СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОХИНОНА ИЛИ ПИРОКАТЕХИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ Российский патент 1999 года по МПК G01N27/26 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для контроля производства химических соединений в очищенных сточных водах фенольных производств.

Аналогом является способ вольтамперометрического определения гидрохинона с ртутным капающим и насыщенным каломельным электродами (Ротерштейн М.М., Жданов С. И. , Давыдовская Ю.А. Полярографическое определение гидрохинона и нитросоединений в реакционных смесях// Тр. ВНИИ химреактивов и особо чистых химических веществ. - 1977, N 39. - С. 141-144). Недостатки способа - необходимость соблюдения специальных требований техники безопасности при работе с металлической ртутью и ртутными препаратами, сравнительно высокий предел обнаружения (0,01 мг/дм³).

В качестве прототипа выбран способ вольтамперометрического определения гидрохинона (пирокатехина) и гваякола в водных растворах (Патент N 2094789, Кл. C 01 N 27/26, 27/42, 27/48, опубл. БИ N 30, 27.10.97). Способ предполагает экстракционное концентрирование фенольных соединений диоксаном в присутствии высаливателя - сульфата аммония, который добавляют к водной пробе в количестве 35 - 43 мас.%. Недостатками способа являются - большой расход дефицитного химреагента (сульфат аммония), необходимость регенерации соли при массовых анализах.

Задачей изобретения является упрощение и удешевление способа на стадии экстракционного концентрирования.

Технический результат достигается тем, что способ определения гидрохинона (пирокатехина) в водных растворах вольтамперометрическим методом предполагает предварительную обработку пробы толуольным раствором триоктиламиноксида (ТОАО) и последующее определение гидрохинона (пирокатехина) в выделившейся органической фазе на стеклоуглеродном электроде при pH 2-3. Для достижения достаточно высокой электропроводности анализируемого экстракта его разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1:1 и добавляют насыщенный раствор перхлората натрия в изопропиловом спирте.

Предлагаемый способ определения гидрохинона (пирокатехина) позволяет существенно снизить расход реагентов, упростить определение и снизить стоимость анализа.

Пример 1.

К 300 см³ анализируемой пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см³ 0,5 моль/дм³ раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз (15 мин) отделяют органический слой, разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1: 1, добавляют фоновый электролит (насыщенный раствор перхлората натрия в изопропиловом спирте) и помещают в трехэлектродную ячейку ВЭД-1 (производство Кубанского университета). Условия полярографирования: индикаторный электрод - вращающийся микродисковый стеклоуглеродный электрод; вспомогательный электрод - стеклоуглеродная ячейка: электрод сравнения - хлоридсеребряный электрод. Вольтамперную кривую снимают при скорости наложения потенциала 200 мВ/мин. Получены четкие вольтамперные кривые. Концентрацию гидрохинона (пирокатехина) в анализируемом водном растворе вычисляют по формуле

где Co - концентрация гидрохинона (пирокатехина) в экстракте, которую находят методом двойной добавки, мг/дм³; C - концентрация гидрохинона (пирокатехина) в исходной водной пробе, мг/дм³; R - степень извлечения гидрохинона (пирокатехина) в системе толуольный раствор триоктиламиноксида - водный раствор, % (98%). Степень извлечения (R, %) рассчитывают по уравнению

где Д - коэффициент распределения гидрохинона (пирокатехина) в системе толуольный раствор триоктиламиноксида - водный раствор (Д = 500); V_в/V_о - соотношение объемов водной и органической фаз.

Результаты определения приведены в таблице.

Пример 2.

К 300 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см³ 0,4 моль/дм³ раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Далее анализ осуществляют аналогично примеру 1. Способ осуществим. Степень извлечения 94%.

Пример 3.

К 300 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см³ 0,6 моль/дм³ раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Далее анализ осуществляют аналогично примеру 1. Способ осуществим. Степень извлечения 94%.

Пример 4.

К 300 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см³ 0,5 моль/дм³ раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз (15 мин) отделяют органический слой, разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1: 1,5. Далее по примеру 1. Получены аналогичные вольтамперные кривые, способ осуществим.

Пример 5.

К 300 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см³ 0,5 моль/дм³ раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз отделяют органический слой, разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1: 0,5. Далее по примеру 1. Вольтамперные кривые нечеткие. Способ неосуществим вследствие снижения воспроизведения результатов.

Предлагаемый способ позволяет значительно снизить расход реагентов (сульфат аммония) и стоимость анализа, а также повысить степень извлечения гидрохинона (пирокатехина) до 98% по сравнению с 94% по прототипу.

Правильность способа определена методом "введено-найдено". Относительная ошибка определения не превышает 10%.

Способ применим в аналитической химии органических соединений и для контроля производства химических соединений в очищенных сточных водах фенольных производств. Способ определения гидрохинона (пирокатехина) в водных растворах вольтамперометрическим методом предполагает предварительную обработку пробы толуольным раствором триоктиламиноксида (ТОАО) и последующее определение гидрохинона (пирокатехина) в выделившейся органической фазе на стеклоуглеродном электроде при рН 2 - 3 с предварительным разбавлением анализируемого экстракта ацетонитрилом в объемном отношении 1 : 1 и добавлением насыщенного раствора перхлората натрия в изопропиловом спирте. Достигается снижение расхода реагентов и повышение степени извлечения определяемого компонента из пробы. 1 табл.

Способ определения гидрохинона или пирокатехина в водных растворах вольтамперометрическим методом на стеклоуглеродном электроде при рН 2 - 3 с предварительной стадией экстракционного концентрирования, отличающийся тем, что в качестве экстрагента применяют толуольный раствор триоктиламиноксида с концентрацией 0,5 моль/дм³, при этом перед определением экстракт разбавляют ацетонитрилом в объемном отношении к анализируемой пробе 1 : 1.