Способ определения неионогенных поверхностно-активных веществ Советский патент 1992 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к химическому анализу и может быть использовано для определения концентрации неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) в водных растворах.

В аналитической практике широко используется метод Уикболда, основанный на взаимодействии НПАВ с реактивом Драгендорфа (висмутйодидом бария) с образованием осадка, который после отделения центрифугированием растворяют и анализируют на содержание висмута.

Известны различные модификации метода, отличающиеся по способу определения висмута в осадке (например, по- тенциометрический, фотометрический, флуорометричеекий или атомно-абсорб- ционный методы).

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в ходе выполнения которого к анализируемой пробе прибавляют уксусную кислоту и реактив Драгендорфа, выдерживают, а затем центрифугируют три раза, промывая каждый раз осадок уксусной кислотой для удаления избыточного висмута. Растворяют осадок в тартрате аммония, нейтрализуют аммиаком и прибавляют диэтилдитиокарбамат натрия. Образуюсосо i

щийся диэтилдитиокарбамат висмута экстрагируют четыреххлористым углеродом и.измеряют оптическую плотность экстракта при длине волны 400 нм (примеры 1-5, табл. 1).

Основными недостатками метода являются значительная трудоемкость и длительность анализа (около 1,5 ч), а

Примеры 1-5 (по известному способу). Составляют серию эталонных растворов НПАВ концентраций 0,010-, 0,020; 0,030; 0,040; 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0; 2,0, 3,0; 4,0, 5,0 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем

Изобретение относится к химическому анализу, в частности к количественному определению неионогенных поверхностно-активных веществ водных растворов. Цель изобретения - упрощение ускорения и повышение селективности анализа. Для этого пробу обрабатывают раствором полиакриламида, уксусной кислотой и реактивом Драген- дорфа при нагревании на кипящей водяной бане и измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 490 нм. В этом случае образуется устойчивый гидрозоль нерастворимо- гр комплекса определяемого вещества и висмутйодида. Время анализа сокращается с 75 до 20 мин при возможности присутствия анионных поверхностно-активных веществ. 4 табл. S (Л

также низкая селективность в присутст- до 10 мл водой. Далее выполняют- определение по известному.способу. Прибавляют в каждую пробирку по 5 мл ледяной уксусной кислоты и 1 мл реактива Драгендорфа (висмутйодид.бария). Выдерживают 5 мин, затем центрифугируют в течение 10 мин с частотой вращения 8000 об/мин. Сливают прозрачную жидкость с осадка и дважды промывают его уксусной кислотой порциями по 10 мл. Повторяют центрифугирование и промывание осадка еще два раза. Далее осадок растворяют в 5 мл тартрат- ного раствора (смесь винной кислоты и аммиака). Полученный раствор перевии анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) (примеры 6-8, табл. 2). Для устранения мешающего действия АПАВ необходимо их предварительно отделять с помощью экстракции или ионо- обменной хроматографии. Недостатком метода является также невозможность определения НПАВ в присутствии поли- акриламида (ПАА), так как он препятствует осаждению комплекса НПАВ - висмутйодид (примеры 9-11, табл. 2).

Цель изобретения - упрощение ускорения и повышение селективности определения.

2

Поставленная цель достигается тем, 25 носят в делительную воронку, прибавляют 5 мл 10%-ного раствора ЭДТА, 5 мл концентрированного аммиака и 2 мл 0,2%-ного раствора диэтилдитио- карбамата натрия. Прибавляют 6 мл чечто согласно способу в анализируемую пробу вводят полиакриламид (ПАА), в присутствии которого образуется устойчивый гидрозоль нерастворимого

комплекса НПАВ - висмутйодид. Измеря- 30 тыреххлористого углерода и сильно

встряхивают. После расслоения смес органический слой фотометрируют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны 400 нм относительно пробы, не соде жащей НПАВ. По полученным данным строят калибровочный график зависи мости оптической плотности от концентрации НПАВ (табл. 1).

ют оптическую плотность полученного гидрозоля, линейно зависящую от концентрации НПАВ (примеры 12 - 26, табл. 3).

В предлагаемой схеме отсутствуют стадии отделения осадка и последующего определения в нем висмута, что существенно снижает трубоемкость и время анализа (в 3 - 4 раза меньше чем по известному способу). Не требу- ется- предварительного отделения АПАВ, так как они не мешают определению НПАВ в найденных условиях (примеры 27 - 29, табл. 4). Полиакриламид также не влияет на результаты анализа (примеры 30 - 32, табл. 4).

По предлагаемому способу к анализируемой пробе, содержащей НПАВ, добавляют раствор ПАА, уксусную кислоту и реактив Драгендорфа, выдерживают 10 мин на кипящей водяной бане и затем измеряют оптическую плотность образующегося гидрозоля при длине волны 490 нм,

Отличительными признаками способа

являются введение полиакриламида в анализируемый.раствор; прямое нефело- метрическое определение комплекса НПАВ - висмутйодид.

до 10 мл водой. Далее выполняют- опре

деление по известному.способу. Прибавляют в каждую пробирку по 5 мл ледяной уксусной кислоты и 1 мл реактива Драгендорфа (висмутйодид.бария). Выдерживают 5 мин, затем центрифугируют в течение 10 мин с частотой вращения 8000 об/мин. Сливают прозрачную жидкость с осадка и дважды промывают его уксусной кислотой порциями по 10 мл. Повторяют центрифугирование и промывание осадка еще два раза. Далее осадок растворяют в 5 мл тартрат- ного раствора (смесь винной кислоты и аммиака). Полученный раствор переносят в делительную воронку, прибавляют 5 мл 10%-ного раствора ЭДТА, 5 мл концентрированного аммиака и 2 мл 0,2%-ного раствора диэтилдитио- карбамата натрия. Прибавляют 6 мл четыреххлористого углерода и сильно

встряхивают. После расслоения смеси органический слой фотометрируют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны 400 нм относительно пробы, не содержащей НПАВ. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации НПАВ (табл. 1).

Примеры 6-8 (подтверждающие низкую селективность определения НПАВ по известному способу в присутствии АДАВ). Составляют рабочие пробы, содержащие АПАВ концентраций 0,050; 0,100; 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мл в каждой пробе. Для этого в пробирки помещают 0,5; 1,0; 2,0 мл раствора АПАВ (сульфонол концентрации 1 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации О,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 1 - 5. С помощью полученной градуировочной зависимости (табл. 1) определяют концентрацию НПАВ в пробах. Относительную ошибку анализа вычисляют по формуле

K ..100,

L4

где К - относительная ошибка опреде- ления НПАВ, %J

С - введено НПАВ, мг/мл1,

С„ - найдено НПАВ, мг/мл.

Данные, представленные в табл. 2 по примерам 6-8, свидетельствуют о завышении результатов определения НПАВ по известному способу в присутствии АПАВ.

Примеры 9-11 (подтверждающие низкую селективность определе- ния НПАВ по известному способу в присутствии ПАА). Составляют рабочие пробы, содержащие ПАА концентраций 0,050; 0,100; 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают 0,5; 1,0; 2,0 мл раствора ПАА концентрации 1 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 1 - 5. С помощью градуировоч ной зависимости (табл. 1) определяют концентрацию НПАВ в пробах. Данные, представленные в табл. 2, по приме- рам 9-11, свидетельствуют о занижении результатов определения НПАВ по известному способу в присутствии ПАА.

Примеры 12-16 (по предлагаемому способу). Составляют серию эталонных растворов НПАВ концентраций 0,010; 0,020, 0,030, 0,040; 0,050мг/мл Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0; 2,0, 3,0j 4,0; 5,0 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют определение по предлагаемому способу. Прибавляют в каждую пробирку по 2 мл 0,1%-ного раствора ПАА, 5 мл ледяной уксусной кислоты и 1 мл реактива Драгедаорфа. Выдерживают растворы 10 мин на кипящей водяной бане и фотометрируют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя 0,5 см при длине волны 490 нм относительно пробы, не содержащей НПАВ. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации НПАВ. Данные, представленные в табл. 3 (примеры 12 - 16), свидетельствуют о линейной зависимости оптической плотности от концентрации НПАВ С-20.

5

Q

5 0 5 0

Q

5

Примеры 17-21 (подтверждающие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ С-10), Составляют серию растворов С-10 концентраций 0,010; 0,020;- 0,030; 0,040 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мл раствора С-10 концентрации О,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12 - 16. Данные, представленные в табл. 3 по примерам 17 - 21, свидетельствуют о линейной зависимости оптической плотности от концентрации С-10.

П р и м е р ы 22 - 26 (подтверждающие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ неонол АФ-9). Составляют серию растворов неонола концентраций 0,010; 0,020, 0,030} 0,040; 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мл раствора неонола концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12 - 16. Данные, представленные в табл. 3 по примерам 22 - 26, свидетельствуют о линейной зависимости оптической плотности от концентрации неонола АФ-9.

П р и-м е р ы 27 - 29 (подтверждающие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ в присутствии АПАВ). Составляют рабочие пробы, содержащие АПАВ концентраций 0,050,- 0,100, 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают 0,5; 1,0; 2,0 мл раствора АПАВ (сульфонол) концентрации 1,0 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12 - 16. С помощью полученной градуировочной зависимости (табл. 3, примеры 12 - 16) определяют концентрацию НПАВ в пробах. Данные, представленные в табл. 4 по примерам 27 - 29, свидетельствуют о незначительном (не более 4 отн.%) отклонении результатов определения от введенного количества НПАВ.

Примеры 30-32 (подтверждающие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ в присутствии ПАА). Составляют рабочие пробы, содержащие ПАА концентраций 0,050; 0,100; 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают 0,5; 1,0. J 2,0 мл раствора ПАЛ концентрации 1 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12 - |16. С помощью полученной градуировоч- |ной зависимости (табл. 3, примеры (12 - 16) определяют концентрацию НПАВ в пробах. Данные, представленные в табл. 4 по примерам 30 - 32, свидетельствуют о независимости результатов определения НПАВ от содержания ПАА в анализируемых пробах.

Таким образом, предложен простой и экспрессный способ, позволяющий определять НПАВ в присутствии АПАВ и ПАА. Способ используют в аналитичес- ком контроле опытно-промышленного

Таблица

Пример Введено НПАВ IОптическая JC-20, мг/мл (плотность

производства полиакриламида для анализа объектов со значительным содер-1 жанием ПАА. Другие методы не позволяют проводить такое определение, так как задача разделения НПАВ и ПАА в анализе еще не решена.

Формула изобретения

Способ определения неионогенных поверхностно-активных веществ путем обработки анализируемой пробы уксусной кислотой реактивом Драгендорфа с последующим измерением оптической плотности полученного раствора, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения ускорения и повышения селективности определения, обработку ведут в присутствии полиакриламида при нагревании на кипящей водяной бане.

1

Таблица 2

Таблица 4