СПОСОБ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИАНИДАНИОНА В ВОДЕ НА ОСНОВЕ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ХРОМОГЕННЫМ АЗОАРОМАТИЧЕСКИМ ДИСУЛЬФИДОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИЦЕЛЛЯРНОГО КАТАЛИЗА Российский патент 2010 года по МПК G01N31/10 

Изобретение относится к области аналитической химии неорганических и органических соединений. В связи с тем, что цианистоводородная (синильная) кислота и ее соли - цианиды находят широкое применение в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, обладая при этом высокой физиологической активностью, в реализации изобретения заинтересованы многие министерства и ведомства: министерства Здравоохранения, Внутренних дел, Обороны и Экологии РФ.

В целях обнаружения и определения цианиданиона предложено большое число способов с использованием физико-химических и химических методов анализа [Уильямс У.Дж. Определение анионов. Москва, Химия, 1982, 622 с.] Одним из важных объектов для анализа на наличие и количественное определение цианиданиона является вода и различные системы на ее основе. Однако простых, экспрессных способов определения цианидов в воде, отличающихся возможностью количественного прямого определения до величины его предельно допустимой концентрации, составляющей 1·10^-2 мг/л известно немного [Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Ленинград, Химия, 1975, 455 с.].

Наиболее распространенным способом определения цианиданиона является способ Кенига, основанный на переводе цианиданиона в хлор (или бром)-циан, взаимодействии последнего с пиридином, разрушении образующегося продукта в щелочной среде, сочетании образующегося глютакондиальдегида с компонентом, образующим ярко окрашенное соединение, и измерением интенсивности оптической плотности этого соединения [Fischer W., Link R. Патент ФРГ №2517484 от 19.04.1975; ПрО - 5·10^-2 мг/л].

В связи с широким применением способа определения цианиданиона по Кенигу и высокой его чувствительностью, этот способ взят за прототип. Недостатком прототипа является сложность методики определения и необходимость использования многих компонентов, что замедляет и удорожает анализ.

Целью предлагаемого изобретения является определение цианиданиона в воде, основанное на мицеллярном катализе взаимодействия цианиданиона с хромогенными дисульфидами азоароматической группы.

Поставленная цель достигнута, во-первых, использованием нового водорастворимого хромогенного дисульфида, характеризующегося высоким значением молярного коэффициента поглощения, такого как 4,4-бис(2-окси-6,8-дисульфо-1-нафтилазо)-дифенил дисульфида (БАС-сульфо). Во-вторых, поставленная цель достигается использованием в ходе анализа катионных мицелл, в присутствии которых ускоряются нуклеофильные взаимодействия. Используя водорастворимый хромогенный дисульфид и такой катионный детергент, как цетилтриметиламмоний хлорид [ЦТМАХ], удалось разработать методику спектрофотометрического определения цианиданиона в воде на основе его нуклеофильного взаимодействия с хромогенными дисульфидами. Предел определения разработанной методики анализа цианиданиона в воде позволяет установить предельно допустимые концентрации цианиданиона.

При использовании хромогенного дисульфида БАС-сульфо исходная окраска - оранжевая - (λ_max=495 нм) изменяется до фиолетовой (λ=555 нм).

Схема процесса определения цианиданиона с хромогенным дисульфидом БАС-сульфо представлена на Фиг.1.

Используемые аппаратура и реагенты

Спектрофотометр СФ-103 (Колориметр фотоэлектрический концентрационный - КФК-2) - 1 шт. Дозаторы на 1,0 мл - 1 (комплект) Пробирки на 10…15 мл - 20 шт. Штатив для пробирок - 1 шт. Колбы мерные на 100 мл - 4 шт. Секундомер - 1 шт.

4,4′-бис(2-окси-6,8-дисульфо-1-нафтилазо)дифенилдисульфид (БАС-сульфо) [Авторское свидетельство 1177296 СССР, Векслер К.В., Траханова Г.М, Чернова Н.Г., №SН 1263695, опубл. 15.10.96, Бюл. №38]

Калий цианистый, «чда» (98,6%)

Цетилтриметиламмоний хлористый, «ч», «Реахим», ТУ 6-09 05-807-78

Калий гидрат окиси «хч» ГОСТ 4203-65

Приготовление базовых растворов

Раствор калия цианистого готовится растворением в воде навески, взятой на аналитических весах с точностью ±0,0001 г из расчета получения концентрации 1·10^-1 мг/мл. Из основного (базового) раствора методом последовательного разбавления готовятся растворы для построения градуировочного графика до 1·10^-6 мг/мл.

Методика определения цианаданиона

К 2,0 мл исследуемого водного раствора пробы прибавляют 1,0 мл 10^-4 М раствора БАС-сульфо в воде, 1,0 мл 0,1 М водного раствора калия гидрата окиси, 1,0 мл 0,05 М водного раствора цетилтриметиламмония хлористого, что составляет объемное соотношение компонентов 2:1:1:1, включается секундомер. Реакционная смесь перемешивается и переливается в кювету 1=1,0 см спектрофотометра. Замер оптической плотности проводится через одну минуту при λ=555 нм.

Результаты, полученные при анализе стандартных растворов цианиданиона, представлены на Фиг.2. На основе этих результатов строится градуировочный график количественного определения цианиданиона (Фиг.3) в воде.

Изобретение относится к области аналитической химии цианидов, применительно к здравоохранению, криминалистике, обороне и экологии. Способ включает обработку раствора пробы водными растворами 4,4′-бис(2-окси-6,8-дисульфо-1-нафтилазо)

дифенилсульфида, едкого калия и цетилтриметиламмония хлористого при их объемном соотношении соответственно 2:1:1:1, с последующим замером оптической плотности и определением содержания цианиданиона по градуировочному графику. Достигается упрощение и ускорение анализа. 3 ил.

Способ спектрофотометрического определения цианиданиона в воде, включающий обработку раствора пробы водными растворами 4,4′-бис(2-окси-6,8-дисульфо-1-нафтилазо)дифенилсульфида, едкого калия и цетилтриметиламмония хлористого при их объемном соотношении соответственно 2:1:1:1, с последующим замером оптической плотности и определением содержания цианиданиона по градуировочному графику.