Способ флуориметрического определения нитрит-ионов в растворе Советский патент 1993 года по МПК G01N21/64 

ел

с

Сущность изобретения: способ определения нитрит-ионов в растворе включает взаимодействие нитрит-ионов в кислой среде с 1-(2 , 4 -дигидроксиазо)-2-гидроксинаф- талин-4-сульф.окислотой при мольном отношении последней к нитрит-иону 10-1:1 с последующим измерением интенсивности флуоресценции раствора. 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к способам флуори- ме рическрго определения низких содержаний нитрата в растворе.

Известен способ флуориметрического определения нитрата, основанный на взаимодействии нитрит-иона в кислой среде (0,1-0,01 М раствор соляной кислоты) с 2,3- диаиинонафталином с последующей экстракцией 1, 1. 2, 2-тетрахлорэтаном образовавшегося сильно флуоресцирующего г родукта реакций. Предел обнаружения спо :оба 6 нг/мл. Способ высокоселективен по отношению к нитратам и солям аммония.

Основной недостаток способа состоит в необходимости экстракции продукта реакциипра

высокотоксичным растворителем, что тически исключает возможность его

массового использования. Кроме того, способ

чедостаточно чувствителен.

Чаиболее близким к предлагаемому способу по сущности и достигаемому эффекту является способ флуориметрического определения нитрата, основанный на диа- зотировании в кислой среде п-хлоранилика, сочетании его с 2, б-диаминопиридином, экстракции образовавшегося красителя бензолом, упаривании бензола досуха и окислении остатка раствором аммиачного комплекса меди (11) в течение 30 мин при кипячении. После охлаждения раствор подкисляют и измеряют интенсивность флуоресценции. Предел обнаружения способа равен 0,2 нг/мл. Способ также высокоселективен по отношению к нитратам и солям аммония. .

Однако способ является длительным, трудоемким, предполагает использование токсичного растворителя - бензола и приводит к получению плоховоспроизводимых ре: эульт.атов, что связано со сложной процедурой получения продукта реакции. Продолжительность выполнения одного определения 3 ч. Высокий предел обнаружеXI ю

Сл

со со

00

ния способа не позволяет анализировать бразцы, содержащие нитрит в концентрациях ниже 1 М.

Цель изобретения состоит в снижении предела обнаружения способа, уменьшении времени выполнения определения и улучшении сходимости результатов.

Цель достигается тем, что в способе флуориметрического определения нитрита, основанной на его взаимодействии с органическим реагентом в кислой среде с после- дующим измерением интенсивности флуоресценции, в качестве реагента используют азосоединение Ир1, 4 -дигидрок- сиазо)-2-гидроксинафталин-4-сульфокисло- ту (обычно называемую сульфонафтолазо- резорцином) при молярном соотношении последней к нитриту 10-1:1.

При взаимодействии сульфонафтолазо- резорцина с нитрит-ионами в кислой среде (0,01-0,5 М раствор соляной кислоты) происходит разрыв двойной азотной связи, что приводит к получению продуктов, слабо поглощающих в видимой области спектра. Для определения концентрации нитрита в анализируемом растворе необходимо измерить остаточную концентрацию реагента. Допустимое молярное соотношение концентраций и реагента 1:1-10. При меньшем содержании нитрита убыль концентрации сульфонафтолазбрезорцина составляет менее 10% и не может быть надежно зафиксирована, а при более высоком нарушается линейность градуировочного графика.

Для определения остаточной концентрации реагента при концентрации нитрита 2 М измеряют интенсивность флуоресценции его комплексного соединения с галлием, которая при концентрации галлия 1 М практически постоянна в интервале рН 2-5. Градуировочные графики линейны в интервале концентраций нитрата 1 - 5 Ю 8 М и 2 - - 5 Ю 8 М (концентрация реагента 1 , время реакции 40 и 120 мин соответственно). Предел обнаружения способа равен 1,5 ЮМ, или 0,07 кг/мл. Определению 1 нитрата не мешают до 1 мг щелочных, щелочно-земельных элемейтов, аммония, до 100 мкг алюминия, нитрата, до 50 мг фосфата, до 10 мкг железа (111) и меди, до 5 мкг сульфида.

Таким образом способ может быть использован для определения следовых концентраций нитрита в питьевой воде, в которой содержание указанных компонен- .тов значительно ниже предельных.

Достигнутый нами низкий предел обнаружения способа (в 3 раза ниже, чем у прототипа) обусловлен высокой чувствительностью метода определения остаточной концентрации реагента. Более простой набор химических операций при осуществлении

способа по сравнению с прототипом сокращает время выполнения определения почти в 2 раза. Наконец, улучшение сходимости результатов обусловлено высокой устойчивостью реагента в водном растворе и расходованием его только при взаимодействии с нитритом. В отличие от прототипа, способ основан не на измерении концентрации образовавшегося продукта реакции, а остаточной концентрации реагента, не вступившего в реакцию с нитритом.

Сульфонафтолазорезорцин для определения концентрации анионов неорганических кислот используется впервые.

П р и м е р 1. Построение градуировочных графиков в интервалах концентраций нитратаб- 10-2 М.

При построении градуировочного графика в первом интервале в ряд мерных колб

емкостью 10 мл помещают 0.0-1,0 мл (с шагом 0,1 мл)5 10 раствора нитрата натрия, приливают по 1 мл 1 М оаствора соляной кислоты и по 1 мл 1 10 раствора сульфо- нафтолазорезорцина. Разбавляют содержимое колб водой до метки, перемешивают и нагревают при 55°С в течение 40 мин. Растворы охлаждают, эликвотные порции 1 мл каждого раствора переносят в мерные колбы емкостью 10 мл. приливают по 1 мл 0.01

м раствора нитрата галлия, разбавляют до метки водой, перемешивают и измеряют интенсивность флуоресценции (длина волны возбуждения 540 нм. длина волны регистрации 600 нм). Градуировочный график строят

в координатах: интенсивность флуоресценции - концентрация нитрита в растворе.

Построение градуировочного графика в интервале концентраций нитрата 2 Ю 9 - 2 М проводят аналогично, используя

2 М раствор нитрата и 5 М раствор реагента, увеличивая время взаимодействия до 120 мин.

П р и м е р 2. Определение нитрита в модельных растворах, содержащих 5 и 20

мкг/л нитрита.

Аликвотную порцию модельного раствора, содержащего 20 мкг/л нитрита, 50 мг/л нитрата и 1 мг/л железа помещают в мерную колбу ёмкостью 10 мл и выполняют

все операции, описанные в примере 1 при построении градуировочного графика в интервале концентраций 5 - 5 М, начиная с добавления раствора соляной кислоты, и после измерения интенсивности

флуоресценции находят содержание нитрита при помощи этого графика.

Результаты анализа приведены в таблице).

При анализе модельного раствора, содержащего 2 мкг/л нитрита, отбирают аликвотную порцию 2 мл, помещают ее в мерную колбу емкостью 10 мл и выполняют все операции, описанные в примере 1 при построении градуировочного графика в интервале концентраций 2 - 2 М. После измерения интенсивности флуоресценции содержание нитрита находят при помощи этого графика.

Пример 3. Определение нитрита в питьевой воде.

Аликвотную порцию воды 2 мл при ожидаемом содержании нитрита 10-100 мкг/л и мл ожидаемом содержании 5-50 мкг/л по иещают в мерную колбу емкостью 10 мл, прлливают 1 мл 1 М раствора соляной кисло- ы, 1 М раствора сульфонафтолззо- ре;юрцина и разбавляют до метки еодой. На-ревают 40 мин при 55°С, охлаждают, аликвотную порцию 1 мл переносят в мер- нуп колбу емкостью 10 мл, приливают 1 мл 0,01 М раствора нитрата галлия, разбавляют

До

метки водой, перемешивают и измеряют

интенсивность флуоресценции в условиях, описанных в примере 1. Содержание нитриt Ф о р м у л а изобретения Способ флуориметрического определения нитрит-ионов в растворе, включающий взаимодействие нитрит-ионов с органическим реагентом в кислой среде с последующим измерением интенсивности флуоресценции раствора, по величине кото- рои проводят определение, отлмчающийОбразец

Найдено нитрита, мкг/л

Модельный раствор (20

мкг/л)

Модельный раствор (5

мкг/л)

Вода питьевая

Вода питьевая

0

5

0

5

0

та в воде находят при помощи градуировочного графика. Результаты приведены в таблице.

Данные, представленные в таблице, показывают, что метод характеризуется хорошей сходимостью результатов (относительное стандартное отклонение 0,05-0,06 при содержании нитрита 20-30 мкг/л и 0,15 при содержании 5 мкг/л). Анализ модельных растворов показывает, что метод не содержит систематической ошибки, поскольку полученные нами результаты незначимо отличаются от заданного содержания нитрита в образце.

Таким образом использование предлагаемого способа позволяет значительно снизить .предел обнаружения нитрита, что позволяет анализировать без предварительного концентрирования чистые воды, содержащие вплоть до 1 мкг/л нитрита, в отличие от прототипа, который позволяет анализировать образцы, содержащие свыше 5-10 мкг/л (с учетом разбавления раствора при подготовке пробы). Кроме того, метод характеризуется хорошей сходимостью результатов и незначимой систематической погрешностью. Наконец, время анализа образца, содержащего 5-100 мкг/л нитрита, сокращается с 3 ч до 40 мин.

с я тем, что, с целью снижения предела обнаружения способа, повышения воспроизводимости результатов анализа и сокращения времени анализа, в качестве реагента используют 1-(2 , 4 -дигидроксиа- зо)-2-гидроксинафталин-4-сульфокислоту при мольном отношении последней к нитрит-иону 10-1:1.

Относительное стан- дартное отключение

0.058

0,15

0.57

0,064