Способ определения высших изомерных карбоновых кислот в воде Советский патент 1986 года по МПК G01N21/78 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к

способам

изомерных

растворах

определения примеси высших карбоновых кислот в водных и может быть использовано для аналитического контроля промстоков экстракционных установок гидромёталлур- гического производства редких металлов.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селективности способа.

В табл.1 представлены определяемы предложенным способом высшие изомерные карбоновые кислоты; в табл.2 - результаты анализа водных растворов и промстоков экстракционных установок (п - 6) .

Пример 1. 200 мл анализируемого раствора А, образца промстоков содержащего примесь ВИКК-теломера пропионовой кислоты фракции помещают в делительную -воронку вместимостью 500 мл, добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический слой фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре белая лента, в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой .же порцией хлороформа, Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл и обрабатывают суспензией гидроксида неодима при рН 8 (т.е. встряхивают в течение 1 мин с 5 мл суспензии гидроксида неодима, имеющей значение рН 8 и содержащей 100 мг/мп оксида неодима). Далее органический слой отделяют,, т.е. отфильтровывают органическую фазу через фильтр синяя лента, в который помещена порция безводного сульфата натрия (1 г), в кювету регистрирующего спектрофотометра и спектрофотометрируют в интервале длин волн 600-550 нм. Измеряю оптическую плотность аналитической полосы неодима при 575 нм против раствора холостого опыт а, про веденного через все стадии анализа.

Содержание ВИКК находят по градуировочному графику, для построения которого в ряд делительных воронок вместимостью 25 мл помещают 100 мл .хлороформа, вводят 0; 0,2;0,5и

i

2230992

1,0 мл стандартного раствора ВИКК в хлороформе, содержащего 100 мкг/мл ВИКК, энергично перемешивают в течение 15-20 с, приливают 5 мл суспен5 зий гидроксида неодима (рН 8) с содержанием оксида неодима 100 мг/мп и энергично перемешивают в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический, слой отфильтровывают через

О фильтр синяя лента, в который помещена порция безводного сульфата натрия (1 г), в кювету спектрофотометра и спектрофотометрируют в интервале длин волн 600-550 нм. Изме15 ряют оптическую плотность аналитической полосы неодима при 575 нм против нулевого члена шкалы. По найденным значениям оптических плотностей и соответствующим им количествам ВИКК

20 строят градуировочный график в координатах : мкг ВИКК - оптическая плотность раствора.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора А процеду25 ру анализа повторяют не менее 6 раз. Среднее значение результата 0,34j а стандартное отклонение (т.е. среднеквадратичная погрешность) - 0,07 мг/л. Дня проверки правильности результата

30 вводится добавка ВИКК, равная

0,40 мг/л. Раствор с добавкой вновь . анализируют. Результат анализа пробы с добавкой равен 0,78, а его стандартное отклонение - 0,11 мг/л, , I

35 Пример 2. 50 мл анализируемого раствора Б, образца технологического раствора, содержащего примесь ВИКК-теломера пропионовой кислоты фракции Cj, -С 9 помещают в делитель40 ную воронку вместимостью 500 мл, приливают 150 мл воды, добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают

45 в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический слой фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре белая лента, в стакан вместимостью

50 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида

55 неодима, имеющей рН 8,5, и поступают

далее, как в примере 1.

Для оценки йоспроизводимости результата анализа раствора Б процедуру ана.пиза повторяют 8 раз. Среднее значение результата равно 1,6, а стандартное отклонение - 0,2 мг/л. Для проверки правильности результата вводится добавка ВИКК, равная 1,5мг/л Раствор с добавкой вновь анализируют. Результат анализа пробы Б с добавкой равен 3,2, а его стандартное отклонение - 0,3 мг/л,

Пример 3, 50 мл анализируемого раствора В, образца технологического раствора, содержащего примесь об-разветвленных карбоновых кислот, помещают в делительную воронку вместимостью 500 мл, приливают 150 мл воды, добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин После расслаивания фаз органический слой фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре белая лента, в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный зкстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатыва- ют суспензией гидроксида неодима, имеющей рН 9, и поступают далее, как в примере 1.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора В процедуру анализа повторяйт 8 раз. Среднее значение результата равно 9,7, а стандартное отклонение - 0,9 мг/л. Для проверки правильности результата вводится добавка oL -разветвленных карбоновых кислот, равная 10,0 мг/л. Раствор с добавкой вновь анализируют. Результат анализа пробы В с добавкой равен 19,4, а его стандартное отклонение - 1,7 мг/л.

Пример 4. 50 мл анализируемого раствора Е, образца -технологи- ческого раствора, содержащего примесь ot ,об-диметилкарбоновой кислоты г ракции Сj-Cg, помещают в делительную воронку вместимостью 500 мл, приивают 150 г воды,:добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания аз органический слой фильтруют через навеску безводного сульфата натия массой 1 г, помещенную на фильте белая лента, в стакан вмести

to

15

20

223099

мостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида неодима, имеющей рН 9,5, и поступают далее, как в примере 1.

Дпя оценки воспроизводимости результата анализа раствора Е процедуру анализа повторяют 6 раз. Среднее значение результата равно 28,9, а стандартное отклонение - 2,4 мг/л. Дпя проверки правильности результата вводится добавка о ,об-диметилкарбоно- вой кислоты фракции , равная 25,0 мг/л. Раствор с добавкой вновь анализируют. Результат анализа пробы Е с добавкой равен 54,2, а его стандартное отклонение - -5,2 мг/л.

Аналогичным образом анализируют растворы Г, Д, Ж, 3.

Из-за отсутствия контрольного метода правильности полученных данных 25 контролируют также (кроме метода добавок) анализом образцов модельных водных растворов, содержащих по 0,25 мг/л соответственно 5-метил-2- изопропилгексен-2 и oi-этилкапроновой кислоты и по 15 мг/л монокарбоновых кислот нормального строения (техни- ,ческой смеси фракции ).

П р и м е р 5. 200 мл анализируемого раствора И, образца модельного водного раствора, содержащего 0,25 мг/л 5-метил-2-изопропилгек- сен-2 кислоты, помещают в.делитель ную воронку вместимрстью 500 мл, добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин, после расслаивания фаз органический слой - фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре белая лента, в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида неодима, имеющего рН 8, и постзгпают далее, как в примере 1.

Для оценки воспроизводимости ре- 55 зультата анализа раствора И процедуру анализа повторяют 8 раз. Среднее значение результата равно 0,25, а стандартное отклонение - 0,05 мг/л.

30

35

40

45

50

to

15

20

Пример 6. 200 мл анализирумого раствора И (см. пример 5) помеают в делительную воронку вместиостью 500 мл,добавляют 6 мл концентриованной азотной кислоты, 3 г нитрата аммония, 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический слой ильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре белая лента, в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида неодима, имеющей рН 7,4, и поступают далее, как в примере 1.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора И процедуру анализа повторяют 12 раз, Среднее значение результата равно 0,47, а стандартное отклонение - 0,22 мг/л. -, Это свидетельствует о том, что при использовании суспензии гидроксида неодима, имеющей значение рН 7,4, снижается правильность результата и их воспроизводимость.

Пример 7. 200 мл анализируемого раствора И помещают в делительную воронку вместимостью 500 мл и поступают далее, как в примере 5, но используют суспензию гидроксида нео дима, имеющую значение рН 9,8. Среднее значение результата анализа равно 0,18, а стандартное отклонение- 0,11 мг/л (число опытов 12).

Аналогичные опыты проведены с мо- дельньм раствором, содержащим примеси в6 -этилкапроновой кислоты и моно- к арбоновых кислот нормального строения.

Эффективность- способа существен- но зависит от значения рН суспензии гидроксида неодима. При использовании суспензии со значением рН более 9,5 степень связывания ВИКК с неодимом, а следовательно, вьпсод неодима в спектрофотометрируемый раствор умень- щается более чем на 40 отн.%. При использовании суспензии со значением рН менее 8 сказываются помехи со стороны монокарбоновых кислот нормально- го строения, т.е. ухудшается избирательность определений. Возможности способа реализуются в полном объеме

.- 35

50

to

15

20

,

-,

-

35

, при значениях рН суспензии гидроксида неодима в интервале 8-9,5.

Исследование степени влияния органических и неорганических компонентов , присутствующих в анализируемых растворах, на результаты определений микроколичеств ВИКК показало (см. табл.2), что определению не мешают: -кратные количества нитратов, хлоридов, сульфатов, алюминия, железа, кальция, марганца, 10 -кратные количества керосина, 100-5р-кратные количества трибутилфосфата, моно- и ди-2(этилгексил)фосфорных кислот, аминов и монокарбоновых кислот нормального строения.

Нижняя граница определяемых содержаний равна 0,1 мг/л. Относительное стандартное отклонение единичного определения 0,15-9,20 () для концентраций, превьщгающих в 3-6 раз минимально определяемые.

Формула изобретения

Способ определения высщих изомерных карбоновых кислот в воде путем экстракции их из анализируемой пробы хлороформом, обработки экстракта цве- тореагентом с последующим его фото- метрированием, отличающий- с я тем, что, с целью повьппения чувствительности и селективности способа, в качестве цветореагента используют гидроксид неодима и обработку

ведут при рН 8-9,5.

Т а б л и ц а 1

.№ п/п

Название определяемого компонента

1ВИКК-теломер пропионовой кислоты фракция Су - С,,

2ВИКК-теломер пропионовой

кислоты фракция С , - С (9

3ei-разветвленные карбоновые

кислоты

4ВИКК-теломер масляной кислоты фракции Cg-С Q

5ВИКК-теломер масляной кислоты фракции С о С18

6ti, oi -диметилкарбоновая кислота Cg- Cg

70,0 -диметилкарбоновая кислота фракция С -

86,0 -диметилкарбоновая кислота фракция С

95-Метил -2-изопропилгексен-2- кислота

10о4-этш1капроновая кислота

1

0,26 0,04

Таблица 2

8.3

11

0,56 0,27 0,15 0,13

П р и м е ч а н и е

А - 3 - образцы промстоков и технологических растворов экстракционных установок предприятий редкометаллической промышленности, содержащие: нитратов, хлоридов сульфатов до 100 г/л, AZ, Fe, Са. Мп до 50 г/л, керосина (уайт-спирта) до 0,5 г/л, трибутилфосфата, моно и ди-2-(этилгек- сил) фосфорных кислот, третичных и четвертичных аминов, монокарбоновых кислот нормального строения до 0,05 г/л.

И и К - образцы модельных водных растворов, со- держа1цие соогве-ственно 0,25 мг/л определяемого компонента 9 или 10 (табл.1) и 15 мг/л монокарбоновых кислот нормального строения.

7,3 9,7