Способ определения высших изомерных карбоновых кислот в воде

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()% (П) -(594 G 0) N 2) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 8 г/

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3827291!23-04 (22) 17.12.84 (46) 07.04.86. Бюл. )) 13 (71) Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометалпической промышленности "Гиредмет" (72) 3.П. Кириллова и Ю.И. Мерисов (53) 543.42.063(088.8) (56) Коренман И.М. Методы определения органических соединений ° М.: Химия, 1975, с.227, Зарубина Ю.С., Кириллова З.П

Мерисов Ю.И. Петрова E.È. Экстракцнонно"фотометрическое определение примесей в промстоках. -Цветная металлургия, 1975, )) 3, с.44-46. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСШИХ ИЗОМЕРНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ В ВОДЕ. (57) Иэобретение относится к аналитической химии, в частности к способу определения высших иэомерных карбоновых кислот в воде. Повышение чувствительности и селективности способа достигается использованием в качестве цветореагента гидроксида неодима и проведением обработки при рН 8-9,5.

Способ включает экстракционное концентрирование высших иэомерных карбо" новых кислот хлороформом, обработку экстракта суспенэией гидроксида неодима при рН 8-9,5, отделение органического слоя и его спектрофотометриЪ рование. Чувствительность способа

О,! мг/л. 2 табл.

1223099

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения примеси высших изомерных карбоновых кислот в водных растворах, и может быть использовано для аналитического контроля промстоков экстракционных установок гидрометаллургического производства редких металлов.

Целью изобретения является повышение чувствительности и селективности способа °

В табл.1 представлены определяемые предложенным способом высшие иэомерные карбоновые кислоты; в табл.2 результаты анализа водных растворов и промстоков экстракционных установок (и > 6).

Пример 1. 200 мл анализиру-, емого раствора А, образца промстоков, содержащего примесь ВИКК-теломера пропионовой кислоты фракции С -С»» помещают в делительную -воронку вмес-. тимостью 500 мл, добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический слой фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре

"белая лента", в стакан вместимостью

25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа, Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью

25 мл и обрабатывают суспенэией гид- роксида неодима при рН 8 (т.е. встряхивают в течение 1 мин с 5 мл суспензии гидроксида неодима, имеющей значение рН 8 и содержащей 100 мг/мл оксида неодима). Далее органический слой отделяют, т.е. отфильтровывают органическую фазу через фильтр "синяя лента", в который помещена порция безводного сульфата натрия (1 r), в кювету регистрирующего спек. трофотометра и спектрофотометрируют в . интервале длин волн 600-550 нм. Измеряют оптическую плотность аналитической по" лосы неодима при 575 нм против раствор4

ll »1 холостого опыта, проведенного через все стадии анализа.

Содержание ВИКК находят по градуи" ровочному графику, для построения которого в ряд длительных воронок вместимостью 25 мл помещают 100 мл хлороформа, вводят 0; 0,2; 0,5 и

55 мого раствора Б, образца технологического раствора, содержащего примесь

ВИКК-теломера пропионовой кислоты фракции С» -С» помещают в делительную воронку вместимостью 500 мл, приливают 150 мл воды, добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический слой фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре

"белая лента", в стакан вместимостью

25 мл, Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида неодима, имеющей рН 8,5, и поступают далее, как в примере 1.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора Б процеду1,0 мл стандартного раствора ВИКК в хлороформе, содержащего 100 мкг/мл

ВИКК, энергично перемешивают в течение 15-20 с, приливают 5 мл суспен5 зии гидроксида неодима (рН 8) с содержанием оксида неодима 100 мг/мл и энергично перемешивают в течение

1 мин. После расслаивания фаз органический слой отфильтровывают через !

О фильтр "синяя лента", в который помещена порция безводного сульфата натрия (1 г), в кювету спектрофотометра и спектрофотометрируют в интервале длин волн 600-550 нм. Изме-!

5 ряют оптическую плотность аналитической полосы неодима при 575 нм против нулевого члена шкалы. По найденным значениям оптических плотностей и соответствующим им количествам ВИКК

20 строят градуировочный график в координатах: мкг ВИКК вЂ” оптическая плот— ность раствора.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора А процедуру анализа повторяют не менее 6 раз.

Среднее значение результата 0,34» а стандартное отклонение (т.е. среднеквадратичная погрешность) — 0,07 мг/л, Для проверки правильности результата

50 вводится добавка ВИКК, равная

0,40 мг/л, Раствор с добавкой вновь 1 анализируют. Результат анализа пробы с добавкой равен 0,78, а его стандартное отклонение — 0 !1 мг/л, I

35 Пример 2. 50 мл анализируе1223 ру анализа повторяют 8 раэ. Среднее значение результата равно 1,б, а стандартное отклонение — 0,2 мг/л.

Для проверки правильности результата вводится добавка ВИКК, равная 1,5мг/л. 5

Раствор с добавкой вновь анализируют.

Результат анализа пробы Б с добавкой равен 3,2, а его стандартное отклонение — 0,3 мг/л, Пример 3. 50 мл анализируе- 10 мого раствора В, образца технологического раствора, содержащего примесь

Ж-разветвленных карбоновых кислот, помещают в делительную воронку вместимостью 500 мл, приливают 150 мл 15 воды, добавляют 3 r нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин.

После расслаивания фаз органический 20 слой фильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 r помещенную на фильтре "белая лента", в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хло- 25 роформа, Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатыва.ют суспензией гидроксида неодима, имеющей рН 9, и поступают далее, как 30 в примере 1.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора В процедуру анализа повторяют 8 раз. Среднее

:значение результата равно 9 7 а

t Э

35 стандартное отклонение — 0,9 мг/л.

Для проверки правильности результата вводится добавка of,-разветвленных карбоновых кислот, равная 10,0 мг/л.

Раствор с добавкой вновь анализируют. 40

Результат анализа пробы В с добавкой равен 19,4, а его стандартное отклонение — 1,7 мг/л.

Пример 4. 50 мл анализируемого раствора Е, образца:технологи- 45 ческого раствора, содержащего примесь М,ес-диметилкарбоновой кислоты фракции С -Ce,.ïoìåùàþò в делительную воронку вместимостью 500 мл, приливают 150 г воды,.добавляют 3 г нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение I мин. После расслаивания фаз органический слой фильтруют че- 55 рез навеску безводного сульфата нат-. рия массой 1 r, помещенную на фильтре "белая лента", в стакан вмести099 4 мостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида неодима, имеющей рН

9,5, и поступают далее, как в примере 1.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора Е процедуру анализа повторяют 6 раз. Среднее значение результата равно 28,9, а стандартное отклонение — 2,4 мг/л.

Для проверки правильности результата вводится добавка о,Ф-диметилкарбоноBoH KHcJIoTbl фракции С4-С, равная

25,0 мг/л. Раствор с добавкой вновь анализируют. Результат анализа пробы

Е с добавкой равен 54,2, а его стандартное отклонение — 5,2 мг/л.

Аналогичным образом анализируют растворы Г, Д, Ж, 3.

Из-за отсутствия контрольного метода правильности полученных данных контролируют также (кроме метода добавок) анализом образцов модельных водных растворов, содержащих по

0,25 мг/л соответственно 5-метил-2изопропилгексен-2 и Ы-этилкапроновой кислоты и по 15 мг/л монокарбоновых кислот нормального строения (технифракции С -С 9) .

Пример 5. 200 мл анализируемого раствора И, образца модельного водного раствора, содержащего

0,25 мг/л 5-метил-2-изопропилгексен-2 кислоты, помещают в.делитель,ную воронку вместимостью 500 мл, до- бавляют 3 r нитрата аммония, 6 мл концентрированной азотной кислоты, приливают 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение I мин, после расслаивания фаз органический слойфильтруют через навеску безводного сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре "белая лента", в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа, Объединенный экстракт переводят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспензией гидроксида неодима, имеющего рН 8, и поступают далее, как в примере 1.

Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора И процедуру анализа повторяют 8 раэ. Среднее значение результата равно 0,25, а стандартное отклонение — 0,05 мг/л.

1223099

Пример 7. 200 мл анализируемого раствора И помещают в делитель. ную воронку вместимостью 500 мл и поступают далее, как в примере 5, но используют суспензию гидроксида нео- 35 дима, имеющую значение рН 9,8. Среднее значение результата анализа равно 0,IS, а стандартное отклонение0,11 мг/л (число опытов 12).

Аналогичные опыты проведены с модельным раствором, содержащим примеси М -этилкапроновой кислоты и монокарбоновых кислот нормального строения.

Эффективность способа существен-

45 но зависит от значения рН суспензии гидроксида неодима. При использовании суспензия со значением рН более 9,5 степень связывания ВИКК с неодимом, а следовательно, выход неодима в спектрофотометрируемый раствор уменьшается более чем на 40 отн.X. При использовании суспенэии со значением рН менее 8 сказываются помехи со стороны монокарбоновых кислот нормального строения, т,е. ухудшается избирательность определений. Возможности способа реализуются в полном объеме

Пример 6. 200 мл анализируемого раствора И (см. пример 5) поме. щают в делительную воронку вместимостью 500 мл,добавляют 6 мпконцентри" рованной азотной кислоты, 3 г нитрата аммония, 5 мл хлороформа и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания фаз органический слой фильтруют через навеску безводного !

О сульфата натрия массой 1 г, помещенную на фильтре "белая лента", в стакан вместимостью 25 мл. Экстракцию повторяют с такой же порцией хлороформа. Объединенный экстракт пере15 водят в чистую сухую делительную воронку вместимостью 25 мл, обрабатывают суспенэией гидроксида неодима, имеющей рН 7,4, и поступают далее, как в примере 1, Для оценки воспроизводимости результата анализа раствора И процедуру анализа повторяют 12 раз. Среднее значение результата равно 0,47, а стандартное отклонение — 0,22 мг/л.

Это свидетельствует о том, что при использовании суспензии гидроксида неодима, имеющей значение рН 7,4, снижается правильность результата и их воспроизводимость.

30 при значениях рН суспензии гидрокси-, да неодима в интервале 8-9,5.

Исследование степени влияния органических и неорганических компонентов, присутствующих в анализируемых растворах, на результаты определений микроколичеств ВИКК показало (см. табл.2), что определению не мешают:

10 -10 -кратные количества нитратов, 5 1 хлоридов, сульфатов, алюминия, железа, кальция, марганца, 10 -кратные

3 количества керосина, 100-50-кратные количества трибутилфосфата, моно- и ди-2(этилгексил)фосфорных кислот, аминов и монокарбоновых кислот нормального строения.

Нижняя граница определяемых содержаний равна О,1 мг/л. Относительное стандартное отклонение единичного определения 0,15-9,20 (n > 6) для концентраций, превышающих в 3-6 раз минимально определяемые.

Формула изобретения

Способ определения высших изомерных карбоновых кислот в воде путем экстракции их из анализируемой пробы хлороформом, обработки экстракта цветореагентом с последующим его фотометрированием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и селективности способа, в качестве цветореагента используют гидроксид неодима и обработку ведут при рН 8-9,5.

Т а б л и ц а 1

Ф п/и

Название определяемого компонента

1 ВИКК-теломер пропионовой кислоты фракция С5. — С1<

2 ВИКК-теломер пропионовой кислоты фракция С,„— С о

3 М -разветвленные карбоновые кислоты

4 ВИКК-теломер масляной кислоты фракции С -С1о

5 ВИКК-теломер масляной кислоты фракции С q -С в

6 о, ос -диметилкарбоновая кислота Сь- С

7 оС, ос -диметилкарбоновая кислота фракция С 4 — С

8 М, оС -диметилкарбоновая кислота фракция С14 -С д„

9 5-Метил-2-изопропилгексен-2кислота

l0 М-этилкапроновая кислота

1223099

0911

0,78

0,40

0,34

0,07.8,5

3,2

0,3

0,2

1,5

1,6

19,4

1,7

10,0

0,9

9 7

0,16

8,5

1,07

0 5

0,8 ° 8,2

8,2

4,0

9 5

25,0

8,2

0,41

0,08

0,22

0 05

0,20

8,5

1,4

8,4

0,8

18,7

10,0

0,25

0 05

7 4

0,47

0,22

0,18

О,!1

9,8

0,26

0,04

8,3,Раствор А компонент ¹ 1 (табл.1) Раствор Б, компонент ¹ 2

Раствор В, компонент № 3.Раствор Г, компонент № 4

Раствор Д, компонент № 5

Раствор E компо нент № 6

Раствор Ж, компонент № 7.

Раствор 3, компо нент № 8

Раствор И, компо нент № 9

Раствор К, компо нент № 10

0,56 0,12. 36,8 0,4

28,9 2,4

54,2 5,2

Таблица 2

)?23099

Продолжение табл. 2

7,3

0,27

0,56

9,7

0,13

0,15

П р и м е ч а н и е : А — 3 — образцы промстоков и технологических растворов экстракционных установок предприятий редкометаллической промышленности, содержащие: нитратов, хлоридов сульфатов до 100 г/л, Al, Fer Са Ма до 50 г/л, керосина (уайт-спирта) до

0 5 г/л, трибутилфосфата, моно и ди-2-(этилгексил) фосфорных кислот, третичных и четвертичных аминов, монокарбоновых кислот нормального строения до 0,05 г/л.

И и К вЂ” образцы модельных водных растворов, содержащие соо"ве-.ственно 0,25 мг/л определяемого компонента 9 или 10 (табл.1) и 15 мг/л монокарбоновых кислот нормального строения.

Составитель С ° Хованская

Редактор Т. Кугрышева Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

Заказ 1704/45 Тираж 778 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