Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для одновременного определения содержания ионов переходных металлов Fe(III), Fe(II), Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Cd, Mn в природных, поверхностных, сточных, подземных водах и водных вытяжках засоленных почв. Актуально использование изобретения при анализе попутных вод нефтегазовой промышленности. Присутствие ионов железа и других переходных металлов можно объяснить как результат процессов коррозии скважинного оборудования. Окисное железо(III) в подземных водах обычного состава присутствует в виде коллоидов в концентрациях нескольких мг/дм3, закисное железо(II) существует в ионной форме, в отсутствии кислорода устойчиво и может встречаться в количествах нескольких десятков мг/дм3. При утилизации промстоков на объектах нефтегазовой промышленности посредством закачки промстоков в глубоколежащие горизонты существует ограничение по содержанию в промстоках железа(III), которое способно ухудшить приемистость скважины вследствие осадкообразования. Известны спектрофотометрические, атомно-абсорбционные и другие методы определения указанных ионов металлов, например [1-3]. Как правило, определяется один из указанных ионов, другие мешают определению, требуют предварительного удаления или маскирования. Для каждого компонента требуется свой обширный набор дорогостоящих химреактивов. Ионы железа определяются суммарно, в виде общего железа. Применение метода высокоэффективной жидкостной хроматографии дает простой, экспрессный и высокочувствительный метод для разделения и определения содержания ионов переходных металлов. Производители жидкостных хроматографов предлагают хроматографические колонки для разделения и определения ионов переходных металлов, публикуют корпоративные информационные выпуски с примерами использования своей продукции [4-7]. Но международные стандарты (ISO) для определения тяжелых металлов на них отсутствуют.
Известен также хроматографический способ одновременного определения ионов кадмия, свинца, цинка, никеля и меди (по патенту Российской Федерации №2037824 МПК 6 G01N 30/06, опубл. 19.06.1995 г.) [8] с предварительной обработкой анализируемой пробы комплексоном диэтилдитиокарбоминатом натрия с разделением полученных хилатов металлов в хроматографической колонке в потоке подвижной фазы (элюента), содержащей ацетонитрил, воду и хлороформ, и последующим УФ-детектированием компонентов. К недостаткам этого метода можно отнести необходимость предварительной пробоподготовки и недостаточно широкого набора переходных металлов для одновременного определения.
Сущность предлагаемого нами изобретения: для быстрого, одновременного определения содержания ионов переходных металлов, причем для ионов железа в разных степенях окисления используется ВЭЖХ с применением хроматографического комплекса Alliance Waters с разделением ионов на хроматографической колонке Delta-Рас С 18 фирмы Waters или аналогичной от другого производителя в токе предлагаемого нами элюента. Элюент готовится последовательным растворением в литре деионизованной воды 2 ммоль октанесульфоната натрия, 35 ммоль гидротартрата натрия и 50 мл ацетонитрила. Скорость элюирования 0,8 мл/мин, температура 25°С. После разделения ионы металлов поступают в послеколоночный реакционный модуль, где смешиваются с послеколоночным реагентом с образованием окрашенных комплексов. Реагент готовится последовательным растворением в деионизованной воде 0,2 ммоль ПАР ([4-(2-пиридилазо) резорцинол]), 1 моль ледяной уксусной кислоты и 3 моль водного аммиака. Скорость подачи в реакционный модуль реагента 0,5 мл/мин, температура 25°С. Применяется спектрофо-тометрический детектор для регистрации разности оптических поглощений элюента и комплексов определяемых ионов с реагентом в видимой области спектра излучения при λ=520 нм. Объем инжекции от 1 до 100 мкл. Продолжительность анализа 25 минут. Диапазон измерений массовой концентрации для различных ионов переходных металлов от 0,1 до 20 мг/дм3. Более концентрированные исследуемые пробы воды разбавляются. Пробоподготовка заключается в разбавлении консервированной по ГОСТ Р 51592 пробы исследуемой воды раствором азотной кислоты в деионизованной воде концентрацией 0,01 моль/дм3. Для приготовления градуировочных растворов смесей ионов переходных металлов применяют государственные стандартные образцы (ГСО) водных растворов индивидуальных ионов с массовой концентрацией 1,0 мг/см3. Для градуировки необходимые аликвоты ГСО разбавляются в азотной кислоте концентрацией 0,01 моль/дм3. Составляется серия растворов, рекомендуемые номинальные концентрации ионов в градуировочных растворах приведены в таблице 1
Содержание ионов переходных металлов рассчитывают по градуировочным графикам по компьютерной программе, которой комплектуется хроматографический комплекс Alliance Waters. Примеры определения ионов переходных металлов в промстоках станций подземного хранения газа приводятся в таблице 2.
Библиография
[1] ПНД Ф 14.1:2:4.139-98. Методика выполнения измерений массовых концентраций железа, кобальта, марганца, меди, никеля, серебра, хрома и цинка в пробах питьевых, природных и сточных вод методом атомно-абсорбционной спектрометрии. - М.: Государственный комитет РФ по охране окружающей среды, 1998 г., (издание 2004 г.).
[2] ПНД Ф 14.1:2.2-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с о-фенантролином. - М.: Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ, 1995 г. (издание 2004 г.).
[3] ГОСТ СССР 4011-72 Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа. - М.: Издательство стандартов,
[4] Каталог запчастей, хроматографических колонок и принадлежностей Waters (Waters quality parts, chromatography columns and supplies catalog), 2006-2007, с.136.
[5] Д.Мишо, Дж.Крол. Сравнение методов обменной и обратнофазовой хроматографии для определения ионов переходных металлов (D. Michaud and J. Krol. A comparison of exchange and reverse phase chromatographie for transition metal ion analysis). Лаб. Хайлайтс (Lab Highlights), 0393 4/89 - Waters.
[6] В.Уоррен, Дж.Крол. Применение программного обеспечения WISE: Оптимизация смешанного элюента тартрат/цитрат для анализа переходных металлов (V.Warren, J.Krol. Application of WISE Software: Optimization of a tartrate / citrate blended eluent for transition metal analysis). Лаб. Хайлайтс (Lab Highlights). 0413 6/89 - Water.
[7] Определение переходных металлов методом ионной хроматографии (De-Terminanions of Transitions Metals by Ion Chromatography). Technical Note 10. - Dionex.
[8] Описание изобретения к патенту RU №2037824 МПК 6 G01N 30/06. Способ одновременного качественного и количественного определения кадмия, свинца, цинка, никеля и меди. / Соснина М.В., Мотылева С.М. 1995 г.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ И МЕТАНОЛА В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ | 2012 |
|
RU2491544C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЖЕЛЕЗА ОБЩЕГО В ПОПУТНЫХ ВОДАХ И ВОДАХ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ МЕТОДОМ | 2019 |
|
RU2760002C2 |
СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНЫ (II, IV) И ПАЛЛАДИЯ (II) ОТ СЕРЕБРА (I), ЖЕЛЕЗА (III) И МЕДИ (II) В СОЛЯНОКИСЛЫХ РАСТВОРАХ | 2019 |
|
RU2694855C1 |
Способ хроматографического разделения переходных металлов | 1990 |
|
SU1749827A1 |
СПОСОБ ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ | 1991 |
|
RU2019819C1 |
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ Cu(II), Pb(II), Fe(III) И Bi(III) МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЗОННОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА | 2012 |
|
RU2535009C2 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ СЕЛЕНА И МЫШЬЯКА | 2014 |
|
RU2592596C2 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕТАКРИЛАТНОЙ МАТРИЦЫ | 2015 |
|
RU2613762C1 |
Способ изготовления индикаторной пластины для определения микропримеси свинца в растительном сырье | 2016 |
|
RU2624849C1 |
Способ определения железа в водных растворах | 1989 |
|
SU1709195A1 |
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для одновременного определения содержания ионов переходных металлов Fe(III), Fe(II), Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Cd, Mn в природных, поверхностных, сточных, подземных водах и водных вытяжках засоленных почв. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для одновременного определения содержания ионов применяет метод ВЭЖХ с разделением ионов на хроматографической колонке в токе элюента. Элюент состоит из раствора октансульфоната натрия, гидротартрата натрия и ацетонитрила в деионизованной воде. Затем происходит смешение в послеколоночном реакционном модуле с реагентом, представляющим собой раствор в деионизованной воде ПАР ([4-(2-пиридилазо)резорцинол], ледяной уксусной кислоты и водного аммиака. Далее регистрируют спектрофотометрическим детектором разности оптических поглощений элюента и комплексов определяемых ионов с введенным реагентом в видимой области спектра излучения при = 520 нм. Техническим результатом изобретения является повышение точности, обеспечение быстроты для одновременного определения содержания ионов переходных металлов Fe(III), Fe(II), Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Cd, Mn в природных, поверхностных, сточных, подземных водах и водных вытяжках засоленных почв. 2 табл.
Способ одновременного определения в природных и сточных водах ионов железа(II), железа(III), меди, свинца, цинка, никеля, кобальта, кадмия, марганца методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с разделением ионов на хроматографической колонке в токе элюента, состоящего из водного раствора октанесульфоната натрия, гидротартрата натрия и ацетонитрила, последующем смешении в послеколоночном реакционном модуле с реагентом, представляющим водный раствор ПАР ([4-(2-пиридилазо)резорцинол], ледяной уксусной кислоты и водного аммиака; регистрации спектрофотометрическим детектором разности оптических поглощений элюента и комплексов определяемых ионов с введенным реагентом в видимой области спектра излучения при = 520 нм.
СПОСОБ ОДНОВРЕМЕННОГО КАЧЕСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАДМИЯ, СВИНЦА, ЦИНКА, НИКЕЛЯ И МЕДИ | 1993 |
|
RU2037824C1 |
RU 2008141233 A, 17.10.2008 | |||
СИФОН ДЛЯ КЛОЗЕТНОГО ПРОМЫВНОГО БАКА | 1926 |
|
SU4663A1 |
US 5348720 А, 20.09.1994. |
Авторы
Даты
2010-06-27—Публикация
2009-06-26—Подача