Способ определения анионных поверхностно-активных веществ Советский патент 1992 года по МПК G01N31/16 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количест- венного определения анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ).

Известен способ определения АПАВ методом катионно-анионного титрования в двухфазной системе вода-хлороформ в присутствии смешанного индикатора метиленового голубого - эозина.

Недостатком этого способа является также низкая чувствительность. Это связано с возможностью появления субъектив-- ной ошибки при оценке конечной точки титрования по изменению окраски раствора, а также искажению результатов определения высокомолекулярных ПАВ в присутствии низкомолекулярных..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ количественного определения поверхностно-активных веществ путем потенциометрического титрования с индикаторным мембранным электродом, содержащим соль анион- и катионактивного поверхностно-активного вещества.

Недостатком известного способа является невысокая чувствительность и селективность разработанных электродов на основе комплексных солей лаурилсульфата - ЦПХ и ДДБС-ЦПХ, чувствительных к анионным и катионным ПАВ, а также малый срок их эксплуатации.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селективности способа и расширения сырьевой базы электродно-активных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения анионных поверхностно-активных веществ, заключающемся п потенциометрическом титровании исследуемого водного раствора анализируемой пробы катионным поверхностно-активным веществом в присутствии индикаторного поверхностно-активного селективного электрода, мембрана которого содержит элект- родно-активное вещество, мембрана содержит в качестве электрсдно-активного

со

с

ч| VJ 00 О 00 ON

вещества комплексную соль лаурилсульфа- та или додецилбензолсульфоната и красителя - метигенового голубого.

Водный раствор пробы, содержащий 1-60 мг АПАВ, титруют потенциометриче- ски водным раствором цетилпиридиния хлористого (ЦПХ) при перемешивании на магнитной мешалкр. Титрант приливают порциями по 0,5 см3, каждый раз записывая показания иономера, работающего в режиме милливольтметра. По полученным данным строят кривую потенциометрического ти грования, перегиб которой отвечает точке эквивалентности. Расчет результатов проводят исходя из значения титра ЦПХ по определенному АПАВ.

Используют индикаторный ПАВ - селективный электрод с мембраной, содержащий в качестве электродно-активного вещества ассоциат АПАВ с красителем ме- тиленовым голубым, в частности, лаурил- сульфатметиленовый голубой (ЛС-МГ) и додецилбензолсульфонат - метиленовый голубой (ДДБС-МГ).

Электродно-активное вещество готовят путем многократного встряхивания в делительной воронке 5 см раствора метилено- вого голубого с массовой долей 0,04%, 15 см3 лаурилсульфата натрия (Л СН) или додецилбензолсульфоната натрия (ДДБСН) концентрации 0,004 моль/дм3 и 25 см3 хлороформа. Хлороформенные экстракты промывают в делительной воронке водой, отделяют и высушивают при 60±5°С.

Мембрану готовят оаствооеиием высушенного экстракта в 12 см3 раствора пол- ивинилхлорида (ПВХ) в тетрагидрофуране (ТПФ). взятых в соотношении 1:10, и нагревают до полного растворения. После охлаждения в раствор добавляют 1,5 см3 пластификатора (диоктил-, дибутил- или ди- нонилфталата), тщательно перемешивают и быстро выливают в чашку Петри. После высушивания на воздухе в течение 24 ч получают прочную эластичную пленку, из которой вырезают диски 0 8-10 мм и приклеивают к торцу трубки из ПВХ.

Полученный электрод заполняют водным раствором ЛСН или ДДБСН молярной концентрации 0,004 моль/дм3 в количестве 1,5 см и добавляют 0,5 см раствора хлористого натрия молярной концентрации 0,01 моль/дмл

В качестве внутреннего электрода сравнения используют хлорсеребряный электрод. Внешний электрод сравнения - хлорсеребряный ЭВЛ-1МЗ, заполненный насыщенным раствором хлористого калия.

Пример 1. Определение анионных ПАВ методом потенциометрического титрования в индивидуальных растворах.

Навеску анионоактивного ПАВ 1,2883 г

помещают в стакан и растворяют в воде при нагревании, переносят в мерную колбу вместимостью 2БО см3 и доводят водой до метки.

В химический стакан вместимостью 100

0 см3 отбирают 10 см3 исследуемого раствора, приливают 10 см3 дистиллированной воды, погружают ПАВ-селективный электрод и с помощью электролитического моста соединяют титруемый раствор с внешним элек5 тродом сравнения. Титруют раствором 0,004 М цетилпиридиния хлористого при перемешивании на магнитной мешалке. Тит- рант приливают порциями в режиме милливольтметра.

0 По полученным данным строят кривую потенциометрического титрования в координатах Е, мв - V, см3, определяют эквивалентности по перегибу кривой равной 10,62 см3. Содержание высокомолекулярных

5 АПАВ находят по формуле У-УК -М -С -100 (1 ) Va -1000 Dy- где V - объем израсходованного раствора N-цетилпиридиния хлористого, V 9.58 см3,

0 VK - объем мерной колбы, VK 250 см3 Va - объем аликвоты, Va 10 см ; М - средняя молекулярная масса высокомолекулярных алкилбензолсульфонатов (355) или алкилсульфатов натрия (288)

5 С - молярная концентрация раствора N-цетилпиридиния хлористого, С 0,004 моль/дм .

Молярность N-цетилпиридиния хлористого устанавливают следующим образом.

0 Навеску N-цетилпиридиния хлористого массой 1,5020 растворяют в дистиллированной воде, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят объем раствора до метки водой.

5 В химический стакан отбирают 10см3 раствора лаурилсульфата натрия, приливают 10 см дистиллированной воды и титруют потенциометрически водным раствором N- ацетилпиридиния хлормстого молярной

0 концентрации, 0,004 моль/дм3. По полученным данным строят кривую потенциометрического титрования, по которой устанавливают объем раствора N-цетилпиридиния хлористого, пошедший на титрова5 ние лаурилсульфата натрия, Vi 10,4 см3.

Молярную концентрацию рассчитывают по формуле Ю Ci

С Vi

Проводят пять параллельных определений и получают следующие результаты

Данные по определению высокомолекулярных алкилбензолсульфонатов натрия (АБСН) и алкилсульфатов натрия (АСН) приведены в табл. 1. Испытаны электроды на основе ЛС-МГ и ДДБС-МГ, а также по прототипу ЛС-ЦПХ и ДДБС-ЦПХ.

Представленные в табл. 1 данные свидетельствуют о хорошей воспроизводимости и достаточной точности предлагаемого способа. Более высокая чувствительность разработанных мембран по сравнению с прототипом характеризуется большей величиной скачка потенциала в точке эквивалентности.

Пример 2. Определение анионных ПАВ методом потенциометринеского титрования в сложных по составу смесях.

Состав анализируемых смесей приведен в табл, 2.

Определение проводилось аналогично примеру 1.

Данные по анализу композиций приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, наблюдается удовлетворительная сходимость результатов определения содержания анионных ПАВ, найденных методом потенциометрического

титрования в присутствии ПАВ-селективно- го электрода и заданных в модельную композицию, что свидетельствует о высокой селективности предложенного способа. Таким образом, проведенные исследования показали, что разработанные ПАВ-се- лективные электроды на основе ассоциатов ЛС-МГ и ДДБС-МГ позволяют с достаточно высокой точностью и селективностью определять анионные ПАВ в индивидуальных и

смешанных растворах, содержащих значительные количества триполифосфат-, сульфат-, силикат-, хлорид-, карбонатионов. а также неионогенные ПАВ и натрий карбок- симетилцеллюлозу. Время жизни разработанных электродов около года.

Формула изобретения Способ определения анионных поверхностно-активных веществ путем потенциометрического титрования водного раствора

анализируемой пробы катионным поверхностно-активным seiuecYBOM в присутствии индикаторного поверхностно-активного селективного электрода, мембрана которого содержит злектродно-активное вещество,

отличающиеся тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности способа и расширения сырьевой базы, мембрана содержит в качестве электродно- активного вещества комплексную соль лаурилсульфата или додецилбензолсульфоната и красителя - метиленового голубого.

Sx AC±

-Среднеквадратичное отклонение

-Доверительный интервал

Таблица 2

Сущность изобретений: водный раствор пробы подвергают потенщ-.ометрическому титрованию катионным поверхностно-активным веществом в присутствии индикаторногоповерхностно-активного селективного электрода, мембрана которого содержит в качестве электродно-активно- го вещества комплексную соль лаурилсульфата или додецилбензолсульфо- ната и красителя - метиленового голубого. 3 табл.

Таблица 3