Фотометрический способ определения свободного хлора Советский патент 1980 года по МПК C01B7/01 

1

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к фотометрическим методам определения свободного хлора.

Определение свободного хлора (С С 1 о) необходимо для контроля остаточного хлора в водопроводной воде г для контроля природных вод, газовых смесей и воздуха. В последнее время в связи с повышением требова- 0 кий к качеству химических реактивов возникла необходимость контроля содержания хлора в солях хлористоводородной кислоты.

Известны методы фотометрическо- |5 го определения свободного хлора, основанные на реакции окисления хлором производных бензидина и других а1: оматических аминов, например о-толидина с образованием окрашенного 20 продукта реакции 1 .

Величину оптической плотности полученного соединения измеряют при Л, 483 нм. Перед обнаружения - 25 0,2 мкг/мл.

Недостатком метода является ма,лая его селективность. Мешгиот ионы Ре(и), Мп( Ш) и Мп (W) в количествах 0,2 и 0,01 мкг/мл, соответ- 30

ственно. Метод не применим для определения хлора в солях.

Известен способ колориметрического определения свободного в хлорном железе по синей окраске -с цинкиодкрахмальным реактивом, в фильтрате после отделения железа в виде гидроокиси, по норме 0,001%. Минимальные количества хлора, определяемые цинкиодкрахмальньм реактивом, 0,01 мг/30 мл (2.

Для определения хлора берется 0,75 г хлорида железа.В этой навеске должно быть не более 0,0075 мг/С1, т.е.такое количество,которое не должно давать окраску.Если в результате испытания раствор приобретет голубую окраску, значит он содержит примесь хлора больше нормы.

Метод не позволяет определять количественно содержание хлора . Это испытание на отсутствие в данной навеске препарата. Кроме этого, метод имеет другие существенные недостатки:

при отделении осадка гидроокиси железа неизбежны потери хлора за . , счёт адсорбции на развитой поверхности коллоидного осадка . железо, оставшееся в растворенном состоянии в фильтрате в микроколичествах, реагирует с цинкиодкрахмальным реактивом как окислитель, завышая результат определения приготовление цинкиодкрахмальног реактива, который должен быть свежеприготовленным, сопряжено с определенными трудностями, так как цинк йодистый соединение весьма нестоЯкое. Таким образом, метод позволяет проводить только полуколичественное определение хлора и отличается „трудоемкостью и низкой воспроизводиiX мостью. Фотометрический метод определения С, 1,(Вг2, Ig) в водопроводной во де основан на окислении (еМ)2 хлором в щелочной среде, с образова нием (CN) дающим окрашенный койплекс с фенолфталином. Фенолфталин получают восстановлением фенолфталеина цинком в щелочной сре дв 3. Несялотря на высокую чувствительность , метод обладает рядом существенных недостатков: окраска устойчива только в течении ,т.а.для массовых анализов не пригоден; метод не может быть применен для определения Cig в хлорном железе, так как в щелочном растворе в-ыпада- ет осадок гидроокиси железа, и ионы железа образуют окрашенный комплекс с K4Fe(CN), , на фоне которого не бу дет заметна окраска окисленного фе нолфталина. Известен фотометрический метод о ределениу хлора, . основанный на уменьшении интенсивности окраски ме тилового оранжевого под действием х ра {4. К раствору метилового оранжевого прибавляют хлоридный буферный раствор с рН 2 и анализируемый раствор Оптическую плотность раствора измеряют относительно дистиллированной воды при Л 505 нм. Предел обнаружения - 0,3 мкг/мл С1. Растворы под чиняются закону Бера в узком интервале-концентрации 0,03-0,09 мг/100 Мешают окислители (ВГ2Мп(W) в коли чествах 7 0,05 мкг/мл, мешают ионы Fe( III) в количествах ОД мг, поэтому этот метод не пригоден для анал за хлорного хселеэа. Недостатком метода является то, что уменьшение интенсивности окраски не всегда является однозначным показателем присутствия хлора. Интенсивность ки в сильной степени зависит от кис лотности раствора и емкости используемого буфера. Она может зависеть также от скорости прибавления реактивов, что сказывается на правиль|НОсти и воспроизводимости результатов анализа. Цель изобретения - повышение селективности , воспроизводимости и обеспечения возможности определения хлора в солях хло51истоводородной кислоты. Поставленная цельдостигается предложенным способом, основанным на уменьшении интенсивности окраски комплекса железа двухвалентного Fe(«) {соли Мора) с калием железосинеродистым (турнбуляиева синь) под действием свободного хлора, процесс осу.ществлятот в присутртвии ионов железа {tfl ) и фторида натрия в 0,6-0,7 н. серной кислоты. Используемые реагенты вводят в молярном соотношении раствор соли Мора и железосинеродистого калия Is 5-10 и растворы ионов железа (iTl ) и фторида натрия 1:2-3. Навеску анализируемой соли растворяют в воде, прибавляют раствор соли Мора i(FeS04 (NH)2.S04 ) И ,железосинеродистый калий K fpeCCN) для образования комплекса. Молярное отношение Ге504-{МН4)г S04-бНгО к (CN)j, лежит в пределах 1:5-1:10. Реакция протекает в присутствии ионов FeCl)) избыток которых связывают добавлением WaF. Молярное отношение Fed х хбН.0 NaF лежит в пределах 1:2-1:3. Оптимальную кислотность устанавливают добавлением серной кислоты. Оптимальная кислотность 0,60,7 в. по серной кислоте. Свободный хлор только в сильнокислой среде стехиометрически окисляет Fe( i ) до ) Ре(Ш). Для построения калибровочного графика готовят раствор, содержащий 1 мг/мл СI растворением 3,5 г хлорамина Т н 1000 мл дистиллированной воды или насьпдением воды хлором. В случае использования воды, насыщенной хлором, содержание хлора устанавливают иодометрическйм методом. Калибровочный график представляет собой, прямую линию в широком интервале концентраций 0,01-0,2 мг С1. Однако для повышения точности определения используют два интервала: 0,01-0,1 мг С1/50 мл и 0,1-0,2 мг С1 350 мл.Весовое отношение Fe(5) по отношению к верхнему пределу определения хлора 1:1. Измерение оптической плотности полученных растворов проводят через 45 мин в кювете с толщиной слоя 1 см приЛцакгбвО нм.. Окраска устойчива в течение 2 ч. Предел обнаружения 0,2 мкг/мл. Относительное стандартное отклонение метода составляет 6%. Определению не мешает 10000-кратный избыток ионов Fe(Lii), ионов щелочных и щелочно-земельных металлов. Мешают металлы, образующие нерастворимые осадки с (CN) , а также сильные окислители, имеющие окислительный потенциал 0,771 В, например, перекись водорода. Предлагаемый способ в отличие от прототипа обладает следующими преимуществами : дает хорошую воспроизводимость результатов} позволяет определять свободный хлор в широком интервале концентраций (0,01-0,2 мг С1/50 мл); позволяет анализировать соли хло ристоводо15одной кислоты на содержание примеси свободного хлора. При.мер 1. Определение прим си свободного хлора в хлорном желез Навеску Fed, , содержащую 0,01-0,08 мг С1, растворяют в 20 мл воды, прибавляют 2 мл раствора , со держащего 0,05 мг/мл Рв(Л приготовл ного из соли Мора, 15 мл 2%-ног6 раствора NaF 4 мл (1:1) 0,1 мл 5%-ного раствора Kj FeCCNJ s и доводят объем раствора водой до 50 мл. Через 45 мин измеряют величину опти ческой плотности раствора по отноше нию к контрольному раствору при 680 нм в кюветах с толщиной слоя 1 с По полученной величине оптическо плотности, ползуясь калибровочным гр фиком,, находят содержание хлора в анализируемом растворе. Для его построения готовят эталонные растворы содержащие в 20 мл анализируемого раствора, освобожденного от хлора кипячением, 0,01, 0,02, 0,04, 0,06 и 0,08 мг С1. Одновременно готовят контрольный раствор, не содержащий хлора, Далее прибавляют реактивы в той же последовательности и в таких же количествах, как и в аналнзируемый раствор, и через 45 мин фотометрируют в указанных выше условиях. Результаты определения представлены в таблице. Пример .2. Определение примеси свободного хлора в хлористом натрии. Навеску NaCl, содержащую 0,010,08 мг СI, растворяют в. 25 мл воды, прибавляют 0,5 г FeClj-fiH O 0,2 мл раствора, содержгидего мг/мл Fe(ff), приготовленного из соли Мора, 10 мл 2%-ного раствора NaF и 4 мл H2S04(1:4), прибавляют 0,1 мл 5%-ного раствора ( и доводят объем раствора водой до 50 мл. Через 45 мин измеряют величину оптической плотности раствора по отношению к контроль .ному раствору при 680 нм в кюветах с толщиной слоя 1 см. По полученной величине, оптической плотности, пользуясь калибровочньвх графиком, находят содержание хлора в анализируемом растворе. Для его построения готовят эталонные растворы содержание в 25 мл воды 0,01, 0,02, 0,04, 0,06 и 0,08 мг С1. Одновременно готовят контрольный раствор, не содержащий хлора. Далее прибавляют реактивы в той же последовательности и в таких же количествах, как и в анализируемый раствор, и через 45 мин фотометрируют в указанных выше условиях. Результаты представлены в таблице.

Технико-экономический эффект. Предлагаемый способ может быть ис пользован для контроля качества хими ческих реактивов солей хлористоводородной кислоты, а также для опреде ления свободного хлора в сточных водах. Поскольку требования к качеству химических реактивов возрастают с каждым годом, нормирование и опред .ление дополнительных показателей, в частности хлора, позволит повысить качество выпускаемыхсолей. Формула изобретения 1.Способ фотометрического определения свободного хлора по уменьшенню интенсивности окраски вводи зыx реагентов под действием хлора, отличающийся тем,что,с целью повьоиения селективности,воспроизводимости и обеспечения возможности определения хлора в солях хлористоводородной кислоты,в качестве реагентов используют раствоЕял соли Мора и железосинеродистого калия, процесс осуществляют в присутствии ионов железа (iTi) и фторида натрия в 0,6-0,7 н. растворе серной кислоты. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что используемые реагенты вводят в следукицих молярных соотношениях: растворы соли Мора и железосинеродистого калия 1:5-10 и

7791587 8

растворы ионов железа (f) и. фторида. 2. Merck standards , 1971,

.натрия 1:2-3.t. Merck Darmstadt.ЕIsen (и)-chlortb.

Источники информации,3. Реферативный журнал 5Г-215, 71. принятые во внимание при экспертизе

тивов лля определения неорганичес-(фотометрические) метода определеких ионов О-толидин. М. , ИРЕА,ния неметаллов, М., Иностранная

972.лит-ра, 1963, с. 176- (прототип)..