Навигация
2. Сернокислотный метод
Впервые гидролиз концентрированной серной кислотой для определения содержания лигнина в древесине предложил Класон, и препарат выделенного лигнина получил название «лигнин Класона». В дальнейшем методика анализа неоднократно модифицировалась.
Гидролиз полисахаридов серной кислотой осуществляют в две стадии. Сначала действуют концентрированной 64..78%-ной серной кислотой при нормальной температуре, а затем смесь лигнина с кислотой разбавляют и кипятят для доведения гидролиза до конца, т. е. для превращения олигосахаридов в моносахариды. Полисахариды могут гидролизоваться уже при массовой доле серной кислоты в растворе около 60%, но для гидролиза необходимо очень длительное время, а при массовой доле кислоты 76...78% уже начинается гумификация Сахаров. Оптимальной считают массовую долю кислоты 72%, как для хвойных, так и для лиственных пород. Для I г древесины обычно используют 15 см3 кислоты. При анализе легких древесных пород, в том числе тропических, рекомендуется на 1 г древесины использовать 20 см кислоты.
Температура и продолжительность обработки взаимосвязаны. Чем выше температура, тем меньше должна быть продолжительность обработки. Температура выше 30°С вообще не рекомендуется из-за получения очень темного труднофильтрующегося осадка лигнина, загрязненного примесями продуктов гумификации Сахаров.
Образующиеся при гидролизе полисахаридов концентрированной кислотой олигосахариды необходимо подвергнуть дополнительному гидролизу до моносахаридов, поскольку олигосахариды могут прочно удерживаться лигнином и не удаляться при промывке водой. Кроме того, довольно значительное количество лигнина, особенно в случае лиственной древесины, растворяется в концентрированной серной кислоте, но осаждается при разбавлении и кипячении.
Для второй ступени гидролиза кислоту чаще всего разбавляют до 3%-ной. Продолжительность кипячения в различных методиках колеблется от 1 до 5 ч. Следует заметить, что продолжительность второй ступени гидролиза также оказывает влияние на выход остатка лигнина. Слишком продолжительный гидролиз разбавленной кислотой приводит к распаду моносахаридов с образованием продуктов, которые могут конденсироваться с лигнином. Для фильтрования лигнина с отсосом используют стеклянные пористые фильтры или же бумажные фильтры для фильтрования без отсоса.
При проведении анализа малоизученного растительного сырья требуются предварительные исследования для установления оптимальных условий — концентрации серной кислоты, продолжительности и температуры первой ступени гидролиза, продолжительности второй ступени, процедуры предварительной обработки с проверкой по приведенному выше критерию.
3. Определение лигнина с 72%-ной серной кислотой в модификации Комарова
Методика анализа. Навеску воздушно-сухих обессмолепных этиловым эфиром или спиртотолуольной смесью опилок массой около 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 50 см с притертой пробкой. Влажность обессмоленной древесины определяют в отдельной пробе по обычной методике. К навеске добавляют 15 см3 72%-ной HiSO4 и выдерживают в термостате при температуре 24...25°С в течение 2,5 ч при периодическом осторожном помешивании во избежание образования комков. Затем смесь лигнина с кислотой переносят в коническую колбу вместимостью 500 см', смывая лигнин 200 см' дистиллированной воды. При этом можно пользоваться стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Разбавленную смесь кипятят с обратным холодильником на электрической плитке в течение I ч. Частицам лигнина дают укрупниться и осесть. Затем лигнин отфильтровывают на стеклянном пористом фильтре, высушенном до постоянной массы. Фильтрование рекомендуется проводить на следующий день. При проведении параллельных и серийных анализов фильтрование следует проводить через строго определенный промежуток времени. Мелкодисперсные лигнины фильтруют через стеклянный фильтр с «нафталиновой подушкой». Водно-спиртовую суспензию нафталина наливают в стеклянный фильтр, отсасывают и промывают холодной водой с отсосом, после чего фильтруют лигнин.
Начинать фильтрование рекомендуется без отсоса. Сначала на фильтр сливают отстоявшуюся жидкость, а затем начинают переносить осадок. Окончательно переносят осадок лигнина из колбы на фильтр с помощью горячей воды, добавляя ее малыми порциями, при промывке. При замедлении фильтрования подключают водоструйный насос, но при этом не следует отсасывать осадок на фильтре досуха. Необходимо оставлять слой воды перед добавлением каждой новой порции фильтруемой жидкости. После промывки от кислоты отсасывают жидкость полностью.
Для установления конца промывки каплю жидкости, стекающем с фильтра, наносят на фильтровальную бумагу и добавляют каплю индикатора. Если последний не меняет цвета, промывку считают законченной.
При использовании нафталиновой подушки сушку в шкафу для влажных веществ продолжают до исчезновения слоя нафталина и только после этого переносят фильтр с лигнином в шкаф для сухих веществ.
Массовую долю лигнина, % к абсолютно сухой исходной древесине, рассчитывают по формуле
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 сма 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,%.
Похожие работы
... при нагревании Аг-ОСН3 + HI = Аг-ОН + СН3I Выделяющийся летучий метилиодид определяю гравиметрическим, титриметрическим и хроматографическим методами. Гидроксильные группы (-ОН). Они в лигнине не одинаковы - присутствуют фенольные и алифатические (спиртовые) гидроксильные группы в свободном состоянии, и в связанном. Общее содержание свободных гидроксильных групп составляет примерно 1,1... 1,2 ...
... , присутствующие в дистиллятах и определяемые вместе с фурфуролом гравиметрическим или титриметрическим методами, приводят к значительным ошибкам. Поэтому при анализе технической целлюлозы для определения фурфурола наиболее широко используются фотоколориметрические и спектрофотометрические методы. Фотоколориметрический метод основан на определении интенсивности окраски раствора фурфурола с орсином ...
... . В почках содержатся смолы, эфирные масла, крахмал, горькие и дубильные вещества. Хвоя сосны обыкновенной в больших количествах содержит витамин С и каротин. Сосновые леса, благодаря исключительной ценности сосновой древесины, являются основным объектом лесоэксплуатации. 1.1 Строение древесины Древесина хвойных пород состоит из ранних и поздних трахеид, сердцевинных лучей, смоляных ...
... ацетил-ацетона и диоксана, подкисленной соляной кислотой. Этот метод хотя и дает более воспроизводимые результаты, чем метод Кюршнера, но выход препарата целлюлозы оказывается ниже. При определении целлюлозы через холоцеллюлозу сначала из растительного материала удаляют экстрактивные вещества и проводят делигнификацию. Из полученной холоцеллюлозы удаляют гемицеллюлозы водным раствором щелочи, в ...
0 комментариев