Способ определения анилина в сточных водах Советский патент 1993 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений, в частности к определению анилина в сточных водах.

Целью изобретения является повышение правильности и сокращение времени определения анилина. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения анилина в сточных водах со- глас|но изобретению, перед концентрированней анализируемую пробу обрабатывают концентрированной серной кислотой в количестве 2,5-3,0 г/дм3, затем подщелачивают до полной коагуляции осадка и фильтруют.

В результате проведенного патентного поиска авторами не обнаружен способ определения анилина в сточных водах с совокупностью признаков, оговоренных в формуле изобретения. Активный ил имеет высокоразвитую поверхность и, как следствие, сорбирует на ней большое количество анилина в молекулярной форме. Очевидно под действием серной кислоты активный ил

теряет свои сорбционные свойства, при последующем подщелачивании он коагулирует, а анилин остается в растворе. Благодаря этому повышается точность и сокращается время определения анилина. Известно о предварительной обработке пробы при исследовании сточных вод. Однако сведений о том, что при обработке анализируемой пробы сточной воды серной кислотой разрушается сорбционная система активный ил - анилин не обнаружено. Это является новым свойством. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию существенные отличия. Количество концентрированной серной кислоты, которое необходимо добавлять в анализируемую пробу, было подобрано экспериментально в процессе проведения опытов и эти результаты приведены в примерах конкретного выполнения.

На чертеже изображен градуировочный график для измерения массовой концентрации анилина.

ел

с

00

о со со

± о

Способ осуществляется следующим образом.

В пробу воды, отобранную для анализа, вводят концентрированную серную кислоту до концентрации 2,5-3,0 г/дм3. Воду тщательно перемешивают и через 10-15 мин подщелачивают раствором едкого натра концентрации 5 моль/дм3 до полной коагуляции осадка (рН 10-12 по универсальной индикаторной бумаге). Выдерживают при этом рН 10-15 мин, отфильтровывают выпавший осадок через фильтр синяя лента. Отмеривают цилиндром 250-1000 см3 фильтрата и переносят в делительные воронки, вводят хлористый натрий до концентрации 300 г/дм3 и трижды экстрагируют бензолом (на каждые 250 см фильтрата следует брать 15 см3 бензола на каждую экстрацию). Объединяют экстракты, отмывают от следов щелочи дистиллированной водой, затем три раза реэкстрагируют буферным раствором с рН 2,75-2,85. Реэкстракты объединяют, диазотируют, проводят сочетание с 3-окси- 2-нафтойной кислотой, затем экстрагируют краситель хлороформом и фотометрируют при Я 500 нм. По найденному значению оптической плотности по градуировочному графику находят содержание анилина в пробе и по нему рассчитывают концентрацию анилина в анализируемой воде:

Сград -1000 , 3 Сан ГР МКГ/ДМ .

Упробы и, /о

где Сград - содержание анилинд в пробе, мкг;

Vnpo6u - объем пробы сточной воды, взятой для экстракции бензолом;

0,75 - поправочный коэффициент на неполную экстрацию анилина в двух операциях (экстракции бензолом из воды и реэкстракции буфера с рН 2,75-2,85).

Пример конкретного выполнения способа,

Для выполнения предлагаемого способа необходимо предварительно построить градуировочный график. График строят на растворах свежеперегнанного анилина. Исходный раствор анилина для градуировоч- ного графика готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 50 см наливают 10-15 см 0,1 н, раствора соляной кислоты, взвешивают, добавляют 1-2 капли анилина, взвешивают, доводят до метки тем же раствором соляной кислоты. Затем разбавляют раствор дистиллированной водой до концентрации по анилину 100 мкг/см . Берут 11 стаканчиков вместимостью 100 см , вводят в них по 30 см3 универсального буферного раствора с рН 2,8. Начиная со второго стакана, вводят 0,1-1,0 см3 (через

0,1 см3) разбавленного раствора анилина. Затем во все стаканы вводят до 1 см3 2 н. раствора НС, 1 см нитритного раствора (2,5 г. КВг и 1,5 г NaNOa в мерной колбе на

5 50 см3), выдерживают 15 мин, после чего вводят 2 см 2,5% раствора сульфамновой кислоты. Выдерживают 15 мин с тщательным перемешиванием до полного удаления пузырьков азота. Затем вливают в каждый

Ю стакан по 5 см3 1% раствора З-окси-2-наф- тойной кислоты. Растворы окрашиваются в красно-оранжевый цвет (кроме первого, холостого). Образовавшийся краситель высаливают добавлением 20% раствора

5 серной кислоты до посинения бумаги конго- красного. Затем растворы переводят в делительные воронки, экстрагируют краситель хлороформом (5 раз по 5 см3), переводят экстракты в мерные колбы на 25 см3, дово0 дят до метки хлороформом, убирают полосками фильтровальной бумаги излишки воды, добавляют несколько крупинок прокаленного CaCl2 (для осушки). Затем фотометрируют при Я 500 нм в кювете с I 1 см

5 относительно холостого. Градуировочный график строят по измеренным величинам оптической плотности и содержанию анилина в колбах (мкг/25 см3) (см. фиг.). Он представляет собой прямую линию для

0 растворов с содержанием анилина 10-75 мкг. Далее замечают отклонения от закона Вера.

Пример анализа пробы сточной воды после биологической очистки.

5 к 500 см3 сточной воды добавляли 1,5 г концентрированной серной кислоты. Через 15 мин подщелочили 5 моль/дм раствором щелочи до полной коагуляции осадка () и отфильтровали через фильтр си0 няя лента. В 2 делительные воронки вводят по 50 см3 фильтрата и по 50 см дистиллированной воды, по 30 г хлорида натрия, перемешивают до растворения соли. Затем приливают 6 см бензола и экстрагируют 3

5 мин. Время отстаивания 15 мин. Экстракцию проводят последовательно 3 раза. Объединяют бензольные экстракты (18 см3) и в делительной воронке отмывают от следов щелочи равным объемом дистиллиро0 ванной воды. Воду отделяют и проводят троекртное последовательное реэкстраги- рование по 4 см3 универсального буферного раствора с рН 2,8. Объединенные реэкст- ракты доводят буфером до объема 30 см3,

5 диазотируют и фотометрируют хлорофор- менные растворы красителя, как при построении градуировочного графика.

Например, в нашем опыте получили

значение оптической плотности 0,260. По

градуировочному графику найдено содержание анилина в пробе 0,03 мг. Содержание анилина в сточной воде:

0,03-1000 Л00 ,з Сан 50-0.75 Правильность предлагаемого способа и сокращение времени определения по сравнению с известным способом показаны в табл.1 и 2.

Как видно из табл.1, для выполнения предлагаемого способа достаточно добавить 2-3 г серной кислоты на литр сточной воды, чтобы смыть анилин с активного ила. Меньшие добавки кислоты не обеспечивают решение поставленной задачи. Вводить большой избыток кислоты нецелесообразно, так как потом необходимо увеличивать объем раствора вводимой щелочи (для нейтрализации и коагуляции).

Время выполнения анализа по предлагаемому способу составляет 3 ч, а по известному - 4 ч.

Как следует из данных табл.2, присутствующий в сточной воде активный ил практически съедает введенную добавку анилина, тогда как в способе с предварительной обработкой пробы серной кислотой, щелочным раствором и фильтрацией, добавка оп- ределяется полностью в жидкой фазе, то есть способ характеризуется более высокой правильностью, чем известный.

Формула изобретения Способ определения анилина в сточных водах путем экстракции бензолом, реэкст- ракции буферным раствором с рН 2,8 с последующимфотометрическимопределением анилина с использованием диазотированной сульфаминовой кислоты, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения и повышения точности определения, перед экстра- кцией пробу обрабатывают концентрированной серной кислотой до концентрации 2,5-3,0 г/дм3, подщелачивают до полной коагуляции осадка, фильтруют и экстракции подвергают фильтрат.

Использование: в аналитической химии. Сущность изобретения: анализируемую пробу обрабатывают концентрированной серной кислотой до концентрации 2,5-3,0 г/дм3, подщелачивают до полной коагуляции осадка, фильтруют, экстрагируют бензолом, реэкстрагируют буферным раствором с рН 2,8 с последующим фотометрическим определением анилина с использованием диазотиро- ванной сульфаниловой кислоты. 2 табл.

Влияние добавки серной кислоты на полноту отделения анилина от активного ила

Сопоставление предлагаемого и известного способов определения анилина в сточной воде, прошедшей биологическую очистку

Таблица 1

Таблица 2

Продолжение табл. 2

10 20 30 W 50 60 70 80 30 100

С-, пкъ/25сн з