Способ определения неионогенных поверхностно-активных веществ Советский патент 1984 года по МПК G01N31/16 

о

00

м ю

СП

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения неионогенных поверхностно-активных вещест

ЧНПАВ),

Известен способ потенциометричес кого титрования НПАВ молибденофосфоной кислотой в присутствии хлорида бария с поляризованным платиновым электродом 1.

Недостатками такого способа явля ются необходимость отделения осадка солей бария,образующихся при добавлении хлорида бария к растворам,содержащим анионы, осаждающие ион б&рия, и недостаточная чувствительность метода.

Известен способ потенциометричес кого титрования НПАВ молибденофосфорной кислотой в присутствии солей бария и диантипирилметана с поляризованным платиновым электродом С2,

Недостатком этого способа является также малая его чувствительность .

Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату является способ количественного определения НПАВ, заключающийся в потенциометрическом титровании НПАВ тетрафенилборатом натрия в присутствии ацетата бария с серебряным индикаторным электродом хлорсеребряным сравнительным электродом. По этому, способу к пробе 0,1-0,15 г полизтиленгликоля добавляют 20 мл воды, ацетатный буфер, ацетат бария и полученный раствор титруют н. раствором тетрафенилбората натрия, применяя индикаторный серебряный электрод и сравнительный - хлорсеребряный Сз J.

Недостатками известного способа являются низкая чувствительность, невозможность количественного определения НПАВ в присутствии хлоридов катионных ПАВ и длительность подгот§)вки электродов к работе.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селектив-- ности способа.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемус в потенциометрическом титровании водного раствора анализируемой пробы тетрафенилборатом натрия в присутствии солей бария с индикатора: ным и сравнительным хлорсеребряным электродами,в качестве индикаторного Ълектрода используют мембранный эл ктрод,содержащий соль анион- и катионактивного поверхностно-активного вещества или комплекс неионогенного поверхностно-активного вещества с тетрафенилборатом и катионом бария.

Пробу, содержащую 1-50 мг НПЛв, растворяют в дистиллированнойводе

или подкисленной соляной кислотой воде, добавляют хлорид бария и полученный раствор титруют потенциометррически 0,01 (0,002) ft. раствором тетрафенилбората натрия из микробюретки вместимостью 5-10 мл при перемешивании раствора магнитной ме шалкой.

Титрант прибавляют порциями по 0,2 МЛ, вблизи конечной точки по 0,05 tAjif строят кривую потенциомет;рического титрования, определяют ко ,нечную точку по перегибу на кривой. Содержание НПАВ в пробе рассчи тывают из результатов титрования, устанавливая титр по определяемому НПАВ. Применяют мембранные ионселективные электроды, содержащие в качестве электродноактивного вещества соль катионактивного и анионактивного ПАВ или комплекс неионогенного ПАВ с тетрафенилборатом и . катионом бария, и хлорсеребряный типа ЭВЛ IM3, заполненный 2М раствором хлорида натрия.

Для приготовления мембранных электродов, чувствительность к анионным и катионным ПАВ, используют соли (комплексы): лаурилсульфат --цетилпиридиний (ЦПХ ), додецилтриэтила имоний {ДТЭ); додецилбензолсульфонатЦПХ, (ДТЭ);- тетрабутиламмоний,{цпх)тетрафенилборат.

Для приготовления солей титруют 0,01 и, водный раствор лаурилсульфата натрия (додецилбензолсульфоната натрия) 0,01 н. растворсвл катионного ПАВ {коагулядионное титрованиеj до выпадения хлопьев; Полученные осадки отфильтровывают, высушивают . на воздухе и используют в качестве электродно-активного вещества. Соль тетрафенилбората тетрабутиламмония получают смешиванием эквимолярных (по 0,01 М ) растворов тетрафенилбората и тетрабутиламмония хлористого. Осадок отфильтровывают и высушивают .на воздухе.

Для приготовления комплекса НПАВ испо/1ьзуют оксиэтилированные додециловый спирт или спирты фракций оксиэтилированный нонилфенол.

Комплекс готовят следующим образом.

К 50 мл аликвоте водного раствора НПАВ (1,5 г в 500 мл дистиллированной воды добавляют 25 мл 0,1 н. раствора BaCl и расчетное количестг во 0,05 н. раствора тетрафенилбората натрия.

Осадок отфильтровывают, промывают два раза дистиллированной водой и сушат на воздухе.

Приготовление электродов. Электроды готовят по известной методике с изменением в соотношении и введение других компонентов. Раствор полимера (Ь г поливинилхлорида растворяют в 50 мл тетрагидрофурана. К 12 мл этого раствора добавляют 0,81,6 г пластификатора - ди.б.утилфталата, диоктил- или динонилфталата, 0,05-0,22 г электродноактивного вещео ;Тва, тщательно перемешивают,готовый раствор выливают в чашку Петри, Пленку подсушивают на воздухе в течение суток. Из полученной мембраны вырезаСостав, мае. %

ют диски диаметром 7 мм, приклеивают к Муфте из полихлорбиниловой трубки, насаженной на стеклянную трубку.

Пример 1. Определение синтанола ДС-10 в смесях моделирующих Вимол { ТУ-Зв1-10761-75Ы, Темп 100 (ТУ 38-30762-76)- II, модельная композиция - III. Состав компонентов, мае. %, в I - III приведен в табл. 1.

.Таблица 1

rzT

III

СПОСОБ ОГОЕЛЕЛЕНИЯ НЕИОНОГЕН НЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ путем потенциометрического титрования водного раствора анализируемой пробы тетрафенилборатом натрия в присутствии солей бария с индикаторным Ио сравнительным хлорсеребряным элек Тродами, отличающийся тем, что, с целью повышения чувстви;тельности и селективностиспособа, :в качестве, индикаторного электрода используют мембранный электрод, содержащий соль анион- и катионактивного поверхностно-активного вещества или комплекс неионогенного поверхностно-активного вещества с тетрафенилборатом и катионом бария. с

Натрий фосфорнокислый трехзамещенный -Х,

Натрий тетраборнокислый

НПАВ(синтанол ДС-10)

АПАВ(алкилбензолсульфонат натрия)

АПАВ(алкилфосфонат калия) Пробу 1,9702 г композиции II рас;творяют в 50 мл 0,1 н. соляной кисло ты, доводят до 100 мл дистиллирована ной водой в мерной колбе. К аликвоте 20 мл добавляют 20 мл О,1М раствора хлорида бария, в стакан помещают электроды (индикаторный - ионселек- тивный и хлорсеребряный ) и титруют раствором 0,01 и. тетрафенилбората натрия при перемешивании магнитной . меяаалкоЛ. Строят кривую титрования в коорди натах Е, MB,- V, мл, определяют конечную точку равной 3 мл. Содержание НПАВ находят по формуле С -УJ-a:-iJ-lfi -. -2 87 (1) 1000-Va m где V-J- - объем . израсходован.ного тит ранта, мл{ V...,Vjj, - объемы мерной колбы и алик воты, ,- Vp,20 мл; Навеска,г 1,9702 Объем титранта, мл 3,0 Содержание НПАВ по формуле(1) 2,87 Среднее значение. Композиции I и III анализируют анало гично.

44 3,0

2,7

3,0 Т - титр тетрафенилбората натрия, ,768 мг/мл; m - навеска, г Титр тетрафенилбората натрия устанавливают следующим образом. Пробу синтанола ДС-10 в количеств ве 0,3203 г, взвешенную на аналитических весах, растворяют в дистиллированной воде, переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят до метки водой. К аликвоте 5 мл бавляют 20 мл 0,1М раствора хлорида бария, 15 МП воды и полученный раствор титруют потенциометрически 0,01 н. pajCTBOpOM тетрафенилбората натрия, строят кривую титрования, определяют конечную точку ,25 мм. Титр растивора . рассчитывают по формуле Т мг/мл. Проводят пять параллельных определений и получают следующие результаты. 37 2,0009 1,9983 2,0018 2,9 2,8 2,8 2,73 2,64 2,63 % 2,70 ± С 0,06 Для приготовления мембраны берут следующие композиции в соотношениях

полийинилхлорид: пластификатор: элек-: тродноактивное вещество 1:1,3-: -2,6:0,08-0,37. Ниже приведены примеры приготовления мембран, использованных в предлагаемом способе.

Анализ композиций I и III. Поливинилхлорид:дибутилфталат:цетилпири К - число параллельных опытов; т - среднеквадратичное отклонение,

Пример 2. Определение окси- этилированных спиртов фракций i5 содержащих 11 молЬ окиси этилена, в смеси с катионным ПАВ (цетйлпиридиНИИ хлоридом ).

Пробу, .содержащую 8,5(6-10 )мг де тилпиридиний хлорида (ЦПХ ) и 18,5 (8-20)мг НПАВ растворяют в 35 мл дистиллированной воды, добавляют 5 мл 0,1 М раствора хлорида бария и титруют потенциометрьчески 0,01 н, раствором тетрафенилбората натрия в ячейке, содержащей ионселективн и .хлорсеребряный электроды, при перемешивании раствора магнитной мешалкой. По результатам титрования строят кривую титрования в координатах Е,. MB - V, мл, определяют конечные точки. Содержание С катионных и неионогенных ПАВ, мг, рассчитывают по формулам

СНПАВ ( 2 -V , - т, ( 7 , 50-2,30) - 3 ,,1 50

СкпАв У.Т 2,36-3,78 8,7,

где Ул и V. - объем титранта, соответствующие первоййу и второму скачкам потенциала, мл/55

диниевая соль додецилбенэолсульфокислоты 1:2:0,2.

Анализ композ1 ции II. Поливинил хлорид:динонилфталат:комплекс оксиэтилированного спирта C.f (СНвСН, с барием и тетрафенилборатом 1:Г, 6: :0,16. Полученные данные представь.

лены в табл. 2. I

Таблица 2

Тл - титры раствора тетраТ и фенилбората, устанавлива1емые по ЦПХ и оксиэтилированному спирту фракций С 2 1SI содержаще.му 11 моль окиси этилена, мг/мл.

Титр по НПАВ устганавливают аналог, гично примеру 1, т.е. paвны : 3,49 мг/мл.

Для установления титра по ЦПХ 0,170 г ЦПХ растворяют в мерной колбе вместимостью 100 мл в дистиллированн ной воде. К аликвоте 5 мл раствора ЦПХ добавляют 30 мл воды и полученный раствор титруют потенциометрически 0,01 н. раствором тетрафенилбората натрия,, Строят кривую титрования и определяют конечную точку.

Тиур, мг/мл, рассчитывают по формуле

где т - навеска ЦПХ, мг/

V - объем титранта, соответствую кяций конечной точке V 2,25 мл.

Для указанной смеси получен опыгтами 1-7 следующие результаты, приведены в табл. 3. 3

Среднее значение, среднеквадратичное отклонение и доверительный инДля анализа использован мембранный электро- состава поливинилхлорид:динонилфталат:комплекс оксиэтилированного нонилфенола

C,( И барием и тет1 афенилборатом 1:2,3:0,08.

Пример 3. Определение оксиэтилированного алкилфенола, содержащего 11,4 моль окиси этилена в растворе смеси солей (хлорид натрия 124 г/л, хлорид кальция 11 г/л, хлорид магния б г/л).

К 100 мл раствора, содержащего 2 мл {1,073,0)НПАВ, добавляют 10мл 0,1м раствора хлорида бария и полученный раствор титруют потенцирмет,2,00 2,03 1,99

1,00 1,0 1,03 1,03 1,01 1,0 0,96 1,0

II

При титровании используют мем- 50 бранный электрод состава поливинилхлорид гдибутилфтапат :гдодецилтриэтиламмониевая соль додецилбензолсульфокислоты 1:1,6:0,37.

Пример 4. Определение ДС-10 55 в системе 100 г/л NaCI:, 6 г/л MgCi2 э 10 г/л CaClj 0,300 г/л ДС-10 с тремя электродами. Составы электродов

тервал рассчитаны аналогично примеру 1.Результаты анализа приведены в табл. 4

Таблица 4

рически 0,002 н. раствором тетрафенклбората натрия в ячейке, содержащей ионселективныЯ и хлорсеребряный электроды, аналогично примеру 1.

Содержание НПАВ {CJMr, рассчитывавают по формуле С VT 1,03 мг,

где V - объем израсходованного ткуранта, ,5 мл, Т - титр 0,002 н, тетрафенилбората натрия по оксиэтилированному алкилфенолу, Т

0,294 мг/мл.

Результаты анализа приведены в ,табл. 5.

Таблица 5

2,01 2,00 2,01 2,00 2,000,02 0,02

1,000,024 0,022

А - поливинилхлорид:диноиилфталат: комплекс оксиэтилированных спиртов .-С:. К-ОССН -СНлО Н с барием и тетрафенилборатом Г:1,6:0,08f Б то же, соотношение 1:1,3:0у20, С то же, соотношение 1:1,8:0,37.

Результаты анализа с электродами А, Б и С указанных составов приведены в табл. 6.

Как видно из таблицы изменения в соотношениях не влияют на метрологические характеристики метода.

Измерения показали, что все электроды пригодны для определения неионогенных ПАВ. Однако, время жизн электродов,, содержащих соль лаурилсульфат-цетилпиридиний, составляет около двух месяцев, в то время какдодецилбензолсульфонат - цетилпиридиний (додецилтриэтиламмоний ) - около шести месяцев. При изменении содержания электродноактивного вещества в мембране (соотношение для полимер - дибутилфталат - цетилпиридиний додецилбензолсульфокислот 1:1,6:0,08 до 1:1,6:0,37 ) изменяТаблица 6

ется лишь начальный потенциал электродной системы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет вести определение НПАВ в технических моющих композициях с достаточной точностью при содержании НПАВ в анализируемой пробе в пределах 6-20 мг (по известному способу - 50 мг ), определять НПАВ в присутствии катйонных ПАВ, анализировать солевые растворы, содержащие 1-3 мг НПАВ в пробе объемом 100 мл. Наличие в анализируемой пробе хлорид-, сульфат-, полифосфат-, карбонат-, алкилсульфат-, силикатионов не мешает определению.