Способ раздельного определения фенола и салициловой кислоты в их смеси в водных растворах Советский патент 1990 года по МПК G01N31/00 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано при анализе очищенных сточных вод химико-фармацевтических производств, содержащих фенол и салициловую кислоту.

Цель изобретения - повышение точности определения и сокращение продолжительности раздельного определения фенола и салициловой кислоты в водных растворах.

Способ осуществляют следующим образом.

Величину рН водного раствора, содержащего фенол и салициловую кислоту, доводят до 7-9 и экстрагируют фенол органическим растворителем, состоящим из триизобутилфосфата (5060 мол.%) и гексана (40-50 мол.%). После расслаивания фаз (5-10 мин) экстракт, содержащий фенол, отделяют. Затем водный раствор подкисляют до рН 1,5-2 и тем же экстрагентом извлекают салициловую кислоту. Оптическую плотность экстрактов измеряют спектрофотометркчески относительно чистого смешанного экстрагента, насыщенного водой. Содержание фенола и салициловой кислоты находят по гра- дуировочным графикам, построенным по стандартным растворам определяемых веществ.

Приготовление экстрагента осуществляется смешиванием 6,8-7,6 мл триизобутилфосфата (50-60 мол.%) с 2,4- 3,2 мл гексана (40-50 мол.%).

Пример 1. К 150 мл водного раствора, содержащего фенол и салициловую кислоту, добавляют 1-2 капли 1 М раствора гидроксида натрия до рН 7-9, вводят 10 мл органического растворителя, состоящего из триизо- бутилфосфата (50 мол,%) и гусана (50 мол,%), и встряхивают в течение 20 минс При этом фенол практически полностью переходит в органическую фазу, которую отделяют после расслаивания системы (через 5-10 мин). Оптическую плотность экстракта находят спектрофб тометрически относительно экстрагента, насыщенного водой (ft 273 нм, см). Концентрацию фенола рассчитывают по градуировочному графику(, построенному по стандартным растворам фенола в смешанном экст рагенте

К водному раствору, содержащему салициловую |сислоту, добавляют 1-2 мл соляной кислоты (,639 г/л) до рН 1,5-2,0 и 5 мл органического раст- ворителя, состоящего из триизобутил- фосфата (50мол %) игексана (50 мол.%) раствор встряхивают в течение 20 мин, При этом салициловая кислота практи- чески полностью переходит в органичес кую фазу, оптическую плотность которой измеряют спектрофотометрически относительно смешанного экстрагента, насыщенного водой (305 нм, см) Концентрацию салициловой кислоты находят по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам салициловой кислоты в смешанном экстрагенте,

Продолжительность проведения анал за по раздельному определению фенола и салициловой кислоты в водных растворах не превышает 1 ч, точность 6-12%. Примеры 2-5 выполняют аналогично примеру 1,

Раздельное определение фенола и салициловой кислоты в одных растворах ( ,95) для примеров 1-5 прведено в табл.1

При проведении избирательной экстракции из водного раствора, содержащего фенол и салициловую кислоту, ис- |пользованы различные объемы органического растворителя (10 и 5 мл). Соотношение объемов водной и органической фаз выбирается с целью достижения практически полного извлечения компонентов. Такой эффект в отноше

нии фенола (95-96%-ное выделение) достигается при соотношении объемов фаз 15:1 (в примерах 150 мл водного раствора и 10 мл органического растворителя). Экстрагирующая эффектив-. ность органического растворителя в отношении салициловой кислоты выше, чем для фенола, поэтому соотношение объемов фаз увеличено до 30:1 (в-примерах 150 мл водного раствора и 5 мл органического растворителя)0

Степень извлечения фенола и салициловой кислоты (R, %) рассчитывают по уравнению

R

100%,

п

5

5

0

5

где С - исходная концентрация фенола или салициловой кислоты в анализируемом водном растворе, мг/мл;

С„ - концентрация фенола или салициловой кислоты в органической фазе, найденная по градуировочному графику, мг/мл; т. соотношение объемов водной и

органической фаз.

Из приведенных в данных следует, что для раздельного определения фенола и салициловой кислоты оптималь-. ным является следующий состав экстрагента: трнизобутилфосфат 50-60 мол.% гексан 40-50 мол.%. Изменение соотношения компонентов предлагаемого эк- страгента в сторону увеличения гекса - на выше 50 мол,% приводит к снижению степени извлечения фенола. Увеличение содержания трииэобутилфосфата в экстрагенте выше 60 молв%, хотя и приводит к незначительному повышению степени Извлечения определяемых соединений, но сопровождается образованием в водной фазе трудно разделяемой физическими методами устойчивой эмуль- сиИс Кроме того, увеличение в экстрагенте содержания триизобутилфосфата сопровождается помутнением экстракта, затрудняющим спектрофотометри- ческое определение исследуемых веществ, при этом снижается точность определения„

Экспериментальные данные по определению фенола и салициловой кислоты известным способом по реакции с диазо- тированным 4-нитроанилином (пвЗ, Р« 0,95) приведены в табл.2.

Из приведенных в табл.1 и 2 данных видно, что точность определения фе51

нола и салициловой кислоты предлагаемым способом выше, чем известным. Относительная ошибка определения исследуемых соединений предлагаемым способом не превышает 12%, в то время как известным 25-38%. Чувствительность предлагаемого способа почти на два порядка выше. Минимальная концентрация фенола и салициловой

кислоты, определяемая известным способом с относительной ошибкой 34-38% составляет 0,005 мг/мл„ Предлагаемый способ с относительной ошибкой не выше 12% позволяет определять компоненты при концентрациях 0,001 мг/мл. Экспериментальные данные, характеризующие степень извлечения фенола и салициловой кислоты (R, %) эк страгентом, состоящим из 50 мол.%. триизобутилфосфата и 50 мол.% гекса- на, в зависимости от рН водного раствора при содержании компонентов 0,0001-0,001 мг/мл приведены в табл.З,

Из табл,3 видно, что значения рН, обеспечивающие максимальное (97- 98%-ное) извлечение салициловой кислоты, находятся в интервале 1,5- 3,0, в то время как соответствующие величины рН, обеспечивающие наибольшую степень извлечения фенола (95- 96%), равны 1,5-9,0.

По предлагаемому способу первоначально экстрагируется фенол, поэтому оптимальным является рН 7-9, при рН 9 наблюдается снижение степени извлечения фенола, а при рН 1 7 проиходит возрастание извлечения салици- левой кислоты и вместе с фенолом в экстракт будет переходить и салициловая кислота, что нежелательно при радельном определении.

В табл.4.приведены сравнительные характеристики известного и предлагаемого способов.

Как видно из сравнительных характеристик известного и предлагаемого способов (табл,4) и из эксперимен

0

5

0

5

0

тальных данных, представленных в табл.1 и 2, применение предлагаемого способа позволяет сократить продолжительность анализа с 4-5 ч до 1 ч, уменьшая число последовательных экстракций, необходимых для практически полного выделения фенола и салициловой кислоты, с 6 до 2, при этом исключается стадия резкстракции. Сокращение числа последовательных экстракций снижает ошибку определения фенола и салициловой кислоты в 2-3 раза.

Применение экстрагента, состоящего из триизобутилфосфата (50-60 мол.%) и гексана (40-50 мол.%),позволяет практически полностью извлекать фенол и салициловую кислоту из водных растворов при 15- и 30-кратном концентрировании соответственно и определять исследуемые соединения непосредственно в экстракте, что делает предлагаемый способ экспрессным.

Способ позволяет снизить предел обнаружения исследуемых веществ по сравнению с известным (0,005 мг/мл)4 до 0,0001 мг/мл, т.е. более чем на порядок.

Формула изобретения

- - Способ раздельного определения фенола и салициловой кислоты в их

смеси в водных растворах, включающий экстракцию органическим растворителем и фотометрирование экстракта,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения и сокращения продолжительности способа, в качестве органического растворителя используют смесь триизобутилфосфата и гексана при следующих соотношениях компонентов,,мол„%:

Триизобутилфосфат50-60

Гексан40-50

экстракцию проводят сначала при рН 7- рН 7-9, отделяют экстракт,.затем при рН 1,5-2 фотометрированию подвергают

кзждый из экстрактов.

1559284

10

Таблица 2

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к раздельному количественному определению фенола и салициловой кислоты в их смеси в водных растворах. Цель - повышение точности определения и сокращение продолжительности способа. Определение включает экстракцию смесей органическим растворителем, имеющий следующее соотношение компонентов, мол.%: триизобутилфосфат 50-60, гексан 40-50. Экстракцию проводят сначала при PH 7-9, отделяют экстракт, затем при PH 1,5-2,0 с последующим фотометрированием каждого из экстрактов. Способ позволяет снизить предел обнаружения исследуемых веществ по сравнению с известным способом с 0,005 до 0,0001 мг/мл , т.е. более чем на порядок. 4 табл.

Вещество

Степень извлечения в зависимости от рН водного раствора

1,5 |2,0 |3,0 I 3,8|4,6 6,0 17,0 |8,5|9,0 J10,2|10,8 111,6

96 96 96 96 96 96 96 95 95 89

98

98 97 90 61

Признак

Число последовательных экстракций, необходимых для практически полного (95-97%- ного) извлечения фенола и салициловой кислоты Число реэкстрак- ций

Продолжительност проведения анаТаблица 3

43

34

Таблица 4

Предлагаемый способ

6 2

4-5