Оглавление | Видео опыты по химии | Видео опыты по физике | На главную страницу |
Химия и Химики № 5 2020 Журнал Химиков-Энтузиастов |
Не тот Трилон Б (и другие лабораторные безобразия) Wrong EDTA (and other laboratory troubles) Добрый Химик |
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Идея была прицепить к какому-то комплексону что-то длинное и гидрофобное. Самый доступный комплексон в наших условиях - этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА, EDTA), которая продается в виде динатриевой соли или тетранатриевой под названием Трилон Б. Как прицепить к ней гидрофобный "хвост"? Вопрос интересный. Возникла идея взять какой-то амин с длинным радикалом и получить из него амид этой самой кислоты (ЭДТА). Но для этого нужна не натриевая соль, а сама этилендиаминтетрауксусная кислота. Выйдет или нет - неизвестно, но пробовать нужно с кислотой. Пытаемся заказать - нигде не продают. Динатриевая или тетранатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - пожалуйста: хоть килограмм, хоть вагон. Кислоты - нет в наличии.
Нету - значит, нету. Помню, еще в аспирантуре в какой-то книге по комплексонометрическому титрованию прочел, что соответствующая кислота малорастворима в воде, она осаждается из раствора натриевой соли действием соляной кислоты. Поискал, нашел, что эта книга - Г. Шварценбах, Г.Флашка Комплексонометрическое титрование [ссылка], конкретной методики в ней не оказалось, но этого и не требовалось. Купили 2 кг двухзамещенной (динатриевой) соли 2Na-EDTA. Ее используют в химическом анализе, для умягчения воды и т.п. Решил поступить так: взять 50 г этой соли, приготовить ее насыщенный раствор и добавить соляную кислоту: 2 моля на 1 моль динатриевой соли. Посчитал, сколько надо хлороводорода. У нас был 15% раствор солянки - пересчитал. Коллега посоветовал: поставь капельную воронку - чтобы солянка приливалась медленно, и кристаллы получились крупными. Тогда их легче промывать и фильтровать. Ох уж эти органики… Шагу без капельной воронки ступить не могут. Взял 1-л стакан с навеской 2Na-ЭДТА, добавил 500 мл дистиллята, поставил на магнитную мешалку. Включил перемешивание - как-то быстро все растворилось. Странно: помню, что последние порции 2Na-EDTA, когда я готовил титрованный раствор из фиксанала, растворялись медленно и грустно. Не важно. Соседка спросила, какая это соль: динатриевая или тетранатриевая (2Na-EDTA или 4Na-EDTA)? У них на прошлой работе был Трилон Б с четырьмя натриями, который давал сильнощелочной рН>11. Да нет: здесь Трилон Б с двумя атомами натрия, он дает слабокислую реакцию. Перепроверил этикетку на пакете - так и есть. Закрепил над стаканом капельную воронку, залил в нее солянку (66 г), начал добавлять кислоту по капле. Ничего не происходит: прозрачный раствор без малейших признаков мути… Потом залпом добавил всю солянку - ничего. Возможно, ЭДТА (кислота) медленно выпадает из раствора: если кислота плохо растворима, это еще не означает, что осадок образуется сразу же и лавинообразно. Возможно, она склонна к образованию пересыщенных растворов? Потер стенки стакана стеклянной палочной - ничего. Померил рН, оказалось 3.45! Это уже перебор: добавил 2 эквивалента соляной кислоты, а среда только слабокислая. Возможно, соляная кислота у нас не 15%-я, а более разбавленная? Спросил у коллеги - говорит, что 15%-я. Значит-таки пересыщенный раствор? Хорошо: дам избыток соляной кислоты, он не навредит. При фильтровании раствора лишняя соляная кислота уйдет в фильтрат. Добавил 35 мл (до этого добавлял кислоту по весу, сейчас - не заморачивался). Измерил: рН=2.5 - значительно лучше. Оставил стоять. Минут через 5 смотрю, а на дне стакана выпали первые кристаллы, а другие опускаются на дно - блестящие, как снежинки. Потом добавил еще 15 мл кислоты и еще 15. В результате количество осадка резко увеличилось: скачала он выпал слоем толщиной в два пальца, потом - в четыре. Но в чем же дело? Взял ложку 2Na-EDTA, частично растворил в воде, померил рН. Оказалось в районе 11.5! Для раствора двухзамещенной соли среда должна быть слабокислой, но у нас среда - сильнощелочная. Значит, никакая это не двухзамещенная соль, а четырезамещенная (4Na-EDTA). -Тварюки! Не из того мешка насыпали! Возникло желание накормить продавца этим трилоном: для такой цели и двух килограммов не жалко. Но товарищ ответил: - Ума это им не добавит (впрочем, как и совести). Соседка сказала: - У нас на прошлой работе (завод моющих средств) всегда проверяли, какой это трилон - не верили этикеткам. Много раз были случаи, что этикетка не соответствовала. Теперь понятно, почему EDTA (кислота) у меня не выпадала: расчетного количества солянки хватило только, чтобы перевести четырехзамещенную соль (4Na-EDTA) в двухзамещенную (2Na-EDTA). А чтобы перевести двухзамещенную соль в кислоту - нужно было еще сколько же солянки. Для укрупнения кристаллов я поставил осадок с маточным раствором на плитку с мешалкой и немного подогрел. Стакан постоял ночь, потом отфильтровал и высушил кристаллы EDTA. |
Осаждение этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) соляной кислотой Precipitation of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) with hydrochloric acid |
рН раствора Трилона Б |
На следующий день получил еще одно расстройство из той же оперы. Точнее - два.
Нужно было отделить и отмыть окисленное подсолнечное масло от уксусной кислоты, серной кислоты и перекиси водорода, которые использовались для его окисления. Сначала промывал водой на делительной воронке, но жидкости разделялись плохо. Подсолнечное масло склонно к образованию стабильных эмульсий с водой (их плотности сравнительно близки), а тут еще - окисленный продукт. Чтобы фазы лучше разделялись, вместо воды стал использовать насыщенный раствор хлорида натрия, для приготовления которого использовал каменную соль. Что раствор соли получился - грязный: в нем плавали частички земли - я заметил сразу, но не стал фильтровать, т.к. и без этого работы хватало. В результате изначально-белое подсолнечное масло местами стало серым - сверху плавала грязь. Некритично, но настроение портило. Смог отсечь грязь на делительной воронке, отставил грязную соль подальше и закончил промывку уже раствором, приготовленным из чистой соли. Соль, кстати, пищевая. Вспоминаю пословицу: Люди - не свиньи: все съедят! |
Раствор хлорида натрия в воде (пищевая соль) |
Окисленное подсолнечное масло. Грязь сверху - из раствора соли |
После отделения воды масло осталось густым. Одно из двух: или это результат того, что масло образовало эмульсию с водой, которая не разделилась (вязкость эмульсии может быть значительно выше, чем вязкости исходных жидкостей), или это результат того, что мы сварили аналог эпоксидной смолы ("лайт-версия") - превратили двойные связи в эпоксидные группы, что увеличило вязкость. Если в масле осталась вода - ее нужно убрать. Центрифугировать такую массу масла - удовольствие ниже среднего. Потом будет трудно мыть 10-мл полиэтиленовые центрифужные пробирочки (масло от полиэтилена отмывается исключительно плохо). Уже в очереди на центрифугу стоит 200 г обработанных аналогичным образом жирных кислот, так еще и это масло центрифугировать! Товарищ сказал:
- Геморрой. - Я этот геморрой засыплю безводным сульфатом натрия. Сколько взять, 10%? - Неизвестно: 10 или 20? - Возьму 20: хуже не будет - все равно он не реагирует. Если сульфатом натрия удастся убрать воду, это спасет от центрифуги (после которой час придется мыть пробирки). Беру сульфат натрия с этикеткой "безводный", а кристаллики блестят, словно кристаллики сахара. - Это же кристаллогидрат! (Na2SO4·10H2O) Безводный сульфат натрия - мелкий белый порошок, вроде кальцинированной соды. А десятиводная соль дает вот такие кристаллы: крупные и блестящие! Точнее, кристаллы крупными не были, но не были и мелкими. Вместо безводной соли нам запросто могли продать десятиводную (она же - глауберова соль). Ее придется прокаливать в муфеле. Как отличить? Десятиводная соль при нагреве плавится в собственной кристаллизационной воде. Муфель был, но неудобный (при попытке аккуратно вынуть трехфазную вилку после испытания чуть не разбил окно). Поместил в муфель выпарную чашку, нагрел до 160°С, а соль… не плавится. Может, чашка нагрелась, а соль не успела? Сыплю соль прямо на горячую электроплитку - нет эффекта. Значит, все-таки безводная! Но почему кристаллы блестят, их что плавили? Добавляю сульфат натрия в масло, ставлю на магнитную мешалку - завязла. Беру самый крупный магнитный якорь - не тянет. Беру крестообразный - не тенет. Поставил верхнеприводную мешалку - эта перемешивает, но вязкость масла так и не снизилась. Толи сульфат натрия воду не поглощает, толи поглощать там нечего - масло само по себе после действия перекиси такое. Вот так и живем… |
Дистиллят и водопроводная вода Distillate and tap water Добрый Химик |
Коллега занималась определением пенообразующей способности. Удовольствие это ниже среднего, но терпимо. Отбираем в стакан навеску 0.5 г моющего средства, добавляем 50 г дистиллята и 50 г воды из-под крана, все это помещаем в высокий цилиндр на 500 мл, закрываем ладонью и 30 раз сильно встряхиваем (как ни прижимаешь руку, все равно капли прорываются). Потом - включаем секундомер и замеряем объем пены в цилиндре: через 30 сек. и через 5 мин.
Получается приблизительно, поскольку и поверхность пены не всегда ровная (горизонтальная), и встряхивать можно сильнее или слабее... Но когда вместо типичных образцов взяли дешевое-дешевое моющее (розничная цена - 39 грн. за 5 л), то разница оказалась ощутимой. Оно дало объем пены в 2 раза меньше.
Причем тут дистиллят и вода из-под крана? Как видно из методики определения пенообразования, для разведения моющих средств используют смесь дистиллята и водопроводной воды. Чтобы каждый раз не ходить и не набирать воду, коллега набрала два стакана: в один - дистиллят, в другой - воду из-под крана. И тут обнаружила, что вода в двух стаканах отличается даже визуально: дистиллированная вода выглядела бесцветной, а водопроводная вода - слегка коричневой. На фото это заметно не очень, зато вживую разница была четко видна. Дистиллят и водопроводная вода имели разный цвет. Это при том, что вода из-под крана у нас не выглядит "ржавой": разница в цвете с дистиллятом обнаружилась только при случайном сравнении. |
Дистиллированная вода (слева), водопроводная вода (справа). При сравнении четко видно, что водопроводная вода имеет коричневатый оттенок |