Способ определения окисляемости органических веществ Советский патент 1982 года по МПК G01N33/18 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСЛЯЕМОСТИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

. Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения. окисляемости органических веществ, и мо жет быть использовано в области охраны окружающей срецы цля оценки степени химической устойчивости органических вещесгв, загрязняющих вооу. Известен способ определения химичес кой. окисляем ости органических веществ путем обработки их водным сернокислым раствором бихромата ка.лия в присутствии сульфатов серебра и ртути при повыщенной температуре tl. Оонако этот способ обладает малой чувствительностью и больщой погрешностью. Онпригоцен ОЛЯ анализа растворов с большой концентрацией органических веществ, Joкиcляeмocть которых превышает 100 мг кислорода на 1л. Большая погреш кость измерений обусловлена тем, что фик сируется суммарное потребление кислорода, расхооуемое на-окисление органических и неорганических веществ. Кроме тог способ требует расхода црагоценного металла (серебра) и характеризуется пбвы-. шенным коэффициентом опасности, так как используют токсичное вещество (сульфаг ртути), а анализируемый раствор, сопержащий 50% серной кислоты, поцвергается длительному кипячению. Продолжительность одного анализа составляет 5-6 ч, что затрудняет использование этого метопа при массовом контроле вооных растворов и .сточных вод. Точность измерения равна 50-10О%. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому аффекту является способ опреоеления окисляемости органических веществ путем озонирования вещества 6 растворителе - обыкновенной воде - с последующим анализом реакционной среды с установлением количества окисленного вещества и определен Нием окисляемости по процентному отношению количества окисленного вещества к его исходному количеству. При этом определение количества окисленного вещесгпй .ведут по разнице межау количеством сходного вещества и веществом, непор Ьергшимся окислению. Анализ вещества не подвергшихся окислению, ведут,.обычно; хроматографическим методом Г2. Недостаток известного способа заключается в связи с тем, что ИСПОЛЬ ЮТ Хр матографический метод анализа органичес кого вещества, вследствие чего он требуе специалЕ: ного оборудования и разработки методик для определения определенных веществ.Кроме того.метод пригоден для анализа только испаряемых веществ,не разлагающихся при испарении, т.к. область применени способа ограничена. При этом ощибкаопределения органических веществ составля ет не менее 5%, а наличие продуктов оки сления может увеличивать ошибку определения до Ш-15%. Цель изобретения-упрощение Ьпособа и повыщение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения окисляемости органических веществ путем озони рования веществ в растворителе, в качесТ ве Которого исполы ют тяже;5 ю воду, с последующим анализом реакционной среды с устансйлением количества окисленного вещества и определением окисляе- мости по процентному отнощению количества окисленного вещества, рассчитываемого по Количеству образовавшейся обык новенной воды методом ЯМР, к его исходному количеству, в качестве растворителя используют тяжелую Воду и определение Количества окисленного вещества проводят по количеству образовавщейся обыкновенной воды методом яПерного маг нитного резонанса (ЯМР). Определение количества проводят методом ЯМР на ядрах Нс помощью спектрометра, высокого разрешения :JNN/4H-ldO японской фирмы 3EOL, с рабочей частотой .; для ядер водорода 1ОО мГц при комнатной температуре. Калибровку прибора ведут добавлением к 1О мл тяжелой воды заданных количеств обыкновенной воды, регистрируют спектры этих смесей и рх интенсивность. Пример 1. 20 мкл бензола раст- воряют в 1О мл тяжелой воды и предварительно регистрируют спектр , Затем раствор заливают в барботер, представляющий собой стеклянный цилиндр, оборудованный обратным холодильником и фильтром Шотта, через который пропувают озон в количестве 2 мг Oj/мин. После этого регистрируют спектр обработанного раствора при тех же условиях. По разности интенсивностей сигналов исходного и обработанного растворов определяют количество продукта глубокого окисления - воды. По стехиометрии реакции окисления вычисляют количество окисливщегося органического вещества. Начальная амплитуда сигнала воды исходного образца выбирается одинаковой (80 мм) путем изменения усиления регистрирующего устройства,. Это соответствует концентрации в Дтр 2 мг/мл. После озонирования раствора амплитуда сигнала равна 10О мм. Увеличению сигнала на 2ОО мм соответствует-увеличение кон. мгНлО : центрацииНлО до 2,6; ---- По стехио м л Т) л с метрии реакции находят. Что при исходной концентрации бензола- равной 1,758гАГ/м/, окислилось 0,7.23 мг/мл бензола, что со- ставляет 41%, Продолжительность полного: ана/шза составляет ЗО мин. П р и м е р 2. 20мкл бензола растворяют в Ю мл тяжелой воды, добавляют 5 мг РеСб и полностью растворяют. Предварительно регистрируют спектр ЯМР Н. Затем раствор заливают в барботор. Через раствор продувают озон в том же количестве,, после чего регистрируют спектр проозонированного раст-вора при тех же условиях. По разности интенс.ивностей сигналов определяют количество продукта глубокого окисления (). Начальная амплитуда сигнала 80 мм; после озонирования амплитуда сигнала равна 10О мм. По стехиометрии реакции окисления окйслил)сь такое же количество банзола (11%)7 т.е. присутствие неорганической надбавки не влияет на окисляемость органического вещества. Продолжительность анализа - 30 мин. Определение окисляемости предлагаемым способом проведено на семи образцах веществ., Ре льтаты анализов представлены в табл. 1.

Пример 3.40мкл фенола раство- psnoT в 20 мл Ц/ О, регистрируют спакт и определяют ХПК станоартным методом по (.бйхроматной окисляемости, Затем 1О мл раствора заливают в барбоч- 35 тер. Через раствор продувают озон в -течение 15 мин, после чего регистрируют . спектры и определяют ХПК. По разности интенсивноотей сигналов ЯМР

1,13

53

0,65

0,6251,09

0,651,13

О,651,13

960622

Т a б IT и ц a i I

определяют количество воды. По стехиометрии реакции окисления определяют окисление фенола. По разности ХПК до и после .озонирования определяют окисление фенола. Проведено пятикратное повторение. Исходная концентрация фенола 2 мкл/мл или 2,14 мг/мл ;для каждой пробы. Результаты определения приведены в табл. .2.

Таблица

53

2,4