Способ определения органических примесей в воде Советский патент 1980 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к фЛэикохимическим способам анализа в аналитической химии и может найти примене ние для контроля химических процессов в про1ллшленности и при очистке производственных и бытовых сточных вод. Известен способ группового анализа органических примесей в воде путем концентрирования .их из воды сорб цией на активном угле с последующим разделением на группы элюированием различными растворителями. Идентификацию и количественное определение органических примесей в отдельных группах проводят обычно по инфракрас ным спектрам поглощения l . Недостатком способа является необ ходимость предварительного концентри рования примесей сорбцией на актив ном угле и элюирование растворителями, что понижает возможность использования этого метода непосредственно в производственных условиях, так как его трудно автоматизировать. Наиболее близок к предлагаемому потенциодинамический способ определе ния общего содержания органических примесей в воде, по которому гшализ проводят путем пропускания через воду с помощью двух электродов, один из которых платиновый, импульсов тсвса длительностью 0,001-0,1 с в области потенциалов платинового электрода 0,0-0,4 В и по изменению тока во времени судят об общем содержании органических примесей в воде. Способ обладает высокой экспрессностью, чувствительностью и точностью, может непосредственно использсжаться для контроля за ходом производственных процессов и процессов очистки сточных вод однако данный способ не может быть использовсш для анализа отдельных классов соединений в иногокомпонентных водных растворах, поскольку платиновый электрод адсорбирует практически все органические соединения, Цель изобретения - обеспечение , возможности определения содержанияотдельных классов органических соединений в воде. . Указанная цель достигается тем, что через исследуемую воду дополнительно пропускают импульсы тока с помощью других измерительных электродов, адсорбция определяемых примесей

на которых в 10 раз меньше, чем на платиновом электроде при потенциале измерения и по разности количества электричества для каждой пары электродов судят о содержании отдельных органических соединений в воде,

В табл. 1 приведены адсорбционные Ьвойства измерительных электродов.

Таблица 1

С(стеклоуглерод) Как видно из приведенной таблицы, для определения содержания циклических соединений в воде использован золотой электрод, для определения ге тероциклических соединений - электрод из графита (стеклоуглерода), для определения содержания в воде оргеши ческих соединений с тройной связью рутениевый электрод, а для определен содержания муравьиной кислоты форм- . альдегида применен палладиевый элект род. Все измерения, проводят в о&ачной электрохимической ячейке с помощью осциллографического полирографа ПО-5722 модели 2А. В качестве вспомо гательного электрода используют платиновую сетку, фоном служит 1н. раст вор серной кислоты особой чистоты. Долю аддорбционных мест измерительного электрода, занятых органическими веществами пробы, т.е. величину заполнения поверхности орггшичесКИМ веществом (9р определяют по уравнению otX. где количество электричества, пошедшее на адсорбцию вод ро „ рода в фоновом растворе; количество электричества, пошедшее на адсорбцию вод рода на измерительном эле троде в присутствии нических примесей в пробе Измерения проводят при наложении катсяиого импульса на: измерительны электрод в области потенциалов 0,06,4 В. 10 1 Установлена згшисимость заполнения в платины от содержания- в растворе общего органического углерода. Таким образом, платиновый электрод позволяет оценить- общее содержание органических примесей в анализируемой пробе. В ходе дальнейших исследований подобраны измерительные электроды, селективные к отдельным классам органических соединений. Для удобства сравнения результатов все органические вещества пересчитаны на органический углерод, содержащийся в них. Имея данные о содержании углерода отдельных веществ полученные с помощью селекти вных к ним электродов, и данные о содержании общего органического углерода, полученные с помощью платинового электрода, устанавлиBcUOT концентрацию в растворе соединений, которые адсорбируются на платине, но не адсорбируются на других измерительных электродах. При пос;троении калибровочных кривых для отдельных измерительных электродов использованы стандартные растворы, содержёццие все соединения, которые затем проанализированы в контрольных растворах. Пример 1. Определение содержания в растворе муравьинрй кислоты и этилового спирта с; помощью двух электродов - платинового и паллгщиевого,, Платиновый электрод чувствителен ко всем орггтическим соединениям, Пёшладиевый - Кспиртам и не чувствителен к муравьиной кислоте, содержание которой в данном растворе составляет разность между обсщм содержанием 10ргс1нических примесей и содержанием в растворе спирта. Для обоих электродов построены калибровочные кривые (фиг. 1,2) по 10 растворам, содержащим муравьиную кислоту (5-1000 мг С/л) и этиловый спирт (5-2000 мг/л).. Пример 2. Раздельное определение содержания формальдегида, метанола и фенола при их совместном присутствии в водном растворе с помощью трехэлектродной системы - платинового, палладиевого и золотого электродов, Платиновый электрод чувствителен ко всем органическим соединениям, зо лотой электрод - к циклическим соединениям, в том числе к фенолу, и не чувствителен к спиртам и формальдегиду, палладиевый электрод чувстви телен к спиртам и фенолу и не чувств телен к формальдегиду. Концентрацию формальдегида определяют разностью меяоду общим содержанием примесей и содержанием в растворе фенола и спир

2,6 50 130 50 125 0,62 0,32 0,28 105 2,4 30 75 0,05 0,06 10 26

50,3 52,3Затем приготовлено пять контрольных растворов, содержащих этиловый спирт и муравьиную кислоту, и проведено определение их содержания. В табл 2 приведены концентрации эталона и муравьиной кислоты и результаты их определения. Таблица2 та, которые адсорбируются на палладии, а содержание метанола - разностью показаний палладиевого и золотого электрода. Проведено построение калибровочных кривых .(фиг. 3-5) для всех трех электродов по 24 растворам, содержащим различные количества фенола (0,055 мг/л), формальдегида (1-200 мг/л по углероду) и метанола (Ю мг - 500мг С/л) . Затем приготовлено 5 контрольных растворов , содержащих формаипьдегид , фенол и метанол, и проведено определение их содержания в этих растворах предлагаемым методом. Результаты анализа приведены в табл. 3 ТаблицаЗ 0,61 0,300,27911,756,432,0 0,63 0,320,261201,465,353,3 0,54 0,240,10330,03823,59,47 0,55 0,250,11380,04726,311,65 0,54 0,240,08330,02423,59,47

Кроме стслндартных растворов анализу подвергнуты сточные воды химиlecKJix производств, год1ержащие фенол, Мттанол : формзльдегтчД: Рс зультаты, полученные пр-;длагае -ым способом,

0,75 0,43 0,13 720 0,07 90629

0,43 0,22 0,07 6,6 0,02 0,45 6,13

Пример 3. Раздельное определение малеиновсй кислоты, нафталина И диметилэтилкарбинола с помощью трехэлектродной системы - платинового, рутениевого и графитового электродов.

4 Платиновый электрод чувствителен ко всем органическим соединениям; рутениевый электрод чувствителен только к соединениям с тройной связью, например к диметилэтилкарбинолу; графитовый (стеклоуглерод СУ-12) электрод чувствителен к соединениям с двойной связью, например к нафталину Содержание малеиновой кислоты определяют путем вычитания из общего содерПродолжение табл,,3

даны в срсшнении с результатами получекнлми известными методами определения общего органичаского углерода, Результаты анализов сточных вод представлены в табл,4 .

f

Таблица4

0,13 0,1 250 105

1560 600 18,2 7 0,013 0,01 1,25 0,5

жания органических примесей нафталина и диметил&тилкарбинола.

Проведено построениекалибровочных кривых (фиг. 6-8) для трех электродов по 10 растворам, содержгицим малеинову о кислоту (5-300 мг С/л) , нафталин (0(г1--12 мг С/л) и диметилэтилкарбинол (20 - 150 мг С/л).

Затем приготовлено 3 контрольных раствора, содержащих мапеиновую кисототу, нафталин и диметилэтилкарбиноло и проведено определение их содержания

В табл. 5 приведены .концентрации органических веществ и результаты их определения предлагаемом способом. 176 60 88 8 8,56 0,41 37 2 2,14 0,33 225 55 25 3715,4 810,2 0,25 0,28 0, Все результаты, полученные при анализе контрольных растворов и сточных вод, математически обработаны на ЭВМ Минск-22 по методу наименьших квадратов. Установлено, что при чувствительности метода 0,21,0 мг/л квадратичная ошибка СОСТЕШляет t 0,03 при дисперсии 0,199. Таким образом, преялагаемлй метод позволяет инструментально получить экспресс-информацию о содержании отдельных классов органических соединений в воде. Простота проведения ан ЛИЗа и объем получаемой информации выгодно отличают этот способ от известных аналитических методов опреде ления содержания органических соединений в воде. Формула изобретения Способ определения органических . примесей в воде путем пропускания че рез нее с помощью измерительного пла тинового и вспомогательного электроI а б л и ц а 5 0,21 0,31 79 65 7 151 0,15 0,23 23,5 25 1,5 50 0,08 0,15 4,7 9 0,3 14 дов импульсов тока длительностью 0,001-0,1 с в области потенциалов измерительного электрода 0,0-0,4 В и измерения изменения тока во времени, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения содержания в .воде отдельных классов органических соединений, через исследуемую воду дополнительно пропускают импульсы тока с помощью других измерительных электродов, адсорбция определяемых примесей на которых в раз меньше, чем на платиновом электроде при потенциале измерения, и по разности количеств прошедшего электричества для каждой пары электроцов судят и содержании отдельных органических соединений в воде , Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Lurje J.J, Fortschr. Wasserchem, 7, с. 81-838. 2.Авторское свидетельство СССР №573745, кл. G 01 N 27/48, 1974 (прототип).

Q6 45

0.1 flS

42 в/

10

двй

« «6

0,5 в

вь qs «/

-f-

№

/MV w«ir MiKMM Г opt

At/f Сарцтанок)

Pi49.t

fr.

flV

H

er

0.

0

Ч Q5

at

0/

0

v

«51

OA аз

Of 0/

ft

IttOHf/t Шщми Copt РИГ

t... M)

Л w)fr