De e minación del con enido de ip ó ano
de la lana median e hid ólisis sul ú ica b e e'')
Po
P o .
José
Cega a Sánchez
D . Joaquín Gacén Guillén
Ins i u o de In es igación Tex il
y
de Coope ación Indus ial
Escuela Técnica Supe io Ingenie os Indus iales Ta asa (España)
1.
In oducción
Se han ealizado
bas an es
abajos con el obje o dc poii: a pun o écnicas
que pe mi an d z mina el con enido de ip ó ano de las p o iínas. cspccialmen c
dc la lana. Casi odas las écnicas ienen en común la necesidad dc hid oliza la
p o eína y el empleo dc un aldehído que al eacciona con el ip ó ano da luga
a un compues o colo eado.
Los di e en es mé odos di ie en en e sí en lo que se e ie e al medio hid o-
lizan e, du ación de la hid ólisis, necesidad o no de acele a el desa ollo de la
eacción con ni i o sódico, esul ados ob enidos y ep oducibilidad de los misn~os.
Respec o al medio hid olizan e, lógicamen e debe ía se alcalino, habida
cuen a de la ines abilidad del ip ó ano en medio ácido. No obs an e, ac ualmen e
la hid ólisis alcalina pa ece desechada debido a que en es as condiciones se p e-
sen an in e e encias
(1).
Así pues, es no mal el empleo de ácidos como agen es
hid olizan es. El mé odo de G aham y S a ham (2) es á basado en el empleo de
ácido sul ú ico como medio hid olizan e, mien as que en los de Mazingue, Dec oix
y
Van O e beke
(3)
po una pa e y Mi ó (4) po o a, se hace uso de ácido clo hí-
d ico concen ado.
En lo que se e ie e a los aldehídos u ilizados pa a p oduci una colo ación po
eacción con el ip ó ano, los más empleados han sido la ainillina y el p-dime il-
aminobenzaldehído (7, 8
y
9). El p ime o iene el incon enien e de que en el caso
de lanas al e adas pueden p esen a se colo aciones secunda ias, po lo que la mayo
pa e de los abajos se han cen ado en el uso del p-dime ilan~inobenzaldehído.
Spies y Chambe s
(l),
G aham y S a ham (2) y Mazingue
y
col., en su mé odo
simpli icado, emplean ni i o sódico pa a acele a la eacción colo eada.
La du ación de la hid ólisis según los p ocedimien os de G aham y S a ham
(2) y de Mazingue
y
col.
(3)
es de
7
días, según el mé odo modi icado de es os ú1-
inios 4 días y según el mé odo de Mi ó 2 ho as.
Los esul ados exp esados en an o po cien o de ip ó ano son los siguien es:
Mi ó 0,57
yc
(4), Mazingue y col. 0,53
0/,
(3), Robson
y
Co iel 0,95
yc,
Sim-
l
monds 2,l
0/,,
Block y Boiling 1,5
0/,
(5), T aill 0,7
(6)
y G aham y S a ham
038
0/,
(2).
Desde el pun o de is a de la ep oducibilidad, podemos deci que los esul-
ados ob enidos po el mé odo de Mi ó son ep oducibles, hemos enido aplicán-
dolo y nues os esul ados concue dan o almen e con los que indica en su abajo.
(*)
Es e a iculo
ha
sido publlcadd en dou nal o The Socle y g Dye s and Colou is s..
-
10
-
En alguna ocasión, hemos hecho uso ambién del de G aham y S a han~ (13), pe o
la ep oducibilidad hallada no ha sido buena.
Resul a in e esan e que la hid olisis clo híd ica, ya sea len a (Mazingue y Col.),
ya sea ápida (Mi ó), conduce a esul ados bas an e bajos (OS3 yc)
y
(057
01,),
en an o que la hid olisis sul ú ica da esul ados bas an e más ele ados (del o den
del 1
7,.
G ahan
y
S a ham).
Es a obsc ación nos condujo a es udia un mé odo de de e minación del con-
enido ip ó ano de la lana empleando como agen e hid olizan e el ácido sul ú ico
y haciendo uso de una empe a u a supe io a la ambien e, con el in de aco a
el iempo necesa io pa a disol e la lana, lo que a la ez supond ía una disminu-
ción del iempo eque ido pa a la de e minación del con enido de ip ó ano. Como
quie a que an o la hid ólisis clo híd ica b e e como la hid ólisis clo híd ica p o-
longada, dan con enidos de ip ó ano más bajos que la hid ólisis sul ú ica p olon-
gada, pensamos que aquellos esul ados pod ían se ambién más bajos que en el
caso de la hid ólisis sul ú ica b e e. Si es a suposición se con i mase
y
los esul ados
ob enidos p esen asen una buena ep oducibilidad, supusimos que el desa ollo de
un mé odo de de e minación del con enido de ip ó ano de la lana haciendo uso
de una li~d ólisis b e e con ácido sul ú ico pod ía supone una con ibución al
es udio dcl con enido del ip ó ano de la lana.
2.
Pa e
expe imen al
2.1.
P oduc os
y
equipo
2.1
1.
P oduc os
Los p oduc os u ilizados han sido:
T ip ó ano, Schucha d
p-Dime ilaminobenzaldehído,
pa a análisis, Schucha d
Acido sul ú ico, pa a análisis.
2.12.
Ma e ia
Lana Cabo de 21p de inu a, en loca, la ada a empe a u a am-
bien e con é e , alcohol, agua, alcohol
y
é e
y
secada a enipe a-
u a ambien e.
Tejido de lana no ope ado indus ialmen e, desp o is o de ma e-
ias ex añas median e ex acción en apa a o soxhle con clo u o
de me ileno
y
la ado pos e io con un de e gen e no iónico
2.13.
Soluciones
El
p-dime ilaminobenzaldehído
se ha p epa ado disol iendo 5 g
del mismo en ácido sul ú ico al 10
7'
has a un olumen o al de
100 ml.
La solución de ip ó ano se ha p epa ado disol iendo 600 mg
de es e aminoácido en ácido sul ú ico 0,03
N
has a un olunien
o al de 1.000 nil. Se ha conse ado en una bo ella colo opacio
y
al ab igo de la luz.
Solución de ni i o sódico 0,01 M.
Solución de ácido sul ú ico 18
N.
2.14.
Apa a os
Ul a e mos a o COLORA con una ~ ecisión de
i
O,l°C.
Espec o o óme o BECKMAN
DU.
2.2.
Técnica de T abajo
El esquema de los di e en es apa a ados es udiados es el siguien e:
2.21. In luencia de la empe a u a y concen ación del ácido sul ú ico
en el iempo de disolución de la lana.
2.22. In luencia de la can idad de ni i o sódico
y
del iempo de des-
a ollo en el desa ollo de la colabo ación.
2.24. In luencia del iempo en el desa ollo de la colo ación.
2.25. In luencia de la empe a u a en el desa ollo de la colo ación.
2.26. Cu a de calib ación.
2.27. Resumen del mé odo
y
alo es hallados en di e en es lanas.
2.21.
in luencia
de la empe a u a
y
de la concen ación de ácido sul-
ú ico en el iempo de disolución de la luna.
Se de e minó el iempo de disolución de 0,06 g de la lana Cabo
en ácido sul ú ico de di e en es concen aciones a la empe a u a
de 70°C, así como en ácido sul ú ico 18
N
a a ias empe a u as.
Los esul ados se exp esan en la Tablas
1
y
11.
TABLA
1
Concen ación de ácido Tiempo ap oximado de disolución
sul ú ico a
70°
(minu os)
TABLA
11
Tempe a u a Tiempo ap oximado de disolución
O
C
en ácido sul ú ico
18
N
(minu os)
A
la is a de es os da os se adop a on en p incipio las siguien es condiciones
de hid ólisis: concen ación de ácido sul ú ico, 18
N,
empe a u a, 70°C,
y
iempo,
2
ho as (con es e iempo la eacción pod á ealiza se en ase homogénea).
En los ensayos con ip ó ano se p ocedió del siguien e modo:
En un ma az a o ado de 50 m1 de capacidad se in oduje on po es e o den,
1 m1 de la solución de ip ó ano, 2 m1 de ácido sul ú ico 18
N,
se agi ó el con enido
del ma az. se añadió
1
m1 de la solución de p-dime ilaminobenzaldehído, se uni-
o mó el conjun o y inalmen e se añadie on 11 m1 de ácido sul ú ico
18
N.
Se apa on los ma aces, se coloca on en un sopo e y se in oduje on en un
e mos a o p e iamen e egulado a 70°C, man eniendo es a empe a u a du an e
2 ho as. Pasado es e iempo, se en asa on los ma aces con agua des ilada. Se
midie on las densidades óp icas en el espec o o óme o en cube a de 1 cm a la
longi ud de onda de 605 mp. Las densidades óp icas ob enidas ue on muy bajas,
po
lo
que se c eyó necesa io añadi ni i o sódico. P ime amen e se añadió 0,1 m1
de ni i o sódico 0,01
M
con lo que se consiguió un aumen o muy g ande de la
densidad óp ica; no obs an e, se obse ó que pos e io es adiciones de ni i o p odu-
cían aumen os de la densidad óp ica y que és a aumen aba, al hace lo, el iempo de
desa ollo. Ello condujo al es udio de la can idad de ni i o que da luga a una
colo ación máxima
y
de la densidad óp ica en unción del iempo.
2.22.
In luencia de la can idad de ni i o
y
del iempo de desa ollo en el desa-
ollo de la colo ación.
Se p ocedió a la adición de OS, 1, 1,5 y
2
m1 de ni i o sódico 0,01
M
y se
de e minó
la
densidad óp ica a di e en es iempos. Como no se llegó a un equilib io
de la densidad óp ica, se hizo o o ensayo con
2,
2,5, 3
y
3,5
m1 de ni i o. Los
esul ados es án ep esen ados g á icamen e en las igu as 1
y
2.
Cada pun o co-
8
6
7
o
¿a
S
a
72
LV
as
%
hou s
Fig.
1.
E olución de la densidad óp ica en unción del iempo
y
de
la
can idad de ni a o añadida.
I
8
I6
7d
32
40
48
56
64
n
60
a9
%
/o¿
hoo s
Fig.
2.
E olución de la densidad óp ica en unción del iempo
y
de la can idad de ni a o añadida.
esponde
el
alo medio de cua o de e minaciones. De la igu a
2
se deduce
que añadiendo
2
m1 de ni i o se consigue un máximo de densidad óp ica y que
és a alcanza el equilib io con un iempo de desa ollo de 69 ho as.
A
las
3
h
30 minu os y 96 ho as de desa ollo, se de e mina on los espec os de abso ción
pa a sabe si se p esen a un desplazamien o del máximo de abso ción, p o o-
cado po las di e en es adiciones de ii i o, y a que longi ud de ip ó ano mucho
más diluida, 100 mg/l en luga de 600 mg/l.
La
posición del máximo no a ió
y és e se p esen ó a
585
mp.
2.23.
In luencia de la empe a u a en la elocidd de desu ollo de la colo ación.
Como quie a que a empe a u a ambien e el iempo necesa io pa a alcanza
un alo cons an e de la densidad óp ica es muy ele ado, se p ocedió al es udio
de la in luencia de la empe a u a en la elocidad de desa ollo. Los ensayos se
hicie on a 40, 50, 60 y 70°C y los esul ados se exp esan en la igu a
3.
Cada
0,3504
,
,
,
,
,
,
,
,
,
I73L.5678
10
70
Fig.
3.
In luencia de la empe a u a en el desa ollo de
la
colo ación.
pun o de las g á icas ep esen a el alo medio de cua o de e minaciones.
A
70°C,
el desa ollo alcanza el máximo al cabo de 1 ho a, pe o, eniendo en cuen a la
na u aleza de la cu a, se p e i ió adop a la empe a u a de 60°C y un iempo de
desa ollo de
2
ho as.
2.24.
In luencia del iempo en el desa ollo de la colo ación.
Fijados la can idad de ni i o a añadi ,
2
ml, y el iempo y empe a u a de
desa ollo,
2
ho as
y
60°C espec i amen e, se es udió la in luencia del iempo de
con ac o con ácido sul ú ico
18
N
a 70°C, de la solución de ip ó ano po una
pa e y de lana po o a, en la densidad óp ica. Los esul ados se indican en las
Tablas
111,
IV
y en la igu a 4.

1
P
3
Fig.
4.
Densidad óp ica
en
unción del iempo de hid ólisis.
TABLA
111
Densidades óp icas en unción del iempo de con ac o con
ácido sul ú ico 18
N
a 70°C (T ip ó ano)
Tiempo 30' Ih Ih30' 2h 2h30' 3h 4h
TABLA
IV
Densidades óp icas en unción del iempo de con ac o
con ácido sul ú ico
18
N
a
70°C
( e e idas a
0,06
g
de lana seca)
-
Tiempo
30' Ih Ih30' 2h 2h30' 3h
4h
En los ensayos con lana, se in oduje on 0,06 g de és a (el peso de la mues-
a seca se de e minó po compa ación, poniendo o a mues a, pesada en el
mismo momen o, en una es u a a 105°C y pe maneciendo en és a has a un peso
cons an e) en un ma az a o ado de 50 m1 de capaicdad, se añadie on 2 m1 de
ácido sul ú ico 18
N,
1 m1 de
p-dime il-aminobenzaldehído
(uni o mización), 11 m1
de ácido sul ú ico 18
N
(nue a uni o mización)
y
se apa on los ma aces. Los
ma aces, colocados en un sopo e, se in oduje on en el e mos a o egulado a 70°C
du an e un iempo de e minado
y
se agi a on cada 15 minu os. Una ez anscu-
ido el iempo, se en ia on, se añadie on 2 m1 de ni i o sódico 0,01
M,
se en a-
sa on con agua des ilada y se in oduje on en el baño e mos á ico p e iamen e
calen ado
y
egulado a 60°C. T anscu idas las dos ho as que du a el desa ollo, se
il ó e1 con enido de los ma aces en un embudo de placa il an e del núm.
3,
se
dejó en ia y se p ocedió a la lec u a de la densidad óp ica a una longi ud de onda
de 585 mp. La baja densidad óp ica co espondien e al iempo de media ho a, se
debe a que la lana no se disol ió comple amen e.
Como se puede obse a , la e olución de la densidad óp ica en el caso del ip-
ó ano solución y en el caso de la lana es muy semejan e. Al no p esen a se un má-
ximo pa a un iempo de e minado, se conside ó bueno el iempo de hid ólisis p o-
isionalmen e adop ado, ya que, si pa a un iempo de una ho a la densidad óp ica
es más ele ada, la lana no se había disuel o o almen e, habiéndose obse ado, po
o a pa e, que el iempo de disolución puede a ia de unas lanas a o as. Es o
úl imo nos con i mó en la idea de man ene el iempo inicialmen e adop ado.
2.25.
In luencia de
h
empe a u a en el desa ollo de la colo ación
Se es udió ambién la in luencia de la empe a u a del a amien o con ácido
sul ú ico 18
N
en el desa ollo de la colo ación. Los ensayos se hicie on con solu-
ción de ip ó ano y con lana. Los esul ados ob enidos se indican en las Tablas
V
y
VI
y en la igu a
5.
Como puede obse a se, las densidades óp icas disminuyen
de o ma sensiblemen e lineal al aumen a la empe a u a. La e olución
de
la
densidad óp ica es bas an e simila en el caso del ip ó ano solución
y
en el
-0-
ip ó ano
-0-
lana
a,?5017
50
60
70
40
&T
en1pm u e
Fig.
5.
Densidad
óp ica
en unción de la empe a u a de hid ólisis.
caso de la lana. Al no p esen a se un máximo de densidad óp ica a una empe a-
u a de e minada, se conside ó buena la empe a u a de hid ólisis p o isionalmen e
adop ada.
TABLA
V
Densidades óp icas en unción de la empe a u a
pa a iempos de
2
ho as ( ip ó ano)
Tempe-
80°C
a u a
50°C 60°C 70°C 80°C
TABLA
VI
Densidades óp icas en unción de
la
empe a u a
pa a iempos de
2
ho as ( e e idas a 0,06
g
de lana cabo seca)
Tempe-
a u a 60°C 6S°C 70° C 7S°C 80°C
2.26.
Cu a de calib ación
A
pa i de una solución de ip ó ano de una concen ación de 600 mg/l se
p epa a on soluciones de 450, 225
y
100 mg/l. Los ensayos se hicie on po ipli-
cado. Los esul ados medios se ep esen an g á icamen e en la ig. 6. Un segundo
ensayo dio esul ados coinciden es.
l
Fig.
5.
Cu a
de
calib acióii.
2.27.
Resumen del mé odo
y
alo es hallados en di e en es lanas
En el apa ado 2.24 se ha de allado el mé odo ope a o io, aquí sólo indica-
emos las condiciones de hid ólisis
y
desa ollo:
Medio hid olizan e: ácido sul ú ico 18
N.
Tempe a u a de hid ólisis: 70°C.
4.14.
Acción de la exposición en Fade-Ome e
Mues as de un ejido de lana ue on expues as en un Fade-Ome e du an e
a ios iempos. Los iempos de exposición ue on
10, 20, 30, 40, 60, 80
y
100
ho-
as. Se eligió es e ipo de exposición po la iqueza en adiaciones ul a iole a
de las adiaciones a que se some e una mues a en el Fade-Ome e . Los esul-
ados
se
exp esan en la abla XI y en la igu a
10.
Ag adecimien os
Los au o es ag adecen al Pa ona o de la Esculea Técnica Supe io de In-
genie os Indus iales de Ta asa la ayuda que ha hecho posible la ejecución del
p esen e abajo. También desean ag adece al D . Ped o Mi ó, del Pa ona o
de la Cie a (C.S.I.C.), sus aliosos comen a ios y a la seño i a Ana M.a Gil su
ayuda en el abajo expe imen al.
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