СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ ГИДРОКСИПРОИЗВОДНЫХ Российский патент 1997 года по МПК G01N21/78 G01N31/22 

Изобретение относится к аналитической химии (фотометрическому анализу) и может быть использовано для фотометрического определения ароматических гидроксипроизводных в природных и сточных водах.

Известен способ определения ароматических гидроксипроизводных, включающий обработку анализируемого раствора при pH 8-10 0,1%-ным раствором тетрафторобората 4-нитрофенилдиазония, содержащим в 100 мл ≈ 2 мл 40%-ной HBF₄ и последующее измерение оптической плотности окрашенного раствора [1] Способ характеризуется невысокой чувствительностью.

Наиболее близким к чувствительному по технической сущности и достигаемому результату является способ определения ароматических гидроксипроизводных, включающий обработку анализируемого раствора при pH 10,3±0,1 тетрафтороборатом 4-нитрофенилдиазония до концентрации 6,3•10^-5 M, добавление хлористоводородной кислоты до pH 3,6±0,3, сорбцию образовавшегося азосоединения на ультрафильтрационной мембране УПМ-55 путем фильтрации раствора при давлении 0,5 мПа, десорбцию азосоединения двухкратным промыванием мембраны ацетоном, фильтрование ацетонового раствора и его хроматографический анализ с фотометрическим детектированием [2]
Способ трудоемок, поскольку условия образования окрашенного азосоединения и его сорбции отличаются друг от друга, что делает необходимым введение перед сорбцией дополнительной стадии обработки раствора хлористоводородной кислотой. Кроме того, в способе необходимо поддерживать значения pH с высокой точностью как на стадии образования азосоединения, так и его сорбции. Сорбцию азосоединения проводят при давлении 0,5 мПа и для проведения анализа азосоединение десорбируют и полученный раствор фильтруют, что также усложняет способ.

Предложен способ, устраняющий указанные недостатки. Предлагаемый способ определения ароматических гидроксипроизводных включает обработку анализируемого раствора при pH от 9 до 12 тетрафтороборатом 4-нитрофенилдиазония до концентрации 0,01 0,03 М, катионными поверхностно-активными веществами до концентрации 8•10^-5 - 2•10^-4 M, сорбцию образовавшегося окрашенного азосоединения на пенополиуретане и изменение диффузного отражения.

Отличительными признаками заявляемого способа являются обработка анализируемого раствора реагентом до концентрации 0,01 0,03 М, добавление к полученному раствору катионных поверхностно-активных веществ до концентрации 8•10^-5 2•10^-4 M, сорбция уже окрашенного соединения на пенополиуретане и измерение диффузного отражения.

Нами установлено, что обработка анализируемого раствора реагентом до концентрации 0,01 0,03 М, добавление к полученному раствору катионных поверхностно-активных веществ до концентрации 8•10^-5 - 2•10^-4 M, сорбция окрашенного соединения на пенополиуретане и измерение диффузного отражения позволяет упростить способ, поскольку условия образования окрашенного азосоединения и его сорбции не отличаются друг от друга, причем эти процессы происходят в широком диапазоне значений pH; сорбция азосоединения осуществляется при атмосферном давлении и отсутствуют дополнительные операции десорбции и фильтрования. При концентрации реагента, меньшей 0,01 М или больше 0,03 М, степень извлечения азосоединения уменьшается, что приводит к снижению чувствительности определения ароматических гидроксипроизводных. При концентрации катионных поверхностно-активных веществ, меньших 8•10^-5 M или больших 2•10^-4 M, степень извлечения азосоединения уменьшается, что приводит к снижению чувствительности определения ароматических гидроксипроизводных.

Пример 1.

В сосуд с притертой пробкой вводят 10 мкг фенола, 3 мл 0,1 М тетрафторобората 4-нитрофенилдиазония, 5 мл 10%-ного Na₂CO₃, цетилтриметиламмоний бромид до концентрации 1,3•10^-4 M, добавляют до общего объема 25 мл. В сосуд помещают пенополиуретан марки 5 30 в виде таблетки диаметром 16 мм и высотой 8 мм, встряхивают сосуд на механическом вибраторе, таблетку вынимают, высушивают фильтровальной бумагой и измеряют диффузное отражение R.

Пример 2.

В условиях примера 1 используют пенополиуретаны марок 140, М-40, 2200, морозостойкий, воздухопроницаемый.

Пример 3.

В условиях примеров 1 и 2 используют децил-, додецил-, тетрадецилтриметиламмоний, цетилпиридиний и додецилпиридиний бромиды.

Пример 4.

В условиях примера 1 строят градуировочную характеристику в координатах (1 R)²/2R содержание фенола, мкг/мл (в растворе) или мкг (на сорбенте), рассчитывают предел обнаружения и находят нижнюю и верхнюю границы определяемых содержаний фенола.

Относительный предел обнаружения фенола равен 0,003 мкг/мл, абсолютный - 0,07 мкг. Нижняя граница определяемых содержаний фенола равна 0,01 мкг/мл и 0,25 мкг, верхняя 0,80 мкг/мл и 20 мкг.

Данные от относительных и абсолютных пределах обнаружения фенола при других концентрациях тетрафторобората 4-нитрофенилдиазония и цетилтриметиламмоний бромида приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Пример 5.

В условиях примеров 1 и 4 используют пенополиуретан марки 140. Относительный предел обнаружения равен 0,001 мкг/мл.

Относительные пределы обнаружения при использовании пенополиуретанов марок М-40, 2200, воздухопроницаемого, морозостойкого равны соответственно 0,005, 0,01, 0,009, 0,02. Приведенные выше метрологические характеристики не изменяются в интервале концентраций тетрафторобората 4-нитрофенилдиазония от 0,01 до 0,03 М и цетилтриметиламмоний бромида от 8•10^-5 до 2•10^-4 M.

Пример 6.

В условиях примеров 1 и 4 добавляют воду до общего объема 100 мл. Относительный предел обнаружения фенола равен 0,002 мкг/мл.

Пример 7.

В условиях примера 1 добавляют воду до общего объема 200 мл. Относительный предел обнаружения фенола равен 0,001 мкг/мл.

Предел 8.

В условиях примера 7 используют пенополиуретан марки 140. Относительный предел обнаружения фенола равен 0,0003 мкг/мл.

Пример 9.

В условиях примеров 1 и 4 в сосуд с притертой пробкой вводят 2-, 3-, 4-крезолы и 1-, 2-нафтолы. Данные от относительных и абсолютных пределах обнаружения ароматических гидроксипроизводных приведены в табл. 3
Пример 10.

В условиях примеров 1 и 4 вводят децил-, додецил-, тетрадецилтриметиламмоний, цетилпиридиний и додецилпиридиний бромиды. Данные об относительных и абсолютных пределах обнаружения фенола приведены в табл. 4 и 5.

Пример 11.

В условиях примеров 1, 4 и 10 в сосуд с притертой пробкой вводят 2-крезол и 1-нафтол. Данные об относительных и абсолютных пределах обнаружения приведены в табл. 6
Таким образом, предлагаемый способ определения ароматических гидроксипроизводных позволяет снизить трудоемкость за счет уменьшения вдвое количества стадий при его реализации и характеризуется высокой чувствительностью относительный предел обнеружения фенола до 0,0003 мкг/мл.

Литература
1. Gabert A. Striegler E. Wasserwirtsch. 1958, N 8, B. 457.

2. Юрченко В. В. Зульфигаров О.С. Мельник Д.Н. Пилипенко А.Т. Химия и технология воды. 1990, т. 12, N 5, с. 457.

Использование: фотометрическое определение ароматических гидроксипроизводных в природных и сточных водах. Сущность изобретения: способ включает обработку анализируемого раствора при pH 9-12 тетрафтороборатом 4-нитрофенилдиазония до концентрации 0,01-0,03 М, катионными поверхностно-активными веществами до концентрации 8•10^-5 - 2•10^-4 M, сорбцию образовавшегося окрашенного азосоединения на пенополиуретане и изменение диффузного отражения. 6 табл.

Способ определения ароматических гидроксипроизводных, включающий обработку щелочного анализируемого раствора тетрафтороборатом 4-нитрофенилдиазония, сорбцию образовавшегося окрашенного азосоединения, отличающийся тем, что обработку ведут до концентрации реагента 0,01 0,03 М, полученный раствор обрабатывают катионными поверхностно-активными веществами до концентрации 8 • 10^- 5 2 • 10^- 4 М, сорбируют окрашенное соединение на пенополиуретане и измеряют диффузное отражение.