Способ определения 1-нафтола в присутствии 2-нафтола Советский патент 1993 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитиче ской химии органических соединений и может быть использовано при анализе очищенных сточных вод, содержащих 1-й 2-нафтолы.

Целью изобретения является повышение чувствительности определения 1-нафто- ла в присутствии 2-нафтола.

Пропионовая кислота безгранично растворима в воде и лишь в присутствии больших количеств сульфата аммония образует самостоятельную фазу, являясь при этом высокоэффективным экстрагентом. Особенностью реакции диазотирования, когда ди- азосоставляющей является фенилдиззоний (диазотированный анилин), состоит в том, что в присутствии пропионовой кислоты 2- нафтол не диазотируется, в 1-нафтол с фе- нилдиазонием образует соединения, имеющие оранжево-желтую окраску.

Способ определения 1-нафтола в присутствии 2-нафтола в водных растворах осуществляется следующим образом.

К анализируемой водной пробе добавляют кристаллический сульфат аммония из расчета 41,0-41,5 мас.%, затем пропионовую кислоту из расчета 1 см на каждые 10 см3 водно-солевого растворе1. После встряхивания на вибросмесмтеле м разделения фаз водный слой отделяют, а к органическому добавляют воду и раствор фенилдиазо- ния, после завершения реакции раствор, окрашенный в желто-оранжевый цвет, фото- метрируют. Содержание 1-нафтола находят по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам 1-нафтола в аналогичных условиях. Добавление пропионовой кислоты к водно-солевому раствору анализируемой пробы в таком количестве, чтобы объем водно-солевого раствора в 10 раз превышал объем кислоты, позволяет сконцентрировать 1-нафтол и, следовательно, в 10 раз увеличить предел обнаружения его в пробе. По способу-прототипу предел обнаружения составляет 10 по настоящему 10 мг/мл.

Установление оптимального содержания сульфата аммония в водной фазе необходимо ввиду того, что при избыточном количестве соли в растворе в присутствии пропионовой кислоты выделяется твердая фаза, а при недостаточном - фаза экстра«пслжЗЬ

ы

;атед

гента не образуется или ее объема недостаточно для проведения анализа. Оптимальное содержание сульфата аммония а водном растворе описывается следующими примерами.

Пример1.К10см насыщенного(75,6 г на 100 г воды) раствора сульфата аммония добавляют 1 см3 пропионовой кислоты, встряхивают на вибросмесителе, после расслаивания образуются 3 фазы: твердая (кристаллический сульфат аммония) и две жидкие - водно-солевой раствор и индивидуальный слой пропионовой кислоты. Твердая фаза нежелательна ввиду частичной сорбции 1-нафтола, что приводит к увеличению ошибки анализа и усложняет его проведение. Объем органической фазы после расслаивания 0,4 см .

П р и м е р 2. Готовят раствор сульфата аммония из расчета 73,9 г на 100 г воды (42,5 мас.%.). К 10 см3 этого раствора добавляют 1 см пропионовой кислоты, встряхивают на вибросмесителе, после расслаивания фаз также образуется трехфазная система, объем органической фазы 0,4 см3.

Примеры 3-7 выполнены аналогично и представлены в табл.1.

Применение растворов сульфата аммония с масс, долей 41,0-40,5% обеспечивает самостоятельность фазы пропионовой кислоты и отсутствие или практическое отсутствие твердой фазы в водном растворе. Соотношение объемов воды и образующейся органической фаз обеспечивает 27-кратное (10,8:0,4) концентрирование 1-нафтолэ в водных растворах.

Примеры 9-14 иллюстрируют извлечение 1-нафтола в системе раствор сульфата аммония - пропионовая кислота.

Пример 9. В сосуд для, экстракции помещают 20 см3 раствора сульфата аммония с масс, долей 41 0%, содержащий 0,4 мг 1-нафтола, добавляют 2 см3 пропионовой кислоты, встряхивают на вибросмесителе 10 мин, после расслаивания фаз измеряют объем водной и органической фаз (соответственно 21,6 и 0,8 см3). Отбирают 0,4 см3 экстракта, доводят до 1 см3 пропионовой кислотой и до 5 см водой, вводят 1 см3 фотометрического реагента (диазотирован- ная сульфаниловая кислота), измеряют оптическую плотность окрашенного в желтый цвет раствора (А 360 нм, 1« 1 см). По градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях, устанавливают концентрацию 1-нафтола в органической фазе (Со); знай исходное количество 1-нафтола, рассчитывают равновесную концентрацию в водной фазе и находят коэффициент распределения D - Со/Се. С учетом соотношения объемов фаз рассчитывают степень извлечения 1-нафтола R - D/(D + г) 100%, в данном примере г- 27,3; D - 1290; R - 97.9%. П р и м е р 10. В сосуд для экстракции

помещают 20 см3 раствора сульфата натрия с масс, долей 40,5%. содержащий 0.4 мг 1-нафтола, добавляют 2 см пропионовой кислоты, далее анализ ведут, как в примере 9; г - 27,3; 0 1270; R 97,9%.

0 Примеры 11-14 выполнены аналогично, для анализа взяты растворы с различным содержанием 1-нафтола.

Как видно из примеров 9-14 1-нафтола практически полностью экстрагируется из

5 водной среды.

Примеры 15-24 иллюстрируют селективность определения 1-нафтола в присутствии 2-нафтола.

П р и м е р 15. К 50 см3 водного раствора,

0 содержащего 0.1 мг 1-нафтола, добавляют 34,8 г сульфата аммония (41.0 мас.,%), после полного растворения вводят 6 см пропионовой кислоты (после растворения соли объем водной фазы 60 см3, на каждые 10 см3

5 добавляют 1 см3 кислоты), встряхивают на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз экстракт отделяют в мерную пробирку, разбавляют до 5 см3 водой, добавляют 1 см3 раствора фенилдиазония

0 0,34 г анилина переносят в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют по 5 см дистиллированной воды и 30 мас.% раствора соляной кислоты, охлаждают при 17,5°С, добавляют 5 см раствора нитрита натрия

5 (0,1 моль/дм3), перемешивают, выдерживают при температуре тающего льда.2-0 мин, доливают холодную воду до 50 см3; раствор хранится без изменения в течение 4 час при 0°С). Через 1 ч 15 мин измеряют оптическую

0 плотность окрашенного в оранжево-желтый цвет раствора (ФЭК-56 М, А- 490-520 нм, I 1 см) относительно раствора сравнения. Для приготовления последнего к 50 см3 воды добавляют 34,8 г сульфата аммония, 6

5. см пропионовой кислоты, встряхивают на вибросмесителе, после расслаивания фаз органический слой отделяют, помещают в мерную пробирку, разбавляют до 5 см3 водой, добавляют 1 см3 раствора фенилдиазо0 ния. Содержание 1-нафтола в экстракте находят по градуировочному графику, построенному в тех же условиях по стандартным растворам 1-нафтола; относительная ошибка определения 7,8%.

П р и м е р 16. К 50 см раствора, содержащего 0,5 мг 2-нафтола, добавляют 34.8 г сульфата аммония, 6 см3 пропионовой кислоты, далее анализ ведут аналогично гримеру 15. После отделения экстракта, разбавления во- дой и добавления раствора фенилдиазония

5

раствор остается бесцветным (оптическая плотность 0,01).

. П р и м е р 17. К 50 см3 воды, содержащей 0,1 мг 1-нафтола и 1 мг 2-нафтола. добавляют 434,8 г сульфата аммония, проводят анализ, как показано в примере 15. найдено 1-нафтола 0,092 мг, ошибка 8,0%. Примеры 18-24 выполнены аналогично примеру 17, в растворе изменяют количество соли и соотношение содержания 1- и 2-нафтолов (табл.3). Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я Способ определения 1-нафтола в присутствии 2-нафтола, заключающийся в при

готовлении водного раствора пробы и определении 1-нафтола по фотометрической реакции азосочетания, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения 1-нафтола в присутствии 2-нафтола к водному раствору пробы добавляют сульфат аммония до его концентрации в водно-соле- вом растворе 41-41,5 мас.% добавляют про- пионовую кислоту, объем которой составляет десятую часть объема водно-солевого раствора, отделяют органическую фазу и определяют в ней 1-нафтола по фотометрической реакции с фенилдиазонием.

Сущность: для определения1-нзфтолй з присутствии 2-нафтола к водному раствору пробы добавляют сульфат аммония до его концентрации в водно-солеаом растворе 41,0-41,5 мас.% и пропионовую кислоту в объеме, составляющем десятую часть от объема водно-солевого раствора. После отделения органической фазы определяют и ней 1-нафтол по фотометрической реакции азосочетания с Фенилдиазонмем. 3 табл.

Определение оптимального содержания сульфата аммония в водной пробе

Коэффициенты распределения и степень извлечения 1-нафтола в сиситеме

водный раствор сульфата аммонния -пропионовая кислота (соотношение

объемов фаз после экстракции 27,3)

Таблица 1

Таблица 2

Определение 1-нафтола в присутствии 2-нафтола в водных растворах, n-З, Р-0,95

Таблица 3