Способ определения триэтаноламина в воде Советский патент 1991 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для определения триэтаноламина (ТЭА) в производственных растворах, природных и сточных водах.

Цель изобретения - повышение чувствительности определения.

Методика определения.

Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащего 20-110 мкг ТЭА, Помещают в коническую колбу емкостью 250 мл и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл, прибавляют 0,5 - 1,0 мл 0,3 М раствора хлорида железа (III) подкисленного соляной кислотой для предотвращения гидролиза железа, 0,8-4 мл 4,6 М раствора КС1 (NaCl), 1-2,5 мл 2 М раствора гидроксида натрия для создания рН 11,7 - 12,2. Содержимое колбы перемешивают и оставляют стоять 30т35 мин. Полученный раствор отделяют от осадка фильтрованием в стакан емкостью 250 мл.., Осадок на фильтре промывают 2 раза 0,02 М раствором КС1, собирая промывные воды в стакан с фильтратом. Затем прибавляют 2 мл концентрированной соляной кислоты и кипятят для разрушения комплекса железа с ТЭА и упаривания раствора до объема 40-30 мл. Раствор охлаждают до комнатной температуры и переносят в мерную колбу емкостью 50 мл для определения железа. Для этого прибавляют 1 мл 10%-ного раствора сульфосалициловой кислоты,раствор гидроксида аммония (1:1) до появления желтой окраски, доводят до

Ј

«О

Ј

СП

метки дистиллированной водой и фото- метрируют в кювете с I 50 мм на ФЭК-56 со светофильтром № 4. В качестве раствора сравнения используют раствор, содержащий все компоненты, кроме триэтаноламина и железа.

Содержание триэтанол амина в алик- вотной части анализируемой пробы на- ходят по градуировочному графику, построенному в координатах оптическая плотность - содержание ТЭА в интервале содержаний последнего 20 - 110 мкг.

Концентрацию ТЭА (X, мг/л) в испытуемом растворе вычисляют по формуле X , где m - количество ТЭА,

найденного по градуировочному графику, мкг; v - объем аликвотной части анализируемого раствора, мл. В определенных условиях рН и концентрации реагентов содержание железа (III) в фильтрате эквивалентно, концентрации триэтаноламина в анализируемом раст воре за счет образования устойчивого растворимого комплекса железа с ТЭА с молярным соотношением 1:1, что позволяет определять ТЭА по железу.Высокая устойчивость образующегося комплекса при рН 11,7 - 12,2 позволяет, количественно связывать ТЭА в растворимый комплекс с железом в присутствии осадка гидроксида железа даже при низких содержаниях ТЭА в анализируемых пробах и тем самым достигать высокой чувствительности его определения (0,2 мг/л).

Проведение определения ТЭА по реакции образования комплексного соединения с железом при рН среды 11,7 12,2 и в присутствии (3,6 - 18). хлорида щелочного металла обеспечивает высокую точность результатов определения ТЭА по железу, так как в этих условиях подавляются все побочные процессы, которые могут привести к дополнительному поступлению железа в фильтрат и нарушить в нем соответствие между концентрациями ТЭА и железа. В случае применения солей других металлов отсутствует эквивалентность между концентрацией ТЭА и ионов мрталлов в фильтрате при низких концентрациях ТЭА.

В табл.1 приведены данные, иллюстрирующие способ определения триэта- ноламиия.

0

5

0

5

0

5

0

5

Указанные реагенты и параметры: интервал рН среды 11,7-12,2,содержание соли железа (III) 84-168 мг/л в расчете на железо и хлорида щелочного металла (3,6-18) обеспечивают наиболее полное связывание небольших количеств ТЭА в комплекс с железом состава 1:1 и соответствие между содержанием ТЭА и ионами железа в фильтрате и тем самым позволяют достичь наиболее высокой чувствительности определения триэтаноламина - 0,2 мг/л (табл.1, примеры 1-12).

Запредельное увеличение содержания железа (III) в растворе при заявляемых значениях рН и концентрации хлорида щелочного металла приводит к понижению чувствительности определения, так как в этих условиях в фильтрат переходит не только железо, связанное в комплекс с ТЭА, но и железо в виде коллоидного гидрата окиси, что не позволяет анализировать растворы с низким содержанием ТЭА. Так, при содержании железа (III) в. исходном анализируемом растворе 210 мг/л нижняя граница определяемых содержаний ТЭА возрастает. до 3,4 мг/л (табл.1, пример 15), т.е. чувствительность определения уменьшается в 17 раз.

При запредельном уменьшении содержания железа (III) при заявляемых значениях других параметров для достижения высокой чувствительности определения ТЭА (0,2 мг/л) требуется увеличение времени коагуляции золя гидрата окиси железа с 30 до 90 мин что значительно увеличивает продолжительность проведения анализа.Кроме того, в этих условиях резко возрастает относительная ошибка определения (табл., примеры 13 и 14).

Запредельное уменьшение концентрации хлррида щелочного металла при заявляемых значениях других параметров приводит к понижению чувствительности определения ТЭА вследствие увеличения содержания ионов железа (III) в фильтрате за счет,протекания побочных процессов (табл.1, пример 18).

Аналогичный эффект имеет место при запредельном повышении рН: при рН 12,5 нижняя граница определяемых содержаний возрастает до 6,4 мг/л, т.е. чувствительность определения.

ТЭА уменьшается в 32 раза (табл.1, пример 17).

При запредельном повышении концентрации хлорида щелочного металла ухудиается воспроизводимость и правильность результатов определения ТЭА, что вызвано кристаллизацией хлорида калия при упаривании фильтрата и разбрызгиванием кипящего раствора (табл.1.пример 19).

При запредельном понижении рН чувствительность определения ТЭА понижается вследствие неполного связывания ТЭА в комплекс с железом.По- нижение рН раствора до 11,5 приводит к повышению С н до 1,4, т,е. уменьшению чувствительности определения в 7 раз (табл.1, пример 16).

Пример. В коническую колбу емкостью 250 мл помещают 100 мл анализируемого раствора, содержащего 80 мкг ТЭА, прибавляют 0,5 мл 0,3 М раствора хлорида железа (III),2 мл А,6 М раствора КС1, 2 мл 2 М раство- ра гидроксида натрия до рН 11,95. Содержимое колбы перемешивают и оставляют на 30 мин. Затем полученный раствор отделяют от осадка фильтрованием в стакан емкостью 250 мл.Оса- док на фильтре промывают дважды порциями по 5 мл 0,02 М раствором КС1, собирая промывные воды в стакан с фильтратом. Прибавляют 2 мл концентрированной соляной кислоты и упари- вают раствор при нагревании до объема 30 мл. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу емкостью 50 мл, прибавляют 1мл10%-ного раствора сульфосалици- ловой кислоты и раствор гидроксида аммония (1:1) до появления желтой окраски. Объем доводят до метки дистиллированной водой и фоточетрируют в кювете с 1 50 мм на ФЭК-56 со светофильтром IP 4,

Оптическая плотность раствора равна 0,33, что соответствует по градуи ровочному т-рафику 80,1 мкг ТЭА.Концентрация ТЭА в анализируемом ряг-чм ре равна 80,1/Юл 0,801 мГ/пг.Среа- нее значение кснцечтоашш ТТЛ при 7 параллельных определениях равно 0,785 ±0,029 мг/л. Относительная ошибка определения 1,8%.

В табл.2 представлена метрологическая характеристика способа: результаты определения ТЭА в оптимальных условиях при числе параллельных опытов равном 7 и доверительной вероятности 0,95.

Как видно из данных табл.2,предлагаемый способ позволяет надежно определять ТЭА в растворах в широком диапазоне его концентраций с относительной ошибкой опоеделения 1,5-5%.

Нижняя граница определяемых содержаний ТЭА ограничивается относительной ошибкой определения,которая резко возрастает при уменьшении концентрации ТЭА в анализируемых растворах ниже 0,2 мг/л (табл.2, пример 1

Предлагаемый способ позволяет по сравнению с прототипом существенно снизить нижнюю границу определяемых содержаний ТЭА в растворах (с 40 до 0,2 мг/л), т.е. повысить чувствительность определения ТЭА в 200 раз.

Формула изобретения

Способ определения триэтаноламн- на в вюде с использованием обработки анализируемой пробы раствором соли металла и фотометрирования,о т - личающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения, в качестве соли металла используют хлорид железа (III),при содержании в растворе 84-168 мг/мл железа, обработку ведут в присутстви (3,)«10 М раствора хлорида щелоного металла при рН среды 11,7-12,2 после обработки в полученном растворе определяют количество железа, по которому судят о содержании триэта- ноламина в пробе.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к знали- тической химии, в частности к определению триэтаноламина в воде. Цель - повышение чувствительности определения. Определение ведут обработкой анализируемой пробы хлоридом железа

Примечание. Относительная ошибка определения Ј5%, п 5, Р NaCl;

0

Относительная ошибка определения 20%

Предлагаемый способ

Известный способ

0,95

Таблица2

Примечание. Условия определения: рН 11,95; С f 84 мг/л; 9,(ГаМ; п - 7; Р - 0,95.

1649395

. 10 Продолжение табл.2