Способ определения неионогенных поверхностно-активных веществ

 

СПОСОБ ОГОЕЛЕЛЕНИЯ НЕИОНОГЕН НЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ путем потенциометрического титрования водного раствора анализируемой пробы тетрафенилборатом натрия в присутствии солей бария с индикаторным Ио сравнительным хлорсеребряным элек Тродами , отличающийся тем, что, с целью повышения чувстви;тельности и селективностиспособа, :в качестве, индикаторного электрода используют мембранный электрод, содержащий соль аниони катионактивного поверхностно-активного вещества или комплекс неионогенного поверхностно-активного вещества с тетрафенилборатом и катионом бария. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ,ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(59 С 01 Н 31 16

ГОСУДАРСТВЕННЬ(Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т (°

I я А1 5.:х . -a е

1 ° ю„. у ьз 1г q. Ж1

° °

° °

У (21) 3494033 /23-04 (22) 28.09 82 (4 6) 07. 03. 84. Бюл. В 9 (72) В.Н.Иванов, Ю.С.Правшин и Г.A.Тембер (5Q 543. 2 4. 087 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 754307, кл. G 01. 1(31/16, 1978 .

2. Авторское свидетельство СССР

;м 879432, кл. G 01 N 27/52, 1979.

3 ° R.J.Levins, R.И.Ikeda, Direct

Potentiometric Titration o1 .Polyet-hylene g Jyco2s and. Their Derivatives

vith Sodium Tetr aphenykboron. "Апвй., Chem"., 1965, Р 6, V. 37, р. 671 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ путем потенциометрического титрования водного раствора анализируемой пробы тетрафенилборатом натрия в присут ствии солей бария с индикаторным и сравнительным хлорсеребряным элек тродами, отличающийся тем; что, с целью повышения чувствительности и селективности способа, в качестве. индикаторного электрода используют мембранный электрод, содержащий соль анион- и катионактивного поверхностно-активного вещества или комплекс неионогенного поверх.ностно-активного вещества с тетрафенилборатом и катионом бария.

1078325

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ ).

Известен способ потенциометричес- 5 кого титрования НПАВ молибденофосфорной кислотой в присутствии хлорида бария с поляризованным платиновым электродом Г12.

Йедостатками такого способа явля-. )0 ются необходимость отделения осадка солей бария, образующихся при добавлении хлорида бария к растворам,содержащим анионы, осаждающие ион ба-"рия, и недостаточная чувствительность метода.

Известен способ потенциометрического титрования НПАВ молибденофосфорной кислотой в присутствии солей бария и диантипирилметана с поляри- р0 зованным платиновым электродом (.2 3.

Недостатком этого способа является также малая pro чувствительность

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ количественного определения НПАВ, заклю- . чающийся в потенциометрическом титровании HIIAB тетрафенилборатом натрия в присутствии ацетата бария с серебряным индикаторным электродом и хлорсеребряным сравнительным электродом. По этому, способу к пробе

0,1-0,15 r полизтиленгликоля добав- . ляют 20 мл воды, ацетатный буфер, ацетат бария и полученный раствор титруют 0,1 н. раствором тетрафенилбората натрия, применяя индикаторный серебряный электрод и сравнительный - хлорсеребряный (.3 ). 40

Недостатками известного способа являются низкая чувствительность, невозможность количественного определения HIIAB в присутствии хлоридов, катионных ПАВ и длительность подготовки электродов к работе.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селективности способа.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в потенциометрическом титровании водного раствора анализируемой пробы тетрафенилборатом натрия в присутствии солей бария с индикатор."., ным и сравнительным хлорсеребряным электродами,в качестве индикаторного электрода используют мембранный эле:, ктрод, содержащий соль анион- и катионактивного поверхностно-активного вещества или комплекс неионогенного поверхностно-активного вещества с тетрафенилборатом и катионом бария.

Пробу, содержащую 1-50 мг HIIAlf растворяют в дистиллированной воде 65 или подкисленной соляной кислотой воде, добавляют хлорид бария и полученный раствор титруют потенциомет.— . рически 0,01 (0,002) й..раствором тетрафенилбората натрия из микробюретки вместимостью 5-10 мл при перемешивании раствора магнитной ме(шалкой.

Титрант прибавляют порциями по

0,2 мл., вблизи конечной точки по

0,05 мл, строят кривую потенциомет:рического титровання, определяют ко-.: ,нечную точку йо перегибу на кривой. Содержание HIIAB в пробе рассчис тывают из результатов титрования, устанавливая титр по определяемому

НПАВ. Применяют мембранные ионселективные электроды, содержащие в качестве электродноактивного веще.ства соль катиоиактивного и анианактивного ПАВ или комплекс неионогенного ПАВ с тетрафенилборатом и катионом бария, и хлорсеребряный типа ЭВЛ ЕМЗ, заполненный 2М раствором хлорида натрия, Для приготовления мембранных электродов, чувствительность к анионным и катионным IIAB используют соли (комплексы ): лаурилсульфат -- цетнлпиридиний (ЦПХ}, додецилтриэтиламмоний (ДТЭ); додецилбензолсульфонат—

ЦПХ, (ДТЭ); тетрабутиламмоний,(ЦПХ)тетрафенилборат.

Для приготовления солей титруют

0,01 н, водный раствор лаурилсульфата натрия (додецилбензолсульфоната натрия ) 0,01 н. раствором катионного ПАВ (коагуляционное титрование) до выпадения хлопьев; Полученные осадки отфильтровывают, высушивают . на воздухе и используют в качестве электродно-активного вещества °

Соль тетрафенилбората тетрабутиламмония получают смешиванием эквимолярных (по 0,01 М ) растворов тетрафенилбората и тетрабутиламмония хлористого. Осадок отфильтровывают и высушивают .на воздухе, Для приготовления комплекса HIIAB используют оксиэтилированные додециловый спирт или спирты фракций

С -Си, оксиэтилированный нонилфенол.

Комплекс готовят следующим образом.

К 50 мл аликвоте водного раствора HIIAB (1,5 r в 500 мл дистиллированной воды ) добавляют 25 мл 0,1 н. раствора ВВ,С2 и расчетное количест.-. во 0,05 н. раствора тетрафенилбората натрия.

Осадок отфильтровывают, промывают два раза дистиллированной водой и сушат на воздухе.

Приготовление электродов, Электроды готовят по известной методике с изменением в соотношении и введение других компонентов. Раст1078325 вор полимера (5 г поливинилхлорида 1 растворяют в 50 мл тетрагидрофурана.

К 12 мл этого раствора добавляют 0,81,6 г пластификатора — дибутилфталата, диоктил- или динонилфталата, 0,05-0,22 г электродноактивного вещес5 тва, тщательно перемешивают, готовый раствор выливают в чашку Петри. Пленку подсушивают на воздухе в течение суток. Из полученной мембраны вырезают диски диаметром 7 мм, приклеивают к муфте нз полихлорвиниловой трубки, насаженной на стеклянную трубку.

Пример 1. Определение синта.нола ДС-10 в смесях моделирующих Вимол (ТУ-381-10761-75J-Х, Темп 100 (ТУ 38-30762-76J- II,модельная композиция — III. Состав компонентов, мас. %, в I — III приведен в табл. 1.

Т а б л и ц а 1

Состав, мас. %

15

Натрий триполифосфат

Натрий углекислый

50

27

Натрий сернокислый

Натрий кремниевокислый

10

Натрий фосфорнокислый трехзамещенный

44

Натрий тетраборнокислый

НПАВ(синтанол ДС-10 1

АПАВ(алкилбензолсульфонат натрия) 3,0

2,7

1 5

3,0

АПАВ(алкилфосфонат калия ) 0 5

Пробу 1,9702 r композиции II рас- Т вЂ” титр тетрафенилбората нат,творяют в 50 мл 0,1 н. соляной кисло- рия, T=3,768 мг/мл; ты, доводят до 100 мл дистиллирован-. ш — навеска, г ной вбдой в мерной .колбе. К аликвоте ТитР тетРафенилбоРата натРиЯ Устаду кан п а„, . "О ПРобУ синтанола ДС-10 в количест электроды (индикаторный — ионселек= ве 0,3203 г, взвешенную на аналитнтивный и хлорсеребряный у и титруют ческих весах, растворяют в дистиллированной воде, переносят в мерную раствором 0,01 н. тетрафенилбората натрия при перемешивании магнитной

45,до метки водой. К аликвоте 5 мл до бавляют 20 мл 0,1И раствора хлорида, мешалкой, Строят кривую титрования в координечную точку равной 3 мл. Содержа- вор титруют потенциометрически 0,01 н. ние НПАВ находят по формуле раствором тетрафенилбората натрия, 5Q строят кривую титрования, определяют

Х.т Т 2a ЬЯЯ . =-2,87 (1) конечную точку V=4,25 мм. Титр расти

1000 V m вора рассчитывают но формуле где VT — объем,израсходованного тити .а у 3 „, Т = 1д-- = 3,768 мг/мп.

V, V — объемы мерной колбы и алик 55 Проводят пять параллельных опредевотй, Ч =100; Ч =20 мл лений и получают следующие результаты.

Навеска,г 1,9702 2,0037 2,0009 1,9983 2,0018

Объем титранта, мл 3,0 2,8 2,9 2,8 2,8

Содержание

HIlAB no формуле(1 ) 2,87 2,63 2,73 2,64 2,63 Среднее значение, мас, % 2,70 «+ С = 0,06

Композиций I u III анализируют анало-,Цля приготовления мембраны берут следующие композиции в соотношениях

78325 б диниеная соль додецилбензолсульфокислоты 1:2:0,2.

Анализ компознции II, Поливинил хлорид:динонилфталат:комплекс оксиэтилированного спирта CQ+ (СН СНф„ )) с барием и тетрафенилборатом 1:Г,6:

:0,16. Полученные данные представ." лены в табл, 2, 1

Таблица 2

Найдено, Ъ

Композиция Введено, %

1,40

1,41

0,07

0,04

0,05

0,04

2,70

2,70

3,00

0,04

3,01 "К вЂ” число параллельных опытов, "m — среднеквадратичное откло

Пример 2. Определение окси-этилированных спиртов фракций С.12 -С) содержащих 11 молЬ окиси этилена, в смеси с катионным IIAB (цетилпириди- 30 ний хлоридом ). нение.

Пробу, .содержащую 8, 5 (6-10 )мг це тилпиридиний хлорида (ЦПХ ) и 18,5 (8-20)мг HIIAB растворяют в 35 мл дистиллированной воды, добавляют 5 мл

0,1 М раствора хлорида бария и титруют потенциометрьчески 0,01 н. раствором тетрафенилбората натрия в ячейке, содержащей ионселективнМ)й 40 и .хлорсеребряный электроды, при перемешивании раствора магнитной мешалкой. По результатам титрования строят кривую титрования в координатах Е, мв — V, мл, определяют конечные точки. Содержание С катионных и неионогенных ПАВ, мг, рассчитывают по формулам

СНПА6 (V2 -ч „" т = (7, 50-2, 3 0 ) ° 3, 49=18,1 50

С) „„В=Ч1 ° Т „=2, 30 3, 78=8, 7, где V и V2 — объем титранта, соответствующие первачку и второму скачкам потенциала, мл) 55

Компонент

Содержание, мг

1 ) 1 t (I

1 2 3 4 5 6 7

8,5 8,5 8,7 8,5 8,5 8,5

8,7

18,7 18,2 18,7 18,1 18,5 18,7 18,7

HIIAB полиВинилхлорид: пластификатор: элек-.

Ф тродноактивное вещество 1: 1, 3-2,6:0,08-0,37. Ниже приведены примеры приготовления мембран, использованных в предлагаемом способе.

Анализ композиций I u III. Поливинилхлорид:дибутилфталат:цетилпири %

Т и Т вЂ” титры раствора тетра1 2 фенилбората, устанавливаемые по ЦПХ и оксиэтилированному спирту фракций С 2-С, содержаще.му 11 моль окиси этилена, мг/мл.

Титр по HIIAB устанавливают анало* гично примеру 1, т.е. равным

3,49 мг/мл, Для установления титра по ЦПХ

0,170 г ЦПХ растворяют в мерной колбе вместимостью 100 мл в дистиллировани ной воде. К аликвоте 5 мл раствора

ЦПХ добавляют 30 мл воды и полученный раствор титруют потенциометрически

0,01 н. раствором тетрафенилбората натрия„ Строят кривую титрования и определяют конечную точку.

Титр, мг/мл, рассчитывают по формуле

Т = --- -- = 3 78

m .

100-V где m — навеска ЦПХ, мг)

V — объем титранта, соответствующий конечной точке

Ч = 2,25 мл, Для укаэанной смеси получен опы тами 1-7 следующие результаты, приведены в табл. 3.

Таблица

1078325

Среднее значение, среднеквадратич- терзал рассчитаны аналогично примеру ное отклонение и доверительный ин- 1.Результаты анализаприведены в табл.4

Таблица 4

Найдено, мг

Введено, мг

Композиция

Цпх HIIAB c >„m d с ф с вяз m d с

0,2

0,1 18,5 0,2

0,1

18,5 8,55

9,2 3,5

8,5

0,2 9,2

0,1

0,1

0,2

3,4 рически 0,002 н. раствором тетрафенилбората натрия в ячейке, содержа20 щей ионселективный и хлорсеребряный электроды, аналогично примеру 1.

Содержание НПАВ (С)мг, рассчитывавают по формуле

25 С=Ч ° Т=1,03мг, где Ч вЂ” объем .израсходованного тиаранта, V=3,5 мл, Т - титр 0,002 н. тетрафенилбората натрия по оксиэтилиро-

30 ванному алкилфенолу, Т=

=0,294 мг/мл.

Результаты анализа приведены в ,табл. 5 °

Таблица 5

Найдено, мг

Компр- Ввезиция дено

HIIAB i мг

Опыт

dC<

3 4

5 б 7

Х 2,00 2,03 2,01 1,99 2,01 2,00 2,01 2,00 2,00 0,02 0,02

Ф !

II 1,00 1,0 1,03 1,03 1,01 1,0 0,96 1,0 1,00 0,024 0,022

При титровании используют мембранный электрод состава поливинилхлорид:дибутилфталат:додецилтриэтиламмойиевая соль додецилбензолсульфокислоты 1:1,6:0,37.

Пример 4. Определение ДС-10 55 в системе 100 г/л NaCI 6 г/л MgCX, 10 г/л СаСХ<, 0,300 г/л ДС-10 с тремя электродами. Составы электродов

Для анализа использован мембранный электрод состава поливинилхлоридгдинонилфталат:комплекс оксиэтилированного нонилфенола

С9Н С6 Н+О(СН СН О Н с барием и тетрафенилборатом 1:2,3:0,08.

Пример 3. Определение оксиэтилированного алкилфенола, содержащего 11,4 моль окиси этилена в растворе смеси солей (хлорид натрия

124 г/л, хлорид кальция 11 г/л, хлорид магния 6 г/л ).

К 100 мл раствора, содержащего

2 мл (1,0-3,0)НПАВ, добавляют 10 мл . 0,1N раствора хлорида бария и полученный раствор титруют потенциомет\

А - поливинилхлорид:динонилфталат: комплекс оксиэтилированных спиртов

С -С R-О(СН2-CН О Н с барием и тетрафенилборатом $:1,6:0,08) Б— то же, соотношение 1г1,3:0 20; С— то же, соотношение 1:1,8 ° 0,37.

Результаты анализа с электродами

А, Б и С указанных составов приведены в табл. б.

1078325

Та блица 6

Содержание ДС-10, г/л

Электрод

A 0,296 0,300 0,303 0,301 0,300

Б 0,296 0,296 0,300 0,301 0,303

С 0,303 0,296 0,300 0,303 0,300

0 W2

0,299

0,300

0,02 0,02

0,03 0,04

0,03 0,04

Составитель В.Шкилькова

Редактор Н.Дисуган Техред B.äàëåêîðåé Корректор A.Òÿñêî

Заказ 937/37 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Как видно из таблицы изменения в соотношениях не влияют на метрологические характеристики метода.

Измерения показали, что все 20 электроды пригодны для определения неионогенных IIAB. Однако, время жизни электродов, содержащих соль лаурилсульфат-цетилпиридиний, составляет около двух месяцев, в то время как р5 додецилбензолсульфонат — цетилпиридиний (додецилтриэтиламмоний J — около шести месяцев ° При изменении содержания электродноактивного вещества в мембране (соотношение для полимер — дибутилфталат — цетилпиридиний додецилбензолсульфокислот

1:1,6:0,08 до 1:1,6:0,37 ) изменяется лишь начальный потенциал электродной системы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет вести определение

HIIAB в технических моющих композициях с достаточной точностью при содержании HIIAB в анализируемой пробе в пределах 6-20 мг (по известному способу — 50 мг J, определять HIIAB в присутствии катионных ПАВ, анализировать солевые растворы, содержащие

1-3 мг HIIAB в пробе объемом 100 мл.

Наличие в анализируемой пробе хлорид-, сульфат-, полифосфат-, карбонат-, алкилсульфат-, силикатионов не мешает определению.