СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛОВ Российский патент 1995 года по МПК G01N31/00 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению микроколичеств фенолов, и может быть использовано в анализе природных и очищенных сточных вод.

Известен способ определения фенолов в водах [1].

Способ основан на групповом концентрировании фенолов путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную полимерным сорбентом Ambersorb ХУ-340 ТМ, и последующего элюирования фенолов смесью органических растворителей: дихлорметана и метанола.

Недостатки способа - одноразовое использование реагентов и высокий предел обнаружения фенолов.

Известен также способ определения фенолов, предусматривающий их экстракцию из воды раствором три-н-бутилфосфата [2].

Недостатки способа - одноразовое использование реактивов и высокий предел обнаружения фенолов.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототип) является способ определения фенолов [3].

Сущность данного способа состоит в том, что определение фенолов ведут пропусканием пробы через хроматографическую колонку, заполненную полимерным адсорбентом, предварительно обработанным смесью октана и три-н-бутилфосфата, взятых в массовом соотношении 68-72 : 28-32. Процесс проводят с последующим элюированием раствором гидроксида натрия и определении фенолов фотометрированием или на газовом хроматографе.

Недостатки способа - невысокая кратность использования колонки, так как три-н-бутилфосфат плохо удерживается на полимерном адсорбенте, поэтому колонку регенерируют через 5 циклов работы; недостаточно низкий предел обнаружения фенолов.

Целью изобретения является повышение многократности использования колонки и снижение предела обнаружения фенолов.

Поставленная цель достигается тем, что способ определения фенолов предусматривает пропускание пробы через колонку, заполненную полимерным адсорбентом, предварительно обработанным смесью октана и три-н-бутилфосфата, в котором новым является то, что, с целью снижения предела обнаружения фенолов и повышения многократности использования колонки, смесь октана и три-н-бутилфосфата содержит дополнительно высший, предпочтительно ундециловый, спирт, при соотношении компонентов в смеси, мас.%: Октан 58-61 три-н-Бутилфосфат 28-32 Спирт 10-12.

Технических решений со сходными признаками, свойства которых совпали бы со свойствами заявляемого технического решения, по источникам патентной и научно-технической информации не обнаружено. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критериям новизны и существенного отличия.

Положительный эффект по предлагаемому способу достигается за счет добавления в смеси октана и три-н-бутилфосфата ундецилового спирта. Высшие спирты растворяются в октане и покрывают полимерный адсорбент тонкой пленкой. Молекулы ундецилового спирта ориентируются в сторону полимерного нейтрального адсорбента своей неполярной частью. Полярная часть спирта с ОН-группой взаимодействует с полярными молекулами три-н-бутилфосфата за счет образования межмолекулярных связей. Следовательно, добавление спирта превращает неполярный сорбент в полярный, на поверхности которого три-н-бутилфосфат удерживается более прочно по сравнению с удерживанием на необработанном спиртовом адсорбенте. При контакте молекул фенолов с поверхностью полимерного адсорбента, обработанного смесью октана, три-н-бутилфосфата и высшего спирта образуются более прочные смешанные сольваты.

Добавление высшего спирта в смесь октана и три-н-бутилфосфата уменьшает омывание последнего при поступлении водных растворов фенолов и поэтому повышает многократность использования колонки без регенерации.

Более прочное удерживание три-н-бутилфосфата на поверхности покрытого пленкой высшего спирта полимерного носителя обеспечивает образование менее размытой зоны сорбции в колонке, поэтому повышается концентрация фенолов в элюате при извлечении фенолов для последующего детектирования. Возможность получения более концентрированного раствора при элюировании обеспечивает снижение предела обнаружения фенолов.

Способ заключается в том, что берут полимерный адсорбент, например полисорб С, и обрабатывают его смесью октана, три-н-бутилфосфата и высшего спирта, предпочтительно ундецилового, при соотношении компонентов в смеси, маc. %: октан 58-61; три-н-бутилфосфата 28-32; спирта 10-12, помещают обработанный полимерный адсорбент в стеклянную хроматографическую колонку, через которую пропускают анализируемую воду. Элюирование фенолов из колонки осуществляют водным раствором хлорида натрия с массовой долей хлорида натрия 5%, подщелоченного гидроксидом натрия до рН 12,5-13. На выходе из колонки отбирают порцию элюата объемом 30 см³ и определяют фенолы фотометрическим или хроматографическим методом.

Способ осуществлен при анализе сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. Детектирование фенолов - фотометрическое по собственному светопоглощению фенолов в УФ-области спектра при 290 нм.

По прототипу. Берут 250 см³ сточной воды с концентрацией фенола не менее 10 мкг/дм³, добавляют 5 капель соляной кислоты (1:5) до достижения рН 3-4 и пропускают через колонку (внутренний диаметр 1 см, высота 25 см) в течение 20 мин. Колонку промывают 2 см³ дистиллированной воды и десорбирующим раствором (водный раствор хлорида натрия с массовой долей хлорида натрия 10% , подщелоченного гидроксидом натрия до рН 12,5-13. Отбирают 30 см³ элюата и измеряют оптическую плотность при длине волны 290 нм. Предел обнаружения фенолов составляет 10 мкг/дм³, колонку можно использовать 5 раз, после чего степень извлечения фенолов резко снижается (68% от введенного в раствор против 95-97% в первых пяти циклах сорбции-десорбции).

П р и м е р 1. Берут 250 м³ сточной воды, подкисляют до рН 3-4 и пропускают через колонку, заполненную предварительно обработанным смесью октана, три-н-бутилфосфата и ундецилового спирта полимер- ным нейтральным адсорбентом, например, полисорбом С, при соотношении компонентов, мас.%: Октана 61 три-н-Бутилфосфат 26 Спирт 13
Промывают колонку 2 см³ дистиллированной воды и десорбирующим раствором (по прототипу). Отбирают 30 см³ элюата и измеряют содержание фенолов на спектрофотометре при длине волны 290 нм. Колонку можно использовать 5 раз, предел обнаружения - 10 мкг/дм³. После пяти циклов сорбции - десорбции степень извлечения фенолов резко снижается (70% против 96-97% в первых пяти циклах).

Примеры 2-5 выполняются аналогично, при этом изменяется соотношение компонентов для предварительной обработки полимерного адсорбента.

Результаты осуществления способа приведены в таблице.

Из примеров 2, 3 и 4 видно, что внутри заявляемого интервала содержания компонентов цель способа достигается, так многократность использования колонки без регенерации повышается в 5 раз и снижается предел обнаружения фенолов в 10 раз.

Из примеров 3 и 5 видно, что за пределами заявляемого интервала способ ухудшается, так уменьшается многократность использования колонки и снижается предел обнаружения фенолов. Это обусловлено тем, что при более низких содержаниях спирта поверхность полимерного адсорбента покрывается не полностью, что уменьшает прочность удерживания три-н-бутилфосфата и вызывает размывание зоны сорбции фенолов в колонке при пропускании анализируемой воды. Вследствие этого происходит разбавление элюата и снижение предела обнаружения фенолов. При более высоких содержаниях спирта в смеси понижается его растворимость в октане, при этом на поверхности полимерного адсорбента образуются отдельные твердые капли спирта, что снижает устойчивость колонки и ее способность сорбировать фенолы из воды.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключаются также в том, что сокращается расход реагентов для предварительной обработки полимерного адсорбента и повышается производительность труда, так как на одной колонке можно выполнить 25-30 анализов без ее регенерации против 5 в прототипе.

Использование: в аналитической химии, в частности для определения фенолов в природных и сточных водах. Сущность изобретения: анализируемую воду пропускают через хроматографическую колонку, заполненную предварительно обработанным смесью октана и три - н - бутилофосфата полимерным адсорбентом, отличающийся от известных тем, что обработку ведут смесью октана и три-н-бутилофосфата, которая дополнительно содержит высший, предпочтительно, ундециловый спирт, при соотношении компонентов в смеси, мас.%: октан 58 - 61; три-н-бутилофосфат 28 - 32; спирт 10 - 12. 1 табл.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛОВ путем пропускания анализируемой пробы через хроматографическую колонку, заполненную полимерным адсорбентом, предварительно обработанным смесью, содержащей октаны и три-н-бутилфосфат с последующей десорбцией фенолов и определением их в десорбате, отличающийся тем, что, с целью повышения многократности использования колонки и снижения предела обнаружения, используют смесь, дополнительно содержащую ундециловый спирт при следующем соотношении компонентов в смеси, мас. д.,%:
Ундециловый спирт - 10 - 12
Три-н-бутилфосфат - 28 - 32
Октан - 58 - 61