Всаливатель в фазу экстрагента для извлечения хлорорганических примесей из воды

 

Применение пентафенилового зфира формулы СбН4(ОСбН40СбН5)2 в качестве всаливателя в фазу экстрагента для извлечения хлорорганических примесей из воды. О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИК (19) (1!}

ЗФЮ < 0> Й 3108

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИБЙЯи i;.;"(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3571877/23 — 04 (22) 08.02.83 (46) 30.08.84. Бюл. У 32 (72) Г. П. Кязимова, P. Р. Шарифов, . Л. А. Мамедъярова и 3. А. Мамедова (71) Бакинский филиал Всесоюзного научноисследовательского института водоснабжения, канализации гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (53) 543.54.45 (088.8) (56) 1.Коренман И. М. Экстракция в анализе органических веществ. М,, "Химия", 1977, с. 55-57.

2. Блешинский О; В. О всаливании органи-. ческих веществ. Фрунзе,,"Илим", 1967, с. 162.

3. Коцев Н. Справочник по газовой хроматографии. М., "Мир", 1976, с. 185. (54) ВСАЛИВАТЕЛЬ В ФАЗУ ЭКСТРАГЕНТА

ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИХ

ПРИМЕСЕЙ ИЗ ВОДЫ (57) Применение пентафенилового эфира формулы СеН4(ОС НдОС Н )з в качестве всаливателя в фазу экстрагента для извлечения хлорорганических примесей из воды.

1 1111

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к методам газохроматографического определения примесей в воде с их предварительным концентрированием в органической фазе экстрагента.

Известно применение этиленгликоля в качестве всаливателя в фазу экстрагента для извлечения хлорорганических примесей из воды (1).

Недостаток указанного всаливателя состоит 1п в неполном извлечении хлорорганических примесей из воды (не более 95%).

Известно применение растворимых солей высших жирных кислот в качестве всаливателей в фазу зкстрагента для извлечения 15 хлорорганических примесей из воды (2).

Недостаток данных всаливателей состоит также в неполном извлечении хлорорганических примесей из воды (не более 98%).

Цель изобретения — повышение степени экстракции органических соединений из воды.

Поставленная цель достигается применением пентафенилового эфира формулы

СеНо (OCsHaOCsHs) i в качестве всаливателя в фазу экстрагента для извлечения хлорорганических примесей.

Ранее укаэанное соединение в качестве всаливателя не применялось.

Известно применение нентафеннлового эфи1ра в качестве неподвижной жидкой фазы для газохроматографического анализа (3) .

При добавлении нентафенилового эфира в фазу экстрагента, даже Gee высаливателя, степень извлечения монохлоруксусной и дихлоруксусной кислот увеличивается почти на

30% (табл. 1). Кроме того, использование пентафенилового эфира в качестве всаливателя с таким распространенным экстрагентом, как диэтиловый эфир снижает растворимость последнего в воде в четыре раза, тем самым обеспечивая более полное извлечение примесей, уменьшая при этом погрешность количественного пересчета и потери экстрагента.

Поскольку проводимые эксперименты базировались на сточной воде производства монохлоруксусной кислоты, которую получают из трихлорэпшена, моделирование смесей в поиске оптимальных параметров экстракции проводилось из трех примесей, а именно: трихлорэтилен, монохлоруксусная и дихлоруксусная кислоты. 50

На фиг. 1 приведена зависимость коэффициента распределения примесей трихлорэтнлена (прямые 1), монохлоруксусной! кислоты (прямые 2) и дихлоружусной кислоты (прямые 3) от концентрации всаливателей, таких 55 как пентафениловый эфир (1,2,3), трибутилфосфат (1, 2, 3 ) и бензофенон (1, 2» ..

3"). Как видно из фиг. 1, с увеличением

102 доли предлагаемого всаливатеня увеличивается коэффициент распределения. Однако, несмотря на это, эа оптимальную величину берут

1,5 ммоль. Последующее увеличение всаливателя при удалении экстрагента с целью хроматографирования приводит к загустению пробы и затрудняет отбор ее микрошприцем.

Коэффициент распределения 0 в системе жидкость — жидкость определяют хроматораспределительным методом.

С коэффициентом распределения процент экстракции связан соотношением.

430 2

+ o ч где V< и V — объемы водной и органической фаэ.

Результаты влияния различных условий на коэффициент распределения и процент экстракции трихлорэтнлена, монохлоруксусной и днхлоруксусной кислот между водой и диэтнловым эфиром приведены в табл. 1, где

0 — коэффициент распределения (отношение суммарной аналитической концентрации вещества в органической фазе к суммарной аналитической концентрации его в водной фазе);

r — соотношение обьемов водной и органической фаз; R,% — процент экстракции (степень извлечения) — процент вещества, экстра-! гированного при данных условиях от общего количества.

На фиг. 2 представлена хроматограмма сконцентрированных при оптимальных условиях загрязнителей нз сточной воды производства монохлоруксусной кислоты, причем хроматографирование пробы проводят на сорбенте, состоящем также из пентафенилового эфира и полихрома — 1, где 1 — диэтиловый эфир:

2 — трихлорэтилен; 3 — уксусная кислота;

4 — капроновый альдегид (стандарт); 5— монохлоруксусная кислота; 6 — дихлоруксусная кислота, Такое одновременное использование пентафенилового эфира в качестве всаливателя и в качестве неподвижной жидкой фазы позволяет исключить помехи и фон при хроматографнровании сконцентрированных ингредиентов, так как TOT пентафеннловый эфир, который имелся в пробе, плавно (под действием температуры испарителя и газа-носителя) при хроматографировании соединяется с пленкой неподвижной жидкой фазы, не вызывая никаких сигналов в детекторе.

В табл. 2 приведены некоторые фиэикохимические и хроматографические параметры анализируемых соединений, где К вЂ” относительный поправочный коэффициент для расче- та количества ингредиентов; t — время

$" Асй К

Scp

3 11 / удерживания каждого из ингредиентов на двухметровой l колонке, запблненной полихромом - 1, модифицированным пентафениловым эфиром в режиме линейного программирования температур.

Пример 1. Пробу сточной воды нейтрализуют едким натром. Затем 500 мл пробы помещают в делительную воронку и насыщают хлористым натрием из расчета

4 мольных доли на один литр воды, Подкисляют соляной кислотой до рН вЂ” 1. Взвешивают пентафениловый эфир в количестве

1,5 ммоль на 100 мл диэтилового эфира и растворяют в нем. Взбалтывают 500 мл воды, насыщенной хлористым натрием последовательно по 3 мин с 50,25 и 25 мл приготовленного эфира. Эфирные экстракты объединяют и взбалтывают 3 раза с 20,10 и

10 мл 0,1 í. раствора бикарбоната натрия, насыщенного хлористым натрием. PH раствора бикарбоната натрия доводят раствором едкого натра до 8. Объединяют водные растворы, опять подкисляют до рН вЂ” 1 и экстрагируют тремя порциями (по 5 мл) эфира с пентафениловым эфиром. Все эфир-. ные экстракты объединяют и добавляют к ним 2 г безводного сульфата натрия и вы- держивают 20 мин. Затем эфир переливают в перегонную колбу. Сульфат натрия промывают дополнительно эфиром, который такыре сливают в колбу. Эфир отгоняют на водяной о бане при 60 С до одного миллилитра. В полученный концентрат вводят стандарт-капроновый альдегид в количестве 1,0 —.1,5 вес.% навески, оставщейся после отгона эфира.

Подготовленную таким образом пробу хроматографируют.

Пример 2. Взвешивают 50 г полихрома — 1 и помещают в фарфоровую чашку.

Отдельно в бюксе взвешивают пентафениловый эфир в количестве 15 вес% твердого носителя и растворяют диэтиловым эфиром. Содержимое бюкса переносят в фарфоровую чашку и аккуратно перемешивают стеклянной палочкой.

Затем чашку помещают на нагретую водяную баню для удаления растворителя при постоянном перемешивании сорбента. Сорбент переме.

Шивают до тех пор, пока он не станет сыпу,чим, без комочков. Полученным таким образом сорбентом заполняют двухметровую хроматографическую колонку, П р и м q р 3. Заполненную колонку по примеру 2 помещают в термостат хроматографа марки. ЛХМ вЂ” 8 МД 5-й модели, причем один конец колонки подсоединяют к до-, затору, а другой остается пока неподсоединенным. Через колонку подают газ-носитель

11102 4 (азот) со скоростью 40 мл/мин. Термостат нагревают до 200 Г и при этой температуре, в течение 4 ч проводят термостатирование сорбента в колонке. Следует отметить, что термостатирование колонки только при первичном ее заполненн сорбентом. Затем свободный конец остывшей колонки без газаносителя подсоединяют к детектору по иони- зации в пламени. Включают генератор водорода системы СГС вЂ” 2. После набора давления в водородной линии подают сжатый воздух в детектор со скоростью в десять раз больше, чем скорость подачи водорода, например 30/300 мл/мин, включают хроматограф и зажигают пламя детектора. Подают на колонку газ-носитель (азот) со GKopocTbf040 мл/мин. Подключают все блоки хромато. графа. Включают обогрев дозатора на температуру 250 С.

Анализируют пробу, приготовленную по примеру 1, вводят микрошприцем в количестве до 6 мкл в дозатор хроматографа при начальной температуре колонок 50 С. После подачи пробы включают программирующее

25 устройство и температуру со скоростью о

4 град/мин доводят до 170 С. После выхода последнего пика термостат колонок охлажда, ют до начальной температуры, т. е. до 50 С, и прибор готовят к следующему анализу.

Расчет компонентов производят методом внутреннего стандарта по формуле

35 где S — площадь пика исследуемого компонента, мм ;

К вЂ” относительный поправочный коэффициент;

4p S — площадь пика стандарта, мм;

А „— процентное содержание внутреннего стандарта в. пробе.

Чувствительность метода газохроматографического определения хлорорганических ве45 ществ в воде с применением пентафенилового эфира — нижняя граница определяемых концентраций 0,3 мг/л, относительная ошибка определения 4 — 6%.

Зависимость степени извлечения монохлоруксусной кислоты при рН вЂ” 1, концентрации пентафенилового эфира 1,5 ммоль на 100 мл диэтилового эфира, концентрации хлористого натрия 4 моль/л от ее исходной концентрации приведена на фиг. 3. Процент экстракции

55 превышает 994%, что на 30% выше, чем без всаливателя.

1111102

Таблица

R% г=5

6,5

Экстракция, pH=1

8,0

66,6.

39,3

3,2

34,2

2,6

62,0

92,5

6 820

67,5

10,4

66,2

19,8.380,8

98,6

2 120

98,1

270,2

98,05

252,4

99,1

I 620

99,4

780,0

99,4

ting, мин

Компоненты

1,0

74,12

35,6 (),93 4,0

131,39

87,19

1,1 13.,0

60,05

118,1

Уксусная кислота

16,1

100,16

131.0

Монохлоруксусная кислота

23,8

1,2

94,5

189,5

28,7

1,24

128,95

194,0

Условия экстракции

В водной фазе 4 моль/л

NaC1, рН=1

В фазе зкстрагента

1 ммоль доли SF

4Э, рН= 1

В водной фазе

4 моль/л NaC1 в фазе экстрагента

1,5 ммоль доли

SF 4Э рН=1

Диэтиловый эфир

Трихлорэтилен

Капроновый альдегид (стандарт) г

1\ихлоруксусная кислота

627,0

792,0

Растворимость диэтилового эфира в воде при различных условиях экстракции, г/л

Таблица 2

1 1

Тяц,, Молекулярный, К

I С вес

I пог

Фиг. 1

С, меоль

1111102

1! 11102

R,/

100, 99 фиг.,3

Составитель В Гладков

Техред Тдубин,щк

Редактор М. Келемеш

Корректор О.Билак

Подписное

Заказ 6303/36

Тираж 822

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

УУ, а Ю гО щ О SuКО m ВОяО ОО С,н л