Способ количественного определения фосфонатов в воде Советский патент 1984 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения фосфонатов в воде. Фосфонаты - фосфорорганические комгшексоны, содержащие фосфоновые группы (оксиэтилидендифосфоновая кис лота и ее солиэ нитрилтриметилфосфоновая, аминобензилидендифосфоновая, диаминоксипропилентетраметиленфосфон вая кислоты и др.), з арактеризуются высокой реакционной способностью, что обуславливает их широкое применение в различных областях народного хозяйства, в том числе для обработки станционных охлаждающих вод с целью предотвращения накипеобразования в теплообменных установках. Для надежного и экономичного веде НИН режима обработки воды необходим эффективный химический контроль за содержанием этих соединений в охлаждающей воде. Известен способ определения фосфонатов путем обработки анализируемо го вещества смесью сернокислого желе за и роданистого калия в среде соляной кислоты с последующим фотоколори метрированием окрашенного раствора i Недостатком способа является его невысокая избирательность (невозмржно определять оксиэтилидендифосфоновую кислоту в присутствии ионов желе за и алюминия при содержании выше 0,1 мг). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения фосфонатов путем окисления анализируемой пробы перекисью водорода в присутствии раствора сернокислой меди при рН 8-12 и кипячени раствора на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония 2 . Недостатком известного способа является его невысокая избирательность: мешающее влияние на процесс минерализации фосфоновых кислот и по следующее определение ортофосфат- ионов оказывают соли, подвергающиеся гидролизу в щелочной среде, например соли алюминия, железа, цинка, магния Кроме того, недостатком способа является его длительность: одно опреде ление занимает 25-30 мин. Целью изобретения является сокращение времени и повьш1ение избиратель «ности способа. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу количественного определения фосфонатов в воде путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония в качестве окислителя ис с - 4 пользз т -5«10 н, раствор соли церия (tJ) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты. Пример 1. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают в термостойкий стакан емкостью 100 мл,:разбавляют до 20 мл дистиллированной водой, прибавляют 2 мл 0,01 н. раствора хлорной кислоты, 0,5 мл 0,001 н. раствора .гексанитратоцерата (П) аммония ( н.) и нагревают в ки-. пящей водяной бане 3 мин. После охлаждения раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 мл, разбавляют до 35-40 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 мл серной кислоты (180:820) и 2 мл раствора молибденовокислого аммония концентрации 50 г/л, перемешивают. Спустя 2 мин вводят 0,5 мл раствора хлористого олова концентрации 10 г/ли переме-: шивают. Затем доводят до метки дистиллированной водой, вновь перемешивают и через 5 мин производят измерение оптической плотности окрашенного в синий цвет раствора на фотоэлектроколрриметре с красным светофильтром (длина волны 650 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм относительно холостой пробы (дистиллированная вода, к которой прибавлены все реактивы в той же последовательности). Содержание фосфонатов находят по градуировочному графику. Для построения градуировочного графика готовят стандартные растворы, содержащие 0,001-0,050 мг фосфоната в пробе, разбавляют до 20 мл дистиллированной водой и далее поступают так же, как с анализируемой пробой. Градуировочный график строят, откладывая на горизонтальной оси содержание фосфоната в пробе, а на вертикальной - оптическую плотность. Пример 2. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают., в термостойкий стакан емкостью 100 мл.

3

прибавляют 2 мл 0,3 н, раствора серной кислоты, 1 мл 0,001 н. раствора сульфата церия (IV) (.), разбавляют дистиллированной водой до 20 мл и нагревают в кипящей водяной бане 3 мин. После охлаждения раствор переносят в мерную, колбу емкостью 50 мл, разбавляют до 35-40 мл дистиллированной водой и определяют содержание ортофосфат-иоЪов по ме -одике, описанной в примере 1.

Пример 3. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают в термостойкий стакан емкостью 100 мл, прибавляют 2 мл 0,5 н. раствора хлорной кислоты, 2 мл 0,005 н..

454

раствора гексанитратоцерата (IV) аммония (510 н.),разбавляют дистиллированной водой до 20 мл и нагревают в кипящей водяной бане 2 мин. После охлаждения раствор переносят в колбу емкостью 50 мл, разбавляют до 35-40 мл дистиллированной водой и определяют содержание ортофосфатионов по методике, описанной в примере 1.

Результаты определения фосфонатов в искусственной смеси (10 мг Са , 10 мг Mg2 , 20 мг Zn, 2 мг Fe , 2 мг Al , 1 мг Си ) при указанных в примерах 1-3 концентрациях вводимых реагентов приведены в табл.1.

Т а б л -и ц а 1

СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОНАТОВ В ВОДЕ путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдвта аммония, отличающийся тем,.что, с целью сокращения времени определения и повышения избирательности способа, в качестве окислителя используют 2 10 -510 и. раствор соли церия (llf) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 и. хлорной или серной кислоты. г

Примечание: ОЭДФ - оксиэтилидендифосфоновая кислота; Zn ОЭДФ оксиэтилидендифосфонат цинка; НТФ - нитрилтриметилфосфоновая кислота; АБДФ - аминобензилидендифосфоновая кислота; ДПФ - диаминоксипропилентетраметнленфосфоновая кислота.

В табл. 2 приведены результаты покия. Концентрация серной кислоты

определению нитрилтриметилфосфоновой0,03 н.J время нагревания 3 мин, коликислоты в присутствии различных коли-чество параллельных анализов равно честв гексанитратоцерата (IV) аммоИз данных табл. 2 видно, что при содещсании церия (IV) в пробе менее 2.10 и. фосфонаты окисляются не

Таблица 2

полностью, а при содержании более 510 н. выпадает осадок, который препятствует определению фосфонатов.

В табл. 3 приведены результаты зависимости оптической плотности . при определении фосфонатов от кислотности среды при разложении фосфоПр и ме ч а н и е: А, - оптическая плотность ной кислотой; Ал - оптическая плотность ной кислотой. Оптическая плотность раствора, содержащего 0,02 мг фосфонатов, при минерализации их перекисью водорода ;Пр известному способу равна 0,382.. .Следовательно, приведенные в табл. 3 .Панные показывают, что фосфонаты полностью разлагаются при обработке проб растворами солей церия XIV)

си имеют следующий состав. 1: 2 мг Са ; 1 мг Mg ;

0,1 мг Zn ; 0,1 мг Al+ ;

0,01 мг ; 1 мг Си ; 2: 10 мг Са ; 10 мг

10 мг Zn ; 1 мг At ;

1 мг Ре ; 1 мг Си ; 3« 50 мг Са ; 50 мг Mg ;

20 мг Zn ; 2 мг А ;

20 мг ; 20 мг Си ,

натов (концентрация фосфонатов 0,02 мг в пробе, концентрация сульфата церия (IV) ., время нагрбвания 3 мин), 5ТаблицаЗ

Сопоставительный анализ определения, одних и тех же концентраций фосфонатов известным и предлагаемым способами показывает, что избирательность предлагаемого способа выше. При определении фосфонатов предлагаемым способом не мешают соли металлов в концентрациях, приведенных для смеси 3; при определении фосфонатов по известному способу не мешают соли при подкислении растворов хлорпри подкислении растворов серв среде 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты. Результаты определения фосфонатов предлагаемым и известным способами в растворах, содержащих различные количества катионов металлов, приведены в табл. 4. Количество параллельных анализов равно трем. Таблица 4

711229458

металлов в концентрациях, приведенныхшее фотометрическое определение их

для смеси 1.,становится невозможным.

При более высоком содержании кати- Скорость минерализации фосфонатов

онов металлов в анализируемой водепо предлагаемому способу в шесть раэ

наблюдается помутнение раствора при 5вьше скорости по известному способу

минерализации фосфонатов и дальней-(табл. 1).