СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОХИНОНА И ПИРОКАТЕХИНА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ Российский патент 2003 года по МПК G01N30/02 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для аналитического контроля очищенных сточных вод предприятий лакокрасочной и фотографической промышленности.

Известен способ определения гидрохинона и гваякола (пирокатехина и гваякола) в водных растворах (RU патент 2094789, кл. G 01 N 27/26, Б.И. 30 от 27.10.1997). Способ включает экстракционное концентрирование фенольных соединений и последующее определение в экстракте вольтамперометрическим методом.

Недостатки способа: применение нестандартной трехэлектродной электрохимической ячейки ВЭД-1 (производство Кубанского университета), неселективность определения гидрохинона и пирокатехина при совместном присутствии, большой расход реагентов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения гидрохинона или пирокатехина в водных растворах (RU патент 2143109, кл. G 01 N27/26, Б.И. 35 от 20.12.1999), который включает стадию экстракционного концентрирования фенольных соединений толуольным раствором триоктиламиноксида (ТОАО) и последующее определение гидрохинона (пирокатехина) в выделившейся органической фазе на стеклоуглеродном электроде вольтамперометрическим методом.

Недостатки способа: применение некоммерческого реактива (ТОАО), синтезированного в ИНХ СО РАН (Новосибирск) путем окисления триоктиламина и перекристаллизации из гептана, и нестандартной электрохимической ячейки (производство Кубанского университета), что существенно затрудняет использование способа при серийных анализах. При совместном присутствии гидрохинона и пирокатехина в водах фенольных производств этим способом можно определять только их суммарное содержание, т.к. способ не предусматривает селективного определения изомеров. К существенным недостаткам способа относится также большой объем анализируемой пробы и дефицитных реактивов на стадии экстракционного извлечения.

Задачей изобретения является упрощение способа за счет применения коммерческих реактивов, стандартного оборудования для серийных анализов, повышение селективности, снижение объема водной пробы и расхода экстракционных реагентов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения гидрохинона или пирокатехина в водных растворах физико-химическим методом с предварительной стадией экстракционного концентрирования при рН 2-3 гидрофобными растворителями в присутствии органических оксидов новым является применение в качестве экстрагента гексанового раствора триоктилфосфиноксида (ТОФО) с концентрацией 0,5 моль/дм³ и раздельное определение гидрохинона и пирокатехина в выделившейся органической фазе методом обращенно-фазовой микроколоночной жидкостной хроматографии.

Технический результат заключается в том, что предлагаемый способ определения гидрохинона и пирокатехина позволяет селективно определять изомеры гидроксибензолов, применяя стандартное оборудование и доступные коммерческие реактивы, а также снизить их расход за счет анализа небольшого объема водной пробы.

Осуществление способа иллюстрируют примеры.

Пример 1
К 10,0 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до рН 2-3 и содержащей гидрохинон и пирокатехин, добавляют 1,0 см³ 0,5 моль/дм³ раствора ТОФО в гексане и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз отделяют органический слой, высушивают в чашке Петри в токе азота, затем растворяют в ацетонитриле и анализируют на хроматографе " Милихром - 4" с УФ-детектором. Анализ проводят методом обращенно-фазовой микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии: колонка 62 х 2 мм; сорбент - силасорб С 18; подвижная фаза - смесь ацетонитрил: вода в объемном соотношении 20: 80; аналитическая длина волны 272 нм; расход подвижной фазы 10^-4 дм³/мин; объем вводимой пробы 5•10^-6 дм³; время анализа 15 мин.

Концентрацию гидрохинона и пирокатехина в водном растворе вычисляют по формуле
С=С₀•100/R,
где С₀ - концентрация гидрохинона (пирокатехина) в экстракте, которую находят методом абсолютной градуировки, мг/дм³; С - концентрация гидрохинона (пирокатехина) в исходной водной пробе, мг/дм³; R - степень извлечения гидрохинона (пирокатехина) в системе гексановый раствор ТОФО - водный раствор, % (98%).

Степень извлечения (R,%) рассчитывают по формуле
R=Д•100/Д+r,
где Д - коэффициент распределения гидрохинона (пирокатехина) в системе гексановый раствор ТОФО - водный раствор; r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.

Способ осуществим. Степень извлечения 98%.

Результаты определения приведены в табл.1.

Пример 2
К 10,0 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до рН 2-3 и содержащей гидрохинон и пирокатехин, добавляют 1,0 см³ 0.4 моль/дм³ раствора ТОФО в гексане и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Далее анализ проводят по примеру 1. Способ осуществим. Степень извлечения 92%.

Пример 3
К 10,0 см³ анализируемой водной пробы, подкисленной до рН 2-3 и содержащей гидрохинон и пирокатехин, добавляют 1,0 см³ 0.6 моль/дм³ раствора ТОФО в гексане и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Далее анализ проводят по примеру 1. Способ осуществим. Степень извлечения 98%. Увеличивать концентрацию ТОФО нецелесообразно, т.к. степень извлечения 98% достигается уже при концентрации ТОФО в гексане 0,5 моль/дм³.

Сравнительная характеристика предлагаемого способа и прототипа приводится в табл. 2.

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

Предлагаемый способ позволяет снизить расход экстракционных реагентов и объем анализируемой водной пробы в 30 раз, применять коммерческие реактивы для серийных анализов, а также повысить селективность определения.

Использование: для аналитического контроля очищенных сточных вод предприятий лакокрасочной и фотографической промышленности. Сущность: для экстракционного концентрирования при рН 2-3 используют гексановый раствор триоктилфосфиноксида (ТОФО) с концентрацией 0,5 моль/дм³, а раздельное определение гидрохинона и пирокатехина в выделившейся органической фазе осуществляют методом обращенно-фазовой микроколоночной жидкостной хроматографии. Технический результат изобретения заключается в упрощении способа за счет применения коммерческих реактивов, стандартного оборудования для серийных анализов, повышении селективности, снижении расхода водной пробы и экстракционных реагентов. 2 табл.

Способ определения гидрохинона или пирокатехина в водных растворах физико-химическим методом с предварительной стадией экстракционного концентрирования при рН 2-3 гидрофобными растворителями в присутствии органических оксидов, отличающийся тем, что в качестве гидрофобного растворителя применяют гексановый раствор триоктилфосфиноксида с концентрацией 0,5 моль/дм³ и раздельное определение гидрохинона и пирокатехина проводят в выделившейся органической фазе методом микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии.