СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1-МЕТИЛ-1,2-ДИЦИКЛОПРОПИЛЦИКЛОПРОПАНА В ПОЧВАХ И В РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ Российский патент 1997 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к способам фотометрического определения углеводорода-токсиканта, а именно 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропана (МДЦПЦП), в почвах и в растительных материалах, и может быть использовано при аналитическом контроле объектов окружающей среды.

Известно, что для воды водоемов предельно допустимая концентрация МДЦПЦП равна 0,03 мг/дм³.

Известен способ определения углеводородов в почве с использованием экстракции и последующего количественного определения с использованием инфракрасной спектроскопии (Методические указания по контролю загрязнения почв. М. Гидрометеоиздат, 1977). В нем в качестве экстрагента используют смесь четыреххлористого углерода и ацетона. Последнему в этом случае отводится роль промежуточного звена: смешиваясь в любых пропорциях с водой, он должен способствовать более высокому выходу углеводородов, в частности МДЦПЦП.

Недостатками аналога являются:
сложность аппаратурного исполнения;
длительность проведения анализа (до 12 ч).

Известен также фотоколориметрический способ определения углеводородов, в частности керосиновых фракций и нефтяных масел, с применением реакции их конденсации в присутствии концентрированной серной кислоты и натриевой соли бензол-сульфохлорамида при 98 100^oC [1]
Недостатком указанного способа является сложность выполнения анализа.

Известен способ колориметрического определения олефинов по цветной реакции Комаровского, основанной на взаимодействии их с пара-диметиламинобензальдегидом (п-ДМАБА) в среде концентрированной серной кислоты [2]
Данный способ наиболее близок к заявляемому и принят авторами за прототип.

Основным недостатком прототипа является отсутствие селективности, т.к. аналогичные окрашенные соединения с п-ДМАБА дают многие другие органические вещества.

Техническая сущность заявляемого способа состоит в том, что почвы помещают в прибор для отдувки, пробу смешивают с этиловым спиртом или водно-спиртовым раствором при массовом соотношении почва экстрагент 1:(2-3) соответственно, после чего прибор помещают в кипящую водяную баню и проводят отдувку МДЦПЦП воздухом со скоростью 0,1-0,2 дм³/мин, барбатируя его через поглотительный сосуд с концентрированной серной кислотой, с последующим добавлением к ней раствора пара-диметиламинобензальдегида, этилового спирта и измерением оптической плотности полученного раствора.

В табл.1 приведены сопоставительные данные прототипа и изобретения.

Как видно из табл.1, заявляемый способ позволяет провести анализ МДЦПЦП в присутствии других органических и неорганических соединений.

Авторы утверждают, что заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Изобретательский уровень", так как на основании просмотренной научно-технической и патентной информации, а также в силу своих опыта и знаний не было обнаружено совокупности заявляемых признаков при определении МДЦПЦП для специалиста в заявляемой области.

Ниже приведены варианты осуществления способа фотометрического определения 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропана в почвах и растительных материалах.

Пример 1. 1) Навеску почвы, заведомо содержащую заданную концентрацию МДЦПЦП, массой 1 г помещают в колбу для отдувки, смачивают навеску 2 г этилового спирта, закрывают колбу и выдерживают 15 мин.

2) В поглотительный сосуд с пористой перегородкой вводят 4 см³ концентрированной серной кислоты и соединяют его с колбой и системой для продувки воздуха.

3) Помещают колбу, содержащую смесь по примеру 1, в кипящую водяную баню и пропускают воздух со скоростью 0,1 0,2 дм³/мин в течение 10 мин.

4) Полученный раствор из поглотительного сосуда переводят в пробирку и промывают сосуд 1 см³ концентрированной серной кислоты.

5) Промывной раствор переводят в ту же пробирку, вводят 1 см³ раствора пара-диметиламинобензальдегида в 5%-ном растворе соляной кислоты, 3 см³ этилового спирта, перемешивают и оставляют на 15 мин, после чего измеряют оптическую плотность раствора на фоне дистиллированной воды при l 20 мм и λ 540 мм. Из полученной оптической плотности вычитают оптическую плотность пробы почвы, не содержащей МДЦПЦП.

Введено МДЦПЦП 2,50 мг/кг
Найдено МДЦПЦП 2,48 мг/кг
Погрешность 0,8%
Остальные примеры конкретного выполнения, выполненные в условиях примера 1, приведены в табл.2 (примеры 2 7).

Пример 8. 1) Навеску растительности, заведомо содержащую заданную концентрацию МДЦПЦП массой 1 г, помещают в колбу для отдувки, смачивают навеску 2,5 г этилового спирта, закрывают колбу и выдерживают 15 мин.

2) В поглотительный сосуд с пористой перегородкой вводят 4,0 см³ концентрированной серной кислоты и соединяют его с колбой и системой для продувки воздуха.

3) Помещают колбу в кипящую водяную баню и пропускают воздух со скоростью 0,1 0,2 дм³/мин в течение 10 мин.

4) Переводят раствор из поглотительного сосуда в пробирку и промывают его 1 см³ концентрированной серной кислоты, промывной раствор переводят в ту же пробирку, вводят 1 см³ раствора пара-диметиламинобензальдегида в 5%-ном растворе соляной кислоты, 2 см³ этилового спирта, перемешивают и оставляю на 15 мин, после чего измеряют оптическую плотность раствора на фоне дистиллированной воды при l 20 мм и l 540 нм. Из полученной оптической плотности вычитают оптическую плотность пробы растительности, не содержащей МДЦПЦП.

Введено МДЦПЦП 2,5 мг/кг
Найдено МДЦПЦП 2,7 мг/кг
Погрешность 10%
Остальные примеры, выполненные в условиях примера 8, приведены в табл.2 (примеры 9 и 10).

Как видно из примеров, заявленный объект обеспечивает качественное селективное определение 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропана в различных видах почв и растительности (см. примеры 1 10).

Нарушение заявляемых интервалов приводит к снижению точности определения.

Использование: аналитическая химия, контроль загрязнения почв токсикантом - 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропаном. Сущность: для определения содержания 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропана в почвах и растительных материалах анализируемую пробу обрабатывают этиловым спиртом или водно-спиртовой смесью при массовом соотношении 1:(2,0 - 3,0), полученную смесь перемешивают и выдерживают в течение 15 - 20 мин. После этого смесь нагревают до 98 - 100^oC при барбатировании воздуха со скоростью 0,1 - 0,2 л/мин через последовательно установленные емкости с анализируемой пробой и концентрированную серную кислоту, затем в концентрированную серную кислоту добавляю раствор пара-диметиламинобензальдегида в водном растворе соляной кислоты и этилововый спирт. Измеряют оптическую плотность окрашенного раствора, по величине которой судят о содержании 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропана в почве. 2 табл.

Способ фотометрического определения 1-метил-1,2-дициклопропилциклопропана в почвах и в растительных материалах путем его взаимодействия с пара-диметиламинобензальдегидом в присутствии серной кислоты, отличающийся тем, что к анализируемой пробе добавляют экстрагент этиловый спирт или водно-этиловый раствор при массовом соотношении проба экстрагент 1 2,0 - 3,0, смесь пробы с экстрагентом перемешивают и выдерживают в течение 15 20 мин, смесь нагревают до 98 100^oС и барботируют воздух со скоростью 0,1 - 0,2 дм³/мин в течение 10 мин через две последовательно установленные емкости, первая из которых содержит нагретую смесь пробы с экстрагентом, вторая концентрированную серную кислоту, затем в концентрированную серную кислоту добавляют раствор парадиметиламинобензальдегида в водном растворе соляной кислоты и этиловый спирт, после чего измеряют оптическую плотность.