого кали, пошедшего на нейтрализацию кислот, мл; Т — титр 0,5 н. раствора КОН, г/мл; G — навеска жирных кислот, г.

Эфирное число х2 (в мг КОН/г) вычисляют по формуле:

где V1 — объем точно 0,5 н. раствора соляной кислоты, пошедшей на титрование едкого кали в контрольном опыте, мл; V2 — то же в рабочем опыте, мл; 0,028 — количество едкого кали, эквивалентное 1 мл точно 0,5 н. раствора соляной кислоты, г; G — навеска жирных кислот, г.

Число омыления х3 подсчитывается как сумма: .

Определение состава синтетических жирных кислот

Синтетические жирные кислоты, полученные окислением нефтяного парафина, путем ректификации делят на целевые фракции: С56, С79, С910, С10-С13. Состав каждой фракции может быть определен хроматографическим методом.

В качестве примера рассмотрим фракцию С7-С9. Определение в этой фракции отдельных кислот (как и в других перечисленных фракциях) по ГОСТ 5.1492-75 рекомендуется проводить на хроматографе типа «Цвет-1» (или любом другом) с детектором по теплопроводности.

Нанесенный на сферохром-2 полиэтиленгликольадипинат в потоке газа-носителя водорода разделяет фракцию С8-С9 на составляющие ее кислоты. Для идентификации отдельных кислот, входящих в исследуемую фракцию, необходимо снять хроматограмму эталонной кислоты и определить время удерживания этой кислоты. Для данной фракции в качестве такой «кислоты-метки» применяют каприловую кислоту. Сравнивая время (объем) удерживания каприловой кислоты и компонентов анализируемой фракции по полученным хроматограммам, больший из пиков хроматограммы фракции отождествляют с каприловой кислотой. Тогда все соседние пики относят к кислотам, имеющим большее или меньшее число углеродных атомов в молекуле.

Количественную расшифровку хроматограммы проводят методом внутренней нормализации с учетом калибровочных коэффициентов.

Сферохром-2 рассеивают на ситах, для анализа оставляют фракцию 0,150,315 мм.

Ортофосфорная кислота х. ч.

Этиловый спирт ректификованный.

После ознакомления по инструкции, прилагаемой к прибору, с устройством хроматографа, его управлением и методикой проверки герметичности приступают к подготовительным операциям.

Приготовление сорбента. В фарфоровую чашку отвешивают 1 г с точностью до 0,0002 г. ортофосфорной кислоты и наливают 30 мл этилового спирта. В полученный раствор насыпают 10 г. сферохрома-2 и перемешивают до однородной массы. Затем чашку со смесью устанавливают на масляную баню и при температуре 80±10 °С выпаривают при легком помешивании до полного удаления спирта. Готовый твердый носитель засыпают в колонку длиною 2 м и диаметром 3 мм. Колонку устанавливают в термостат хроматографа. Не присоединяя к прибору второй конец колонки, пропускают через нее газ-носитель водород со скоростью 60 мл/мин в течение 3 ч. Температура в термостате 250 °С.

Читайте также:  Анализ химического состава сточной воды

В сухую фарфоровую чашку на аналитических весах отвешивают 1 г полиэтиленгликольадипината и растворяют в 30 мл хлороформа. В полученный раствор при помешивании высыпают из колонки подготовленный твердый носитель. Чашку помещают в вытяжной шкаф, устанавливают на масляную баню и нагревают до полного удаления запаха хлороформа.

Заполнение колонки. Промытую этиловым спиртом и высушенную колонку устанавливают вертикально, укрепляя в держателях штатива. Приготовленный сорбент мелкими порциями засыпают в колонку так, чтобы слой сорбента на 5 мм не доходил до верхнего фланца колонки. Затем колонку устанавливают в термостат прибора. При температуре 200 °С через колонку пропускают водород со скоростью 60 мл/мин в течение 3 ч, после чего выходной конец колонки присоединяют к детектору.

Выполнив подготовительные операции, при. установившейся скорости газа-носителя водорода 60 мл/мин включают хроматограф. Через 30 мин включают потенциометр и убеждаются в записи устойчивой нулевой линии на диаграммной ленте.

Когда термостат прогреется до 260 °С, а температура колонки достигнет 175 °С, микрошприцем прокалывают мембрану и быстро вводят в испаритель на глубину не менее 40 мм пробу испытуемых жирных кислот в количестве 2-5 мкл. При этом чувствительность показаний регистрации детектора устанавливают такой, чтобы получить отчетливые пики. Обычно на хроматограмме вычерчивается до 6 пиков жирных кислот от С5 до Сю. Соблюдая те же условия хроматографирования, анализ повторяют до пяти раз, стремясь получить воспроизводимые результаты. Затем в тех же условиях хроматографируют несколько раз каприловую кислоту и находят время (объем) удерживания ее. Зная время удерживания и высоту каждого пика жирных кислот и’ учитывая их калибровочные коэффициенты для детектора по теплопроводности при газе-носителе водороде, вычисляют содержание отдельных кислот х (в%) по формуле:

спирт этиловый кислота жирный

где Ki — калибровочный коэффициент компонента, учитывающий чувствительность детектора к данному компоненту и определяемый экспериментально; VR — время удерживания i-й кислоты; определяется расстоянием от пика воздуха до максимума i-того пика в мм; hi — высота пиков, мм.

Для колонки с полиэтиленгликольадипинатом на сферохроме-2 и газе-носителе водороде для кислот от С7 до С13 К=1; для более легколетучих кислот:

3. Анализ ароматических продуктов

Нефтеперерабатывающая промышленность выпускает в качестве товарных продуктов: бензол, толуол, технический ксилол, а также обестолуоленный пиробензол в качестве компонента авиационного топлива и сольвент для лакокрасочной промышленности. Два последних продукта представляют собой смеси нефтяных углеводородов с общим содержанием в них ароматических углеводородов 85-87%.

Основными нормируемыми показателями ароматических продуктов являются: содержание ароматических углеводородов (содержание сульфируемых веществ), пределы кипения (фракционный состав) и допустимое содержание некоторых примесей, главным образом непредельных углеводородов (по бромному числу) и различных сернистых соединений. Содержание незначительных примесей в ароматических углеводородах определяется хроматографическим методом.

Определение содержания сульфируемых веществ

При действии концентрированной серной кислоты (олеума) происходит сульфирование бензола и его гомологов с образованием сульфокислот и сульфонов, растворимых в серной кислоте. По разности объемов исходного анализируемого вещества и остатка несульфируемых углеводородов находят содержание сульфируемых веществ.

Сульфирование олеумом следует проводить, строго соблюдая все требования техники безопасности. Каждый работающий должен иметь защитные очки, резиновый фартук и эластичные резиновые перчатки.

Олеум, разбавленный до 3%-го содержания свободного серного ангидрида.

Сульфат натрия безводный прокаленный.

Хлорид кальция гранулированный прокаленный.

Испытуемую пробу продукта в количестве 50 мл наливают в склянку, куда предварительно насыпан прокаленный хлорид кальция или сульфат натрия и через 30 мин высушенную пробу отфильтровывают.

Определение проводится в стеклянном сульфаторе. Проверяют шлифы сульфатора и устанавливают его вертикально на штативе с помощью двух колец, обернутых резиновой трубкой или асбестовым шнуром. Закрывают кран сульфатора и осторожно наливают в него через удлиненную воронку олеум, содержащий 3% свободного серного ангидрида, до нижней отметки шкалы сульфатора. Затем через другую, обычную воронку наливают в сульфатор 25 мл предварительно высушенного анализируемого продукта до верхней отметки шкалы сульфатора. Сульфатор вынимают из колец штатива и, придерживая рукой, обернутой полотенцем, верхнюю пробку и кран, осторожно поворачивают сульфатор, переводя его содержимое из одного шара в другой, при одновременном охлаждении стенок прибора проточной водой.

Перемешивание ведут 10-15 мин, периодически приоткрывая кран сульфатора для выпуска образовавшихся газов. Сульфирование считается законченным, когда реакционная смесь при повторном энергичном перемешивании в течение 10 мин не будет нагреваться. Сульфатор вновь устанавливают вертикально в кольцах штатива.

В нижней части сульфатора отстаивают смесь серной кислоты с растворенными сульфопродуктами. После 2-часового отстаивания отмечают по шкале сульфатора объем непросульфированного углеводородного слоя V.

Содержание сульфируемых веществ х [в 1% (об.)] рассчитывают по формуле:

Если в анализируемом продукте помимо ароматических углеводородов присутствуют непредельные, с которыми также реагирует концентрированная серная кислота, то в этом случае определяется сумма углеводородов обеих групп.

Химические, физические свойства жирных кислот. Способы производства жирных кислот: окисление парафинов кислородом воздуха; окисление альдегидов оксосинтеза кислородом. Гидрокарбоксилирование олефинов в присутствии кислот. Жидкофазное окисление олефинов.

контрольная работа [45,5 K], добавлен 15.03.2010

Характеристика биотоплива, биодизель и биоэтанол как его распространенные типы. Основные пути каталитической гидропереработки триглицеридов жирных кислот с целью определения эффективных катализаторов для получения углеводородов топливного назначения.

реферат [275,6 K], добавлен 28.12.2011

Жиры и жироподобные вещества как производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. Химические и физические свойства липидов. Реакция образования акролеина, компоненты жиров. Схема гидролиза. Гидролитическое прогоркание. Подлинность жирных масел.

реферат [126,5 K], добавлен 24.12.2011

Жиры как природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот. Лецитины как сложные эфиры глицерина, фосфорной и жирных кислот. Структурная формуладипальмитоилфосфатидихолина. Значение кардиолипина в медицине.

реферат [137,9 K], добавлен 10.06.2015

Применение метода пьезокварцевого микровзвешивания для диагностики анаэробных инфекций. Создание пьезосенсоров наиболее селективных в отношении летучих жирных кислот с числом атомов водорода от двух до шести. Особенности сорбции нормальных и изокислот.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.11.2014

Обработка семян спиртовым раствором щелочи при повышенных температурах. Сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Запасные и структурные липиды. Жирорастворимые витамины и защитные липиды. Продукты неполного синтеза и гидролиза липидов.

контрольная работа [49,9 K], добавлен 21.10.2013

Диссоциирование кислот на катион водорода (протон) и анион кислотного остатка в водных растворах. Классификация кислот по различным признакам. Характеристика основных химических свойств кислот. Распространение органических и неорганических кислот.

презентация [442,5 K], добавлен 23.11.2010

Основные химические свойства ацетона и изопропилового спирта, области применение и влияние на человека. Получение изопропилового спирта из ацетона. Тепловой и материальный баланс адиабатического РИВ и РПС. Программы расчёта и результаты, выбор реактора.

курсовая работа [255,0 K], добавлен 20.11.2012

Методы получения целевого продукта. Термодинамический анализ реакции. Восстановление карбоновых кислот. Реакция глицерина с щавелевой кислотой. Гидрирование пропаргилового спирта. Селективное гидрирование акролеина или пропаргилового спирта над палладием.

дипломная работа [790,2 K], добавлен 18.05.2011

Получение этилового спирта сбраживанием пищевого сырья. Гидролиз древесины и последующее брожение. Получение этилового спирта из сульфитных щёлоков. Сернокислотный способ гидратации этилена. Физико-химические основы процесса. Отделение гидратации этилена.

дипломная работа [1,2 M], добавлен 16.11.2010

источник

Чистый 100%-ный этиловый спирт — гигроскопичная бесцветная жидкость с характерным запахом; температура кипения 78 °С, плотность при 20 °С 789,2 кг/м 3 . В зависимости от способа получения и очистки в товарном этиловом спирте могут присутствовать различные примеси: высшие спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, углеводороды и другие вещества, содержание которых обычно не превышает десятых долей процента.

Определение содержания этилового спирта

Выпускаемый нашей промышленностью этиловый спирт содержит от 88 до 96,2% (об.) спирта в зависимости от метода синтеза и качества очистки. За исключением незначительного количества примесей органических веществ, остальное составляет вода. Так как плотность воды значительно больше плотности этилового спирта, то по плотности анализируемого спирта можно с достаточной точностью определить в нем содержание и воды, и спирта. Определение плотности проводят с помощью специальных ареометров — спиртометров. В спиртовых таблицах, утвержденных Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР, по значению плотности анализируемого спирта при 20 °С находят:

  • 1) содержание спирта при 20 °С [в% (об.)];
  • 2) объем безводного спирта при 20 °С (в л), заключающийся в данном объеме или в 1 кг;
  • 3) содержание спирта при 20 °С [в% (масс.)].

При наличии в техническом этиловом спирте примесей в количествах, превышающих установленные ГОСТом нормы, следует в процентное содержание спирта, найденное по таблице, внести поправку. Значение’ этих поправок также находят по специальным таблицам. Например, в анализируемом — спирте содержится 1% диэтилового эфира. По плотности найдено, что содержание спирта составляет 93%. Чтобы узнать истинное содержание спирта, следует из 93% вычесть поправку на эфир, равную 1,3%.

Определение содержания альдегидов

Метод основан на реакции взаимодействия альдегидов с солянокислым гидроксиламином с образованием оксимов:

RCHO + NH2OH.HCl > НС1 + Н20 + RCH = NOH

Выделившуюся соляную кислоту нейтрализуют щелочью, по расходу которой судят о количестве альдегидов в спирте в расчете на уксусный альдегид.

Гидроксиламин солянокислый, 1 н. раствор.

Индикатор бромфеноловый синий. 0,1 г. бромфенолового синего и 1,5 мл 0,1 н. раствора едкого натра растирают в ступке до однородной массы. Затем приливают 5-10 мл воды и все содержимое ступки переносят в мерную колбу объемом 100 мл. Несколько раз ополаскивают ступку с пестиком водой, сливая ее в ту же колбу, и доводят объем в колбе водой до метки.

В коническую колбу с пробкой вливают 10 мл анализируемого спирта, 50 мл воды и после перемешивания 10 мл 1 н. раствора солянокислого гидроксиламина. Закрывают колбу пробкой и оставляют стоять на 15-20 мин. Выделившуюся соляную кислоту оттитровывают 0,1 н. раствором едкого натра в присутствии 5-10 капель бромфенолового синего до синего цвета.

Параллельно проводят контрольный опыт, т.е. в коническую колбу берут 10 мл 1 н. раствора гидроксиламина, 60 мл воды и титруют 0,1 н. раствором едкого натра.

Содержание альдегидов в пересчете на уксусный альдегид х (в мг на 1 л спирта) вычисляют по формуле:

где V1 — объем точно 0,1 н. раствора едкого натра, пошедшего на титрование анализируемого спирта, мл; V2 — то же на контрольное титрование, мл; 0,0044 — количество уксусного альдегида, эквивалентное 1 мл точно 0,1 н. раствора едкого натра, г.

Определение содержания изопропилового спирта

Метод определения содержания изопропилового спирта в этиловом спирте состоит в окислении спиртов хромовой смесью по реакциям:

Образовавшийся ацетон отгоняют, и затем в Щелочной среде окисляют его йодом:

Соляная кислота, плотность 1,19 г./мл.

Хромовая смесь. В мерную колбу объемом 1 л отвешивают 100 г. бихромата калия, наливают 600 мл воды и растворяют при помешивании. К раствору постепенно приливают из цилиндра 250 мл серной кислоты (плотность 1,84 г./мл) и слегка перемешивают, а затем после охлаждения доводят объем до метки водой.

Йод, 0,1 н. раствор.

Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор.

Крахмал, 0,5%-ный раствор.

26 мл воды наливают в мерную колбу объемом 100 мл и взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем вносят в нее пипеткой 2 мл анализируемого спирта, перемешивают и снова взвешивают с той же точностью. По разности масс узнают массу анализируемого спирта. В колбу доливают воду до метки и тщательно перемешивают. В круглодонную колбу объемом 500 мл вливают, весь спиртовой раствор из мерной колбы и 100 мл хромовой смеси, вносят 1-3 кусочка пемзы или фарфора и присоединяют к колбе обратный шариковый холодильник. Содержимое колбы нагревают до кипения. После 5-минутного кипения и некоторого охлаждения отсоединяют холодильник и промывают его внутреннюю трубку водой. К колбе присоединяют двухшариковый дефлегматор, наклонный водяной холодильник и перегоняют образовавшийся при окислении ацетон и воду в мерный цилиндр объемом 100 мл, который помещают в стакан с холодной водой. Перегонку прекращают, когда в мерном цилиндре наберется 80 мл дистиллята. Полученный дистиллят переливают в коническую колбу с пробкой и прибавляют к нему 12 мл 4 н. раствора едкого натра, 25 мл 0,1 н. раствора йода, перемешивают, закрывают пробкой и оставляют стоять. Через 10 мин к раствору приливают 5 мл концентрированной соляной кислоты и выделившийся избыток йода оттитровывают тиосульфатом натрия, приливая в конце титрования 2-3 мл 0,5%-ного раствора крахмала.

Содержание изопропилового спирта х [в%(масс.)] рассчитывают по формуле:

где V1 — объем точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование 25 мл точно 0,1 н. раствора йода, мл; V2 — объем точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование избытка йода в анализируемой пробе, мл; 0,000967 — количество ацетона, соответствующее 1 мл точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, г; 1,035 — коэффициент для пересчета ацетона в изопропиловый спирт; G — навеска испытуемого спирта, г.

источник

Этиловый спирт — подвижная, бесцветная, летучая жидкость с характер­ным запахом и жгучим вкусом. Смешивается во всех отношениях с водой, эфиром. Удельный вес 0,813-0,816, температура кипения 77-78,5°. Горит синеватым пламенем.

Из биологического материала (внутренние органы трупов) этиловый спирт отгоняется в первые порции дистиллята. Обна­ружение и определение этилового алкоголя в крови и моче как живых лиц, так и трупов в настоящее время возможно непо­средственно с применением газо-жидкостной хроматографии.

Качественное обнаружение этилового алкоголя в дистиллятах. 1. Реакцией образования йодоформа:

При исследовании осадка йодоформа под микроскопом наблюдаются характерные шестиугольные таблички и звез­дочки.

Реакция образования йодоформа является чувствительной, по­зволяет обнаружить 0,04 мг спирта в 1 мл, но неспецифичной. Свойством давать при этих же условиях йодоформ обладает ряд органических веществ, имеющих или способных образовать

группировку атомов CH3C . Это, например, ацетон, молоч-

ная кислота, почти всегда присутствующая в содержимом же­лудка или внутренних органах трупа, и др. Этим определяется отрицательное значение йодоформной реакции: она может ука­зывать только на ненахождение этилового спирта. При положи­тельном результате йодоформной пробы наличие этилового спирта необходимо подтвердить другими реакциями.

2. Реакцией образования сложного эфира с уксусной кисло­той, который обнаруживается по характерному освежающему запаху:

Чувствительность реакции, по данным С. Б. Новикова, состав­ляет 15-20 мг спирта в 1 мл дистиллята.

3. Реакцией окисления этилового алкоголя (5% раствором би-хромата калия в сернокислой среде) до уксусного альдегида — специфический запах:

СН3СОН окисляется далее до СН3СООН.

Читайте также:  Анализ химического состава питьевой воды

Чувствительность реакции, по определениям С. Б. Новикова, не превышает 3 мг в 1 мл дистиллята 1 .

4. Реакцией получения этилбензоата, обладающего специфиче­ским запахом. Реакция проводится с дистиллятом и бензоилхло-ридом в присутствии 40% раствора едкого натра:

Запах, напоминающий запах бензойноэтилового эфира, может дать метиловый спирт, а потому эта реакция доказательна только в отсутствии метилового спирта.

Чувствительность реакции, по данным С. Б. Новикова, состав­ляет 2-3 мг в 1 мл раствора.

Заключение о качественном обнаружении этилового спирта в дистилляте может быть дано только при положительных ре­зультатах реакций образования сложных эфиров.

Количественное определение этилового спирта в нашей стране производится несколькими методами: а) этилнитритным; б) ме­тодом Видмарка в модификации Шоймоша; в) фотометриче­ским; г) газохроматографическим.

а) Этилнитритный метод. Метод основан на переведе­нии этилового спирта в сложный эфир этилнитрит, омылении его и последующем определении азотистой кислоты — одного из про­дуктов омыления этилнитрита.

Количественному определению этилового алкоголя этилнит­ритным методом предшествует подготовка «укрепленных» дистиллятов, заключающаяся в нескольких повторных пере­гонках.

Так, из 100-200 мл крови, растертой с хлоридом натрия, отго­няют сначала 300 мл дистиллята, затем дистиллят смешивают с раствором едкого натра и хлоридом натрия и отгоняют 200 мл дистиллята, в 20 мл которого после добавления 40 мл воды и производится определение этилового спирта.

Операции, связанные с определением, ведутся в трех дели­тельных воронках объемом 50 мл. В первую воронку помещают 5 мл очищенного четыреххлористого углерода , 10 мл дистилля­та, 1 мл 5 н. раствора НС1 и 2 мл 25% раствора нитрита нат­рия:

Этилнитрит экстрагируется четыреххлористым углеродом. Рас­твор этилнитрита в четыреххлористом углероде переносят во вторую воронку, содержащую 20 мл 0,1 н. раствора едкого нат­ра, и встряхивают — происходит очистка от избытка окислов азота.

В третьей воронке раствор этилнитрита в хлороформе встряхивают с 10 мл раствора виннокаменной и сульфаниловой

кислот. Этилнитрит при этом омыляется и образуется соль диа­зония.

Слой органического растворителя удаляют, а к водному рас­твору диазотированной сульфаниловой кислоты добавляют 10 мл солянокислого раствора а-нафтиламина 3 . Содержимое во­ронки встряхивают — получается осадок или окрашивание вследствие образования азокрасителя:

Осадок растворяют в 5% растворе NaOH (25 мл), переносят в мерную колбу емкостью 250 мл, объем раствора доводят ди­стиллированной водой до метки и фотометрируют или колори­метрируют визуально, сравнивая окраску полученных растворов со стандартной шкалой.

Все операции экстрагирования, связанные с количественным определением этилового спирта этилнитритным методом, должны проводиться быстро и в герметически закупоренных делитель­ных воронках.

Определение повторяют с меньшими количествами дистиллята (например, 5 мл).

Для приготовления стандартной шкалы азокрасителя поль­зуются абсолютным этанолом или этанолом строго определен­ной концентрации по X Государственной фармакопеи. Берут 2,5 мл раствора, содержащего 2%о (весовых) спирта, разбавля­ют его дистиллированной водой и проводят все стадии реакции образования азокрасителя.

Азокраситель растворяют в 25 мл 5% раствора NaOH, коли­чественно переносят в мерную колбу емкостью 500 мл и объем доводят до метки водой. Стандартный раствор азокрасителя со­ответствует содержанию 0,01 мг этанола в нем. Из исходного раствора путем ступенчатого разбавления готовится стандарт­ная шкала. Например 4 объема исходного раствора смешивают с одним объемом воды, что соответствует 0,008 мг/мл; 3 объема исходного раствора и 2 объема воды составят 0,006 мг/мл и т. д.

Расчет этанола а нвеске объекта исследования производится по формуле:

где С -концентрация спирта в 1 мл стандартного раствора, выраженная в миллиграммах; V — общий объем раствора азокрасителя в миллилитрах ана­лизируемой пробы; 60 — общий объем разбавленного дистиллята, взятого для количественного определения в миллилитрах; 10—объем разбавленного ди­стиллята, взятого на определение в миллилитрах; 200 — общий объем вто­рого дистиллята в миллилитрах; 20 — объем второго дистиллята, использо­ванного для определения в миллилитрах; п — навеска объекта исследования в граммах.

Этилнитритный метод обладает высокой чувствительностью и позволяет определять десятые доли промилле этилового спирта. Ю. Г. Твалчрелидзе показал, что этилнитритный метод неприме­ним к исследованию дистиллятов, содержащих формальдегид. Метод трудоемок, связан с затратой большого количества ис­следуемого материала (до 200 мл крови). В судебно-меди­цинской практике метод применяется для исследования крови трупов.

б) Определение этилового спирта микро ме­тодом Видмарка в модификации Шоймоша. Метод был разработан для определения этанола в крови живых лиц. В судебно-химических отделениях судебно-медицинских ла­бораторий Бюро судебно-медицинской экспертизы органов здра­воохранения в исключительных случаях, когда на экспертизу доставлены не подвергшиеся гнилостному разложению очень малые количества крови или тканей трупа, допускается опреде­ление этанола микрометодом Видмарка в модификации Шой­моша. Полученные при этом результаты количественного опре­деления могут иметь только относительное значение.

Принцип микрометода состоит в том, что в колбе определен­ной конструкции спирт из взятой навески крови отгоняют путем суховоздушной дистилляции и поглощают строго определенным количеством смеси бихромата калия с концентрированной сер­ной кислотой. Спирт вступает в реакцию с бихроматом калия, и окисляется до уксусной кислоты, а бихромат калия восстанав­ливается.

Исходя из количества бихромата калия, взятого до анализа и оставшегося неизмененным после реакции со спиртом, вычис­ляют количество его, пошедшее на окисление поглощенного из крови спирта. Умножив это количество на соответствующий коэффициент, получают количество спирта, находящегося в ис­следуемом образце.

Способ позволяет определять наличие спирта при содержании его в исследуемом объекте в количествах 5%о с достаточной точностью.

Как и этилнитритный метод, метод Видмарка — Шоймоша неспецифичен.

в) Фотометрический метод определения эти­
лового спирта был предложен в 1954 г. Feldstem и Klend­
shoj. В СССР разрабатывался В. М. Колосовой и И. С. Каран­
даевым. Метод основан на ускоренной изотермической диффу­
зии этилового спирта из объекта исследования (кровь, моча)
под действием карбоната калия. Спирт восстанавливает бихро­
мат калия в кислой среде; окраска последнего изменяется от
светло-желтой до темно-синей.

По градации переходных оттенков фотометрированием по от­ношению к эталонным растворам этилового спирта и к конт­рольной пробе (дистиллированная вода) определяется содержа­нием спирта в объектах исследования.

Для фотометрирования используется универсальный фотометр ФМ и фотоэлектроколориметры, работающие в видимой области спектра. Определение проводится при длинах волн 436-465 нм.

Количественному определению этилового алкоголя фотомет­рическим методом предшествуют качественные реакции с рас­творами бихромата калия в серной кислоте, перманганата ка­лия в воде и раствора мета-нитробензальдегида в серной кис­лоте. Применение трех реактивов-индикаторов повышает специ­фичность метода (по сравнению, например, с методом Видмарка- Шоймоша) и позволяет в какой-то степени отдифференци­ровать этиловый алкоголь от метилового, пропилового, бутило­вого и изоамилового.

Метод достаточно точен (±0,2%о), позволяет проводить серий­ные анализы, требует затраты малых количеств объекта (по 2 мл крови и мочи), пригоден к исследованию крови и мочи как трупов, так и живых лиц. Метод нашел широкое применение в судебно-медицинской практике.

г) Ферментативный (энзимный) метод, или ме­
тод А Д Г нашел применение в ряде зарубежных лабораторий,
Сущность метода заключается в том, что алкогольдегидрогепаза
(АДГ) катализирует окисление этилового алкоголя в уксусный
ангидрид. Акцептором водорода в данной реакции является ди­
фосфопиридиннуклеотид (ДРМ), который в виде восстановлен­
ной формы адсорбирует в области длин волн 366 нм. С помощью
стандартных растворов строят калибровочный график, а затем
по измеренной на фотометре экстинкции исследуемого раствора
производят расчет концентраций алкоголя

Метод точен (±0,1%), специфичен, удобен при серийных определениях, однако требует специального оборудования, осна­щения и специальных реактивов.

д) Определение методом газ о-ж идкостной хро­
матографии. Неоспоримыми преимуществами перед химиче­
скими методами определения этилового спирта обладает метод
газо-жидкостнои хроматографии — одного из современных видов
распределительной хроматографии.

Определение этилового спирта этим методом является специ­фичным, сравнительно точным — чувствительность метода со­ставляет 0,01%, объективным и доказательным. Газо-жидкост­ная хроматография позволяет разделить спирты — метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый и изоамиловый друг от друга в присутствии других летучих веществ, дать выде­ленным спиртам качественную и количественную характе­ристику.

Газовая хроматография, начав свое бурное развитие в 1952 г., к настоящему времени добилась огромных успехов при анализе

органических веществ. В последнее десятилетие газо-жидкостная хрома­тография начинает широко приме­няться и в химико-токсикологиче­ском анализе при исследовании на наличие летучих веществ: спиртов — метилового, этилового, пропилового и изоамилового, галогенопроизвод­ных — хлороформа, дихлорэтана и др., ароматических углеводородов — бензола, толуола, ксилола, ацет-альдегида и некоторых других токсикологически важных ве­ществ.

Сущность газохроматографическо­го метода обнаружения и определе­ния этилового (и других алифатиче­ских спиртов C15) заключается в переведении спиртов в алкилди-триты, которые затем подвергаются разделению на хроматографической колонке. Разделенные на компонен­ты смеси спиртов поочередно посту­пают в детектор по теплопроводно­сти- катарометр, сигналы которого регистрируются самописцем на бу­мажной ленте в виде ряда хромато­графических пиков (рис. 8). В основе детектирования лежит из­мерение различий в теплопроводности чистого газа-.носителя, поступающего в сравнительную камеру детектора, и смеси ана­лизируемого вещества с газом-носителем, выходящей в детектор

Катарометр реагирует на присутствие в анализируемой смеси

практически любого вещества.

Установление подлинности веществ проводится по времени удерживания алкилнитритов па хроматографической колонке. Время удерживания исчисляется от момента введения анали­зируемого вещестпа в колонку до появления максимума пика (на хроматограмме — расстояние от линии введения анализи­руемого вещества до максимума пика).

Расчет концентрации этилового алкоголя производят с по­мощью метода внутреннего стандарта. Внутренним стандартом служит пропиловый спирт, а при его обнаружении в исследуе­мом объекте — изопропиловый спирт.

В методическом письме главного судебно-медицинского экс­перта Министерства здравоохранения СССР подробно описаны условия обнаружения и определения этилового алкоголя, отбор проб и ход анализа, аппаратура и реактивы.

Токсикологическое значение и метаболизм. По серьезности последствий интоксикации этиловый алкоголь занимает одно из первых мест. Нередко он является косвенной причиной большо­го количества смертельных исходов, нетрудоспособности и серь­езных повреждений.

В. А. Балякин приводит данные из своей экспертной практи­ки. На 2075 вскрытий трупов лиц, погибших при несчастных случаях, основной причиной смерти в 22,9% случаев являлся алкоголь. Смертельные исходы в результате уличной транспорт­ной травмы составили 386 случаев, из них 177 (45,8%) относи­лось к лицам в нетрезвом состоянии; среди умерших от охлаж­дения 90% были в состоянии алкогольной интоксикации, а сре­ди пешеходов, попавших под автомобиль,- 76,6%.

Пристрастие к этиловому спирту общеизвестно. Этиловый алкоголь относится к наркотикам. При приемах внутрь он вы­зывает сначала возбуждение, а затем угнетение и паралич центральной нервной системы. Длительное воздействие спирта на организм может привести к тяжелым функциональным рас­стройствам нервной системы, пищеварительного аппарата, сер­дечно-сосудистой системы, печени и т. д.

Картина острого отравления этиловым спиртом является ха­рактерной. Имеют место случаи патологического опьянения, ког­да после сравнительно небольших доз принятого спирта человек впадает в состояние опьянения и теряет способность распозна­вать окружающее, правильно реагировать на него, контролиро­вать свои действия. Такие лица под влиянием алкоголя способ­ны совершать тяжелые антисоциальные поступки, о которых они часто потом не помнят.

При вскрытии трупа в большинстве случаев не обнаружи­ваются характерные изменения. Важными в диагностическом отношении признаками при судебно-медицинском исследовании трупа являются запах спирта от всех органов и тканей, особен­но от мозга и легких, и данные химико-токсикологического ис­следования крови, мочи, а иногда и внутренних органов.

Введенный в организм спирт током крови распределяется от­носительно равномерно по тканям и органам. Наибольшие количества спирта обычно содержатся в крови, головном мозге и тканях, богатых кровью. Однако после всасывания в кровь

около 90% этилового спирта окисляется до воды и угольного ангидрида по схеме:

Реакция эта протекает в печени

Этот процесс протекает главным образом в печени, а так­же в мышцах, почках, легких.

Только около 10% этилового спирта выделяется из организма в. неизмененном виде, причем около 7% легкими,

При гниении крови и других тканей животного организма про­исходит как «новообразование» этилового спирта за счет пре­вращения углеводов крови, высших спиртов, бактериального распада белковых веществ и т. п., так и понижение его концент­рации за счет окисления и улетучивания.

источник

Этиловый спирт С2Н5ОН (этанол, этиловый алкоголь, винный спирт) — бесцветная, летучая жидкость с характерным запахом, жгучая на вкус (пл. 0,813—0,816, т. кип. 77—77,5 °С). Этиловый спирт горит синеватым пламенем, смешивается во всех соотношениях с водой, диэтиловым эфиром и многими другими органическими растворителями, перегоняется с водяным паром.

Этиловый спирт получают путем брожения крахмалсодержащих продуктов (зерно, картофель), фруктов, сахара и т. д. Полученный брожением этиловый спирт отгоняют и получают спирт-сырец, который очищают путем ректификации. Спирт-сырец и самогон, изготовленные в домашних условиях, содержат некоторое количество сивушных масел, состав и свойства которых описаны ниже (см. гл. IV, § 10). Сивушные масла относительно медленно метаболизируются в организме. Поэтому продолжительность действия их на организм большая, чем этилового спирта.

Применение этилового спирта. Этиловый спирт широко используется в промышленности как растворитель и исходный продукт для получения многих химических соединений. Этот спирт используется в медицине как дезинфицирующее средство.

В химических лабораториях он применяется как растворитель, входит в состав многих спиртных напитков.

Действие на организм и токсичность. Этиловый спирт может поступать в организм несколькими путями: при приеме внутрь, при внутривенном введении, а также через легкие в виде паров с вдыхаемым воздухом.

Поступивший в организм этиловый спирт действует на кору головного мозга. При этом наступает опьянение с характерным алкогольным «возбуждением». Это возбуждение не является результатом усиления возбудительного процесса, а возникает из-за ослабления процесса торможения. Таким образом, под влиянием алкоголя проявляется преобладание процессов возбуждения над процессами торможения. В больших дозах этиловый спирт вызывает угнетение функций как спинного, так и продолговатого мозга. При этом может наступить состояние длительного глубокого наркоза с потерей рефлексов и угнетением жизненно важных центров. Под влиянием этилового спирта может наступить смерть в результате паралича дыхательного центра.

О токсичности этилового спирта свидетельствует наличие случаев острых отравлений этим спиртом. В последнее десятилетие острые отравления этиловым спиртом занимают первое место (около 60%) среди отравлений другими токсическими веществами. Алкоголь не только вызывает острые отравления, но и способствует скоропостижной смерти от других заболеваний (прежде всего, от заболеваний сердечно-сосудистой системы).

Степень токсичности этилового спирта зависит от дозы, концентрации его в напитках, от наличия в них сивушных масел и других примесей, прибавляемых для придания напиткам определенного запаха и вкуса. Ориентировочно смертельной дозой для человека считается 6—8 мл чистого этилового спирта на 1 кг массы тела. В пересчете на всю массу тела это составляет 200—300 мл этилового спирта. Однако эта доза может изменяться в зависимости от чувствительности к этиловому спирту, условий его приема (крепость напитков, наполненность желудка пищей) и т. д. У одних лиц смерть может наступить после приема 100— 150 г чистого этилового спирта, в то время как у других лиц. смерть не наступает и после приема 600—800 г этого спирта.

Длительное злоупотребление этиловым спиртом приводит к хроническому отравлению (алкоголизму). Повторные приемы алкоголя приводят к развитию привыкания, в результате которого малые дозы этого спирта перестают вызывать прежнее эйфорическое состояние. Чтобы вызвать эйфорическое состояние, таким лицам со временем требуется повышенная доза этилового спирта. Одновременно с привыканием вырабатывается пристрастие, а затем развивается алкогольная зависимость (алкоголизм), которая характеризуется тягостными переживаниями без употребления алкоголя и сильным желанием повторных его приемов.

Читайте также:  Анализ взвешенных частиц в воде

В результате длительных приемов этилового спирта происходит ряд тяжелых нарушений функций организма: может наступить цирроз печени, перерождение сердечной мышцы и почек, стойкое расширение сосудов лица (особенно сосудов носа), дрожание мышц, галлюцинации, буйный бред (белая горячка), перерождение мужских и женских половых желез, в результате чего от алкоголиков рождаются дети с умственной и физической недостаточностью. Кроме этого, алкогольное опьянение часто является причиной несчастных случаев в быту, на производстве, транспорте и т. д. Значительное число нарушений социалистической законности и преступлений совершается в состоянии алкогольного опьянения.

Таким образом, алкоголизм является большим социальным злом, с которым необходимо вести решительную борьбу.

Распределение в организме. Этиловый спирт неравномерно распределяется в тканях и биологических жидкостях организма. Это зависит от количества воды в органе или биологической жидкости. Количественное содержание этилового спирта прямо пропорционально количеству воды и обратно пропорционально количеству жировой ткани в органе. В организме содержится около 65 % воды от общей массы тела. Из этого количества 75— 85 % воды содержится в цельной крови. Учитывая большой объем крови в организме, в ней накапливается значительно большее количество этилового спирта, чем в других органах и тканях. Поэтому определение этилового спирта в крови имеет большое значение для оценки количества этого спирта, поступившего в организм. Имеется определенная зависимость между количеством этилового спирта в крови и моче. В первые 1—2 ч после приема этилового спирта (спиртных напитков) концентрация его в моче несколько ниже, чем в крови. В период элиминации содержание этилового спирта в моче, взятой катетером из мочеточника, превышает содержание его в крови. Эти данные имеют большое значение для установления времени, прошедшего с момента приема этилового спирта до момента исследования.

Большое значение в диагностике опьянений и отравлений этиловым спиртом имеют результаты количественного определения этого спирта, которые выражают в промилле (% ), что означает тысячную долю.

При оценке результатов количественного определения этилового спирта в крови необходимо учитывать, что этот спирт может образовываться при гнилостном разложении трупов. При гниении в крови трупов может образовываться от ничтожных количеств до 2,4 % этилового спирта. В первые 2—3 сут после смерти этиловый спирт в определенной степени разлагается под влиянием алкогольдегидразы, которая в это время еще сохраняет ферментативную активность.

В отличие от крови в моче трупов образование этилового спирта не происходит. Поэтому для оценки степени опьянения производят определение этилового спирта как в крови, так и в моче.

Выводы о степени опьянения и о смертельных отравлениях этиловым спиртом делают на основании результатов определения этого спирта в крови. При обнаружении в крови менее 0,3 % этилового спирта делают вывод об отсутствии влияния этого спирта на организм. Легкое опьянение характеризуется наличием в крови 0,5—1,5 % этилового спирта. При опьянении средней степени в крови обнаруживается 1,5—2,5 % , а при сильном опьянении— 2,5—3,0 % этилового спирта. При тяжелом отравлении в крови содержится 3—5 % , а при смертельном отравлении — 5—6 % этилового спирта.

Метаболизм. Часть этилового спирта (2—10 %) выделяется из организма в неизмененном виде с мочой, выдыхаемым воздухом, потом, слюной, калом и т. д Остальное количество этого спирта подвергается метаболизму. Причем метаболизм этилового спирта может происходить несколькими путями. Определенное количество этилового спирта окисляется с образованием воды и оксида углерода (IV). Несколько большее количество этого спирта окисляется до уксусного альдегида, а затем до уксусной кислоты.

Если ввести в организм антабус, циамид и некоторые другие вещества, то происходит задержка превращения уксусного альдегида в уксусную кислоту. Это приводит к накоплению уксусного альдегида в организме, который вызывает отвращение к алкоголю.

При исследовании органов трупов (желудок с содержимым, печень, почки и др.) на наличие этилового спирта его отгоняют с водяным паром. Обнаружение этилового спирта производят при помощи описанных ниже реакций. Для обнаружения этилового спирта в крови и моче применяют метод газожидкостной хроматографии.

Реакция образования йодоформа. При нагревании этилового спирта с раствором иода и щелочью образуется йодоформ (CHJ 3 ), имеющий специфический запах:

Выполнение реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и 2 мл 5 %-го раствора гидроксида натрия или карбоната натрия. К этой смеси по каплям прибавляют 1 %-й раствор иода в 2 %-м растворе иодида калия до слабо-желтой окраски. Затем смесь несколько минут нагревают на водяной бане (50 °С). При наличии этилового спирта ощущается запах йодоформа. При относительно больших количествах этилового спирта в пробе образуются кристаллы йодоформа, имеющие форму шестиугольников и звездочек.

Предел обнаружения: 0,04 мг этилового спирта в 1 мл раствора. Эта реакция не специфична на этиловый спирт. Ее дают ацетон, молочная кислота и др.

1. Реакция образования уксусно-этилового эфира. Этиловый спирт с ацетатом натрия в присутствии серной кислоты образует уксусно-этиловый эфир, имеющий характерный запах:

Выполнение реакции. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и 0,1 г высушенного ацетата натрия, затем осторожно по каплям прибавляют 2 мл концентрированной серной кислоты. Смесь нагревают на пламени горелки (лучше нагревать пробирку на парафиновой или глицериновой бане) до выделения пузырьков газа. Появление специфического запаха уксусно-этилового эфира указывает на наличие этилового спирта в исследуемом растворе.

Предел обнаружения: 15 мкг этилового спирта в 1 мл раствора.

Запах уксусно-этилового эфира более отчетливо ощущается, если содержимое пробирки вылить в 20—25-кратный объем воды.

2. Реакция образования этилбензоата. При взаимодействии этилового спирта с бензоилхлоридом (хлористым бензоилом) образуется этилбензоат, имеющий характерный запах:

Распознаванию запаха этилбензоата мешает избыток бензоилхлорида, имеющего неприятный запах. Поэтому для разложения избытка бензоилхлорида прибавляют раствор щелочи:

Выполнение реакции. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 1—2 капли бензоилхлорида. При частом взбалтывании смеси к ней прибавляют по каплям 10 %-й раствор гидроксида натрия до исчезновения удушливого запаха бензоилхлорида. Появление запаха этилбензоата указывает на наличие этилового спирта в пробе. Этот запах лучше, ощущается после нанесения нескольких капель реакционной смеси на кусочек фильтровальной бумаги. Реакции мешает метиловый спирт, так как запах этилбензоата напоминает запах бензойнометилового эфира.

Выполнение реакции. К 1 мл исследуемого раствора прибавляют 10 %-й раствор серной кислоты до получения кислой среды (по лакмусу), К этой смеси по каплям прибавляют 10%-й раствор дихромата калия до тех пор, пока жидкость не станет оранжево-красной. Смесь оставляют на несколько минут при комнатной температуре. При наличии этилового спирта в исследуемом растворе появляется запах ацетальдегида. При этой реакции мвжет образовываться и некоторое количество уксусной кислоты. Побочная реакция образования уксусной кислоты понижает чувствительность реакции обнаружения ацетальдегида.

Окисление этилового спирта и обнаружение его по ацетальдегиду. Ацетальдегид, образующийся при окислении этилового спирта, можно обнаружить при помощи реакции с нитропруссидом натрия и морфолином. С этой целью 2—3 капли раствора 4 , содержащего ацетальдегид, наносят на капельную пластинку или на фильтровальную бумагу и прибавляют каплю реактива (свежеприготовленная смесь равных объемов 20 %-го водного раствора морфолина и 5 %-го водного раствора нитропруссида натрия). При наличии ацетальдегида в растворе появляется синяя окраска.

Предел обнаружения: 1 мкг ацетальдегида в пробе.

Предварительная проба на наличие этилового спирта в моче и крови. Эта проба подробно описана выше (см. гл. IV, § 8).

Обнаружение этилового спирта в напитках и растворах методом газожидкостной хроматографии

Принцип обнаружения химических соединений с помощью метода газожидкостной хроматографии описан в ряде источников литературы. Для обнаружения этилового спирта в растворах, напитках и в других жидкостях методом газожидкостной хроматографии в качестве эталонного вещества применяют 95 %-й этиловый спирт. Перед введением в дозатор газового хроматографа этот спирт переводят в более летучее, чем этиловый спирт (т. кип. 78 °С), соединение — этилнитрит (т. кип. 17 °С). Для этого к этиловому спирту прибавляют нитрит натрия или калия и трихлоруксусную кислоту:

Образовавшийся этилнитрит, который находится в газообразном состоянии над жидкостью, вводят в газовый хроматограф и производят хроматографирование.

металлическая колонка длиной 100 см, диаметром 0,6 см;

твердый носитель: сферохром, хезасорб или другие носители;

неподвижная жидкая фаза: полиэтиленгликоль (мол. масса 1000—1500), нанесенный на твердый носитель в количестве 12 %;

газ-носитель: технический азот, пропускаемый через хроматограф со скоростью 50—60 мл/мин;

скорость движения диаграммной ленты 720 мм/ч.

Методика обнаружения этилового спирта в напитках и растворах. Во флакон из-под пенициллина вносят 0,5 мл 50%-го раствора трихлоруксусной кислоты и 0,5 мл водного раствора эталонного вещества (95 %-го этилового спирта, разбавленного водой с таким расчетом, чтобы концентрация его составляла 3— 4% ). Флакон закрывают резиновой пробкой, которую закрепляют специальным приспособлением (фиксатором). Затем с помощью шприца через резиновую пробку во флакон вводят 0,25 мл 30 %-го раствора нитрита натрия. Содержимое флакона в течение 1 мин хорошо взбалтывают и с помощью другого сухого шприца набирают 3 мл газообразной фазы, находящейся над жидкостью. Эту газообразную фазу, содержащую этилнитрит, вводят в дозатор хроматографа и производят хроматографирование. При этом записывают время удерживания этилнитрита.

После окончания хроматографирования эталонного вещества производят точно такой же опыт с исследуемым раствором, в котором предполагается наличие этилового спирта.

Совпадение времени удерживания вещества в обеих пробах (в пробе с эталонным и исследуемым веществом) указывает на идентичность этих веществ.

Методика обнаружения этилового спирта в крови и моче. Методика обнаружения этилового спирта в крови и моче аналогична методике обнаружения этого спирта в напитках и растворах. Сначала производят хроматографирование и определение времени удерживания этилового спирта, являющегося эталонным веществом. Это определение производят так, как указано при описании методики определения этого спирта в напитках и растворах. Затем приступают к определению этилового спирта в крови или в моче.

Во флакон из-под пенициллина вносят 0,5 мл исследуемой крови или мочи и 0,5 мл 50 %-го раствора трихлоруксусной кислоты. Флакон закрывают резиновой пробкой, которую закрепляют специальным фиксатором. После этого во флакон через резиновую пробку с помощью шприца вводят 0,25 мл 30%-го раствора нитрита натрия. Содержимое флакона хорошо взбалтывают в течение одной минуты. Затем из флакона другим шприцом набирают 3 мл газообразной фазы, которую вводят в дозатор хроматографа и хроматографируют. Если совпадает время удерживания эталонного вещества и вещества, содержащегося в крови или в моче, делают вывод о наличии этилового спирта в исследуемых биологических жидкостях.

При обнаружении этилового спирта в моче или в крови методом газожидкостной хроматографии производят количественное определение этого спирта в указанных объектах.

Количественное определение этилового спирта в крови и моче методом газожидкостной хроматографии

Для количественного определения этилового спирта в крови и моче применяют метод внутреннего стандарта, как один из методов газожидкостной хроматографии. Согласно этому методу, к крови или к моче, в которых определяют количественное содержание этилового спирта, прибавляют внутренний стандарт. В качестве внутреннего стандарта применяют пропиловый спирт. Содержащийся в крови или моче этиловый спирт (т. кип. 78 °С), а также пропиловый спирт (т. кип. 97,5 °С), прибавленный в качестве внутреннего стандарта, переводят в более летучие соединения (в этилнитрит с т. кип. 17 °С и пропилнитрит с т. кип. 46 — 48°С). Смесь этилнитрита и пропилнитрита вводят в дозатор хроматографа и проводят хроматографирование. При этом на хроматограмме выписывается два пика, один из которых соответствует этиловому спирту (этилнитриту), а второй — пропиловому спирту (пропилнитриту). Затем рассчитывают отношение площади или высоты пика этилового спирта (этилнитрита) к площади или высоте пика внутреннего стандарта — пропилового спирта (пропилнитрита).

Расчет количественного содержания этилового спирта в крови или в моче производится по калибровочному графику.

Построение калибровочного графика. Сначала приготовляют серию стандартных растворов, содержащих 2, 3, 4 и 5 % этилового спирта, и раствор внутреннего стандарта, содержащий 4 % пропилового спирта. В несколько флаконов из-под пенициллина вносят по 2 мл раствора, содержащего по 4 % пропилового спирта. В каждый флакон прибавляют по 2 мл раствора этилового спирта различной концентрации (2, 3, 4 и 5% ). Содержимое флаконов хорошо перемешивают, а затем берут по 1 мл смеси спиртов из каждого флакона и переносят в другие флаконы из-под пенициллина. В каждый флакон прибавляют по 0,5 мл 50 %-го раствора трихлоруксусной кислоты. Флаконы закрывают резиновыми пробками, которые закрепляют фиксаторами. Затем с помощью шприца через резиновую пробку во флаконы вносят по 0,25 мл 30 %-го раствора нитрита натрия. Содержимое флаконов взбалтывают в течение одной минуты. После этого с помощью другого сухого шприца из флаконов отбирают по 3 мл газообразной фазы, которую вводят в дозатор хроматографа, и хроматографируют.

Условия хроматографирования указаны выше при описании способа обнаружения этилового спирта в напитках и растворах.

На хроматограммах измеряют площадь или высоту каждого пика. Затем находят отношение площади или высоты пика этилового спирта (этилнитрита) к площади или высоте пика внутреннего стандарта (пропилнитрита). Учитывая, что при этом для разных концентраций этилового спирта получаются величины, незначительно отличающиеся друг от друга, их умножают на 100 и результаты умножения наносят на ось ординат калибровочного графика. На ось абсцисс калибровочного графика наносят значение концентраций этилового спирта (в % ).

Определение этилового спирта в крови и моче. Во флакон из-под пенициллина вносят 2 мл раствора внутреннего стандарта (пропилового спирта, концентрация которого составляет 4% ), прибавляют 2 мл крови или мочи, подлежащей исследованию на наличие этилового спирта. Содержимое флакона хорошо взбалтывают, а затем 1 мл жидкости (смеси крови или мочи с внутренним стандартом) переносят в другой флакон из-под пенициллина и прибавляют 0,5 мл 50 %-го раствора трихлоруксусной кислоты. Флакон закрывают резиновой пробкой, которую закрепляют фиксатором. При помощи шприца через пробку во флакон вносят 0,25 мл 30%-го раствора нитрита натрия. Содержимое флакона взбалтывают в течение одной минуты. Затем при помощи другого сухого шприца отбирают из флакона 3 мл газообразной фазы, которую переносят в дозатор хроматографа, и проводят хроматографирование.

На хроматограмме определяют площади или высоты пиков и рассчитывают отношение площади или высоты пика этилового спирта к площади или высоте пика внутреннего стандарта. На основании этого отношения, умноженного на 100, по калибровочному графику рассчитывают содержание этилового спирта в крови или в моче (в % ).

При определении этилового спирта в крови найденную по калибровочному графику концентрацию этого спирта умножают на 0,95, а найденную концентрацию этилового спирта в моче умножают на 1,05.

источник