Способ количественного определения фосфонатов в воде

 

СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОНАТОВ В ВОДЕ путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдвта аммония, отличающийся тем,.что, с целью сокращения времени определения и повышения избирательности способа, в качестве окислителя используют 2 10 -510 и. раствор соли церия (llf) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 и. хлорной или серной кислоты. г

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ugl al>

SU, А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3594068/23-04 (22) 20.05 ° 83 . (46). 07.11.84. Бюл. Р 41 (72) В.И. Рычкова и В.П. Маклакова (71) Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института,им. Ф.Э. Дзержинского (53) 543.42.062(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 658449, кл. С 01 N 21/25, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 728080, кл. С 01 N 31/00, 1978. (прототип). (54) (57) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОНАТОВ В ВОДЕ путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония, отличающийся тем,.что, с целью сокращения времени определения и повышения избирательности способа, в качестве окислителя используют 2 ° 10 -5 " 10 4 н. раствор ъ соли церия (1У) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты.

112? 945

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения фосфонатов в воде, Фосфонаты — фосфорорганические комплексоны, содержащие фосфоновые группы (оксиэтилидендифосфоновая кислота и ее соли, нитрилтриметилфосфоновая, аминобензилидендифосфоновая, диаминоксипропилентетраметиленфосФоно" вая кислоты и др.), характеризуются 10 высокой реакционной способностью, что обуславливает их широкое применение в различных областях народного хозяйства, в том числе для обработки станционных ахлаждающйх вод с целью 15 предотвращения накипеобразования в теплообменных установках.

Для надежного и экономичного веде1 ния режима обработки воды необходим эффективный химический контроль за 2б содержанием этих соединений в охлаждающей воде.

Известен способ определения фосфонатов путем обработки анализируемого вещества смесью сернокислого желе-25 за и роданистого калия в среде соляной кислоты с последующим фотоколори"метрированием окрашенного раствора (1) <

Недостатком способа является его невысокая избирательность (невозможно определять оксиэтилидендифосфоновую кислоту в присутствии ионов железа и алюминия при содержании вьппе

0,1 мг) .

Наиболее близким к изобретению

35 по технической сущности и достигаемому результату является способ определения фосфонатов путем окисления анализируемой пробы перекисью водорода в присутствии раствора сернокислой меди при рН 8-12 и кипячении раствора на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония (2j .

Недостатком известного способа

45 является его невысокая избирательность: мешающее влияние на процесс минерализации фосфоновых кислот и последующее определение ортсфосфатионов оказывают соли, подвергающиеся гидролизу в щелочной среде, например

50 соли алюминия, железа, цинка, магния.

Кроме того, недостатком способа является его длительность: одно определение занимает 25-30 мин.

Целью изобретения является сокращение времени и повышение избиратель,ности способа.

Поставленная цель достигается тем,. что согласно способу количественного определения фосфонатов в воде путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония в качестве окислителя используют 2 10 -5 «10 н. раствор соли церия (1У) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты.

Пример 1. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую

0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают в термостойкий стакан емкостью 100 мл,; ° разбавляют до 20 мл дистиллированной водой, прибавляют 2 мл 0,01 н. раствора хлорной кислоты, 0,5 мл 0,001 н. раствора гексанитратоцерата (1У) ам-5

Ю мония (2 10 н. ) и нагревают в ки-. пящей водяной бане 3 мин.

После охлаждения раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 мл, разбавляют до 35-40 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 мл серной кислоты (180:820) и 2 мл раствора молибденовокислого аммония концентрации

50 г/л, перемешйвают. Спустя 2 мин вводят 0,5 мл раствора хлористого олова концентрации 10 г/л и переме- шивают. Затем доводят до метки дистиллированной водой, вновь перемешивают и через 5 мин производят измерение оптической плотности окрашенного в синий цвет раствора на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром (длина волны 650 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм относительно холостой пробы (дистиллированная вода, к которой прибавлены все реактивы в той же последовательности).

Содержание фосфонатов находят по градуировочному графику.

Для построения градуировочного графика готовят стандартные растворы, содержащие 0,001-0,050 мг фосфоната в пробе, разбавляют до 20 мл дистиллированной водой и далее поступают так же, как с анализируемой пробой.

Градуировочный график строят, откладывая на горизонтальной оси содержание фосфоната в пробе, а на вертикальной — оптическую плотность.

Пример 2. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую

0 001-0 05 мг фосфонатов, помещают,. в термостойкий стакан емкостью 100 мл, 3 1f2?945 4 прибавляют 2 мл 0 3 н. раствора сер-: раствора гексанитратоцерата (IV) амj °

-4 ной кислоты, 1 мл 0,001 н. раствора мония (5 10 н. ), разбавляют дистилсульфата церия (IV) (5 .10 н.), раз- лированной водой до 20 мл и нагребавляют дистиллированной водой до вают в кипящей водяной бане 2 мин.

20 мл и нагревают в кипящей водяной, 5 После охлаждения раствор переносят бане 3 мин. После охлаждения раствор в колбу емкостью 50 мл, разбавляют переносят в мерную. колбу емкостью до 35-40 мл дистиллированной водой

50 мл, разбавляют до 35-40 мл дис- и определяют содержание ортофосфаттиллированной водой и определяют со- ионов по методике, описанной в придержание ортофосфат-ионов по методи-. 10 мере 1 ° ке, описанной в примере 1. .Пример 3. Аликвотную часть Результаты определения фосфонатов анализируемого раствора, содержащую в искусственной смеси (10 мг Са +, 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают f0 мг Mg, 20 мг Zn +, 2 мг Fe +, в термостойкий стакан емкостью 2 мг .А1, 1 мг Cu + ) при укаэанных

100 мл, прибавляют 2 мл 0 5 н. раст-: в примерах 1-3 концентрациях вводивора хлорной кислоты, 2 мл 0,005 н.. мых реагентов приведены в табл.1.

Таблица 1.! ООЖ ({6= 0,95) Х

Условия onВведено

20 мкг

Найдено, мкг

Х.

Sg. ределения по примеру

ОЭДФ

20 19 20 21 l9 198 07 1 9

19 21 22 20 21. 206 10 27

17 18 18 20 20 18 6 1,1 2 8

9,8

Zn 0ЭДФ

13,4

НТФ

15,0

20 18 19 19 18 18,8 0,7 1,9

10,3

12,2

21 20 20 22 !9 20,4 0,9 2,5

ДПФ

П р и м е ч а н и е: ОЭДФ вЂ” оксиэтилидендифосфоновая кислота; Zn ОЗДФ— оксиэтилидендифосфонат цинка; НТФ вЂ” нитрилтриметилфосфоновая кислота; АБДФ вЂ” аминобензилидендифосфоновая кислота; ДПФ вЂ” диаминоксипропилентетраметиленфосфоновая кислота.

В табл. 2 приведены результаты по определению нитрилтриметилфосфоновой

40 кислоты в присутствии различных колМчеств гексанитратоцерата (IV) аммония. Концентрация серной кислоты

0,03 н время нагревания 3 мин, количество параллельных анализов равно трем.

Таблица 2

Найдено НТФ, мкг при концентрации церия (IU) Введено НТФ, мкг

2 10 н. 1 10 н. 5 ° 10 н. 610 н.

1 ° 10 н.

1,0+О, 1

21+1, 8

49+2, 1

1,0+0,2

0,8+0,3 0,9+0,2

Выпадает осадок

16+4, 6

38+5,0

20+1, 9

20+2, 1

51+2,8

50+2,7

Из данных табл. 2 видно, что при содержании церия (Т7) в пробе менее

2. 10 н. фосфонаты окисляются не полйостью, а при содержании более

5 ° 10 н. выпадает осадок, который препятствует определению фосфонатов.! 122945

В табл. 3 приведены результаты зависимости оптической плотности при определении фосфонатов от кислотности среды при разложении фосфоКонцентрация кислоты, н. 0,005 0,007 0,009 0,010 0,020 0,050 0,060 0,070

0 340 0,355 0,370 0,380 0,380 0,380 0,350 0,300

А1

0,345 0,350 0,370 0,385 0,385 0,384 0,356 0,310

А2

П р и м е ч а н и е: А1 — оптическая плотность при подкислении растворов хлорной кислотой;

А — оптическая плотность при подкислении растворов серг ной кислотой.

Таблица 4

Введено

20 мкг

Найдено, мкг, в смеси

) 2 ) Время минерализации фосфонатов, мин

По известному способу

Не определяется Не определяется

19,8+1,2

20,0й1,3

20,2+0,9

ОЭДФ

НТФ

ДПФ

По предлагаемому

19, 8 1, 9

18,6+2,8

20,4+2,5

ОЭДФ

18,5+2,1

19,0+2,7

18,9 2,8

19, 8+1,2

19 ° 5+1,5

НТФ

20,0+1,4

Оптическая плотность раствора, содержащего 0,02 мг фосфонатов, при минерализации их перекисью водорода ,по известному способу равна 0,382.

:Следовательно, приведенные в табл. 3

)бранные показывают, что фосфонаты полноСтью разлагаются при обработке проб растворами солей церия (IV) Смеси имеют следующий состав.

Смесь 1: 2 мг Са »; 1 мг М8 +;

0,1 мг Zn 0,1 мг A1 ;

0,01 мг Fe » 1 Mr Cu ;

Смесь 2: 10 мг Са ; 10 мг Mg

10 мг Zn+; 1 мг AL +;

1 мг Fe+; 1 мг Cu +;

Смесь 3> 50 мг Са ; 50 мг Ng, »;

20 Mr Zn . 2 мг А з+

20 мг Ре »; 20 мг Cu"", натов (концентрацня фосфонатов

0,02 мг в пробе, концентрация сульфата церия (IV) 5 ° 10 н. время нагревания 3 мин) .

5 Таблица 3 в среде 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты.

Результаты определения фосфонатов предлагаемым и известным способами в растворах, содержащих различные количества катионов металлов, приведены в табл. 4. Количество параллельР ных анализов равно трем.

Сопоставительный анализ определения. одних и тех же концентраций фос фонатов известным и предлагаемым способами показывает, что избирательность предлагаемого способа выше.

При определении фосфонатов предлагаемым способом не мешают соли металлов в концентрациях, приведенных для смеси 3; при определении фосфонатов по известному способу не мешают соли

Составитель В. Гладков

Редактор В. Иванова Техред Л.Микеш.

Корректор О. Луговая

Заказ 8129/35 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 металлов в концентрациях, приведенных для смеси 1..

При более высоком содержании катионов металлов в анализируемой воде наблюдается помутнение раствора при минерализации фосфонатов и дальней22945 8 ° шее фотометрическое определение их становится невозможным.

Скорость минерализации фосфонатов по предлагаемому способу в шесть раз выше скорости по известному способу (табл. 1).