Потенциодинамический способ определения содержания общего органического углерода в воде

 

Изо бретение относится к физикохимическим способам определения органических примесей в воде и может быть использовано в аналитической химии при анализе загрязненности вод органическими примесями. Способ основан на пропускании через исследу-, емую среду потенциодинамических импульсов с последующим измерением количества электричества, прошедшего за время каждого импульса. С целью уменьшения предела обнаружения измерения ведут при рН 7,0-8,5, затем проводят предотработку электрода путем наложения на ней прямоугольных импульсов в определенном режиме, а затем пропускают два измерительных пилообразных импульса и по относительной разности количества электричестна, прошедшего за время первого и второго измерительных импульсов, ; определяют содержание органического углерода в воде, 5 табл. с (Л го СП о QD to СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4G 01 N 27 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ПОТЕН11ИОДИНАМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОП-, РЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОБЩЕГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ВОДЕ (57) Изобретение относится к физикохимическим способам определения органических примесей в воде и может быть использовано в аналитической химии при анализе загрязненности вод органическими примесями, Способ основан на пропускании через исследу-, емую среду потенциодинамических импульсов с последующим измерением количества электричества, прошедшего за время каждого импульса, С целью уменьшения предела обнаружения измерения ведут при рН 7,0-8,5, затем проводят предотработку электрода путем наложения на ней прямоугольных импульсов в определенном режиме, а затем пропускают два измерительных пилообразных импульса и по относительной разности количества электри-: чества, прошедшего за время первого и второго измерительных импульсов, определяют содержание органического углерода в воде. 5 табл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3905150/24 — 25 (22) 25.04.85 (46) 15. 08. 86. Бюл. № 30 (71) Институт электрохимии им ° А.Н. Фрумкина и Институт медико-биологических проблем (72) Ю.Б.Васильев, О,А.Хазова, А.А.Михайлова, Н.А.Майорова,В.А.Громыко, В.Б.Гайдадымов, Ю.Е,Синяк, И.В,Серебряков и Г.Д.Левина (53) 543,257 (088.8) (56) Шарло Г. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. М.: Химия, 1065, с. 838-845.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1152367, кл . G 01 N 27 48, 1980.

„„SU„„1250928 А 3

1250928

Продолжение табл.I рц=4

5 рН = 7

9,8

11,5

РН = 8,5

12,6

Таблица 1

Ошибка измерения, 7

0,5 Мн So, 0,05МН SO

6,5

7,1

Таблица 2

Е„, В

E В

Ошибка, 7 с — 0,1

1„6

-0,05

-0,02 1.

0,0

26

+0,02

20

Способ относится к физико-химическим способам определения органических примесей в воде и может быть использован в аналитической химии при анализе загрязненности водных бассейнов органическими примесями.

Цель изобретения — уменьшение предела обнаружения содержания органических примесей, Способ основан на том, что в буферных растворах так же как и в кислых, органические вещества адсорбируются на платиновом электроде, причем их адсорбция, т,е. поверхностная ,концентрация, связана с объемной логарифмической зависимостью и может служить для аналитического определения содержания органических примесей в воде, Использование буферных растворов с pH=7 8,5 позволяет исключить мешающее влияние С(, так как в буферных и в щелочных растворах

CP на платине в области потенциалов

0,2-0,4 В не адсорбируются.

В табл. 1 приведены данные точности определения С„, на фоне 0,5 М

Н SO и в фосфатном буферном раство2 4 ре в пробе воды, содержащей 12 мг/л органических примесей и С1 в концентрации 4 г/л.

Фоновый раствор Определено в пробе,мг/л

Измерения по определению содержания органических примесей проводят в электрохимической ячейке, содержащей измерительный платиновый элек15 трод, вспомогательный электрод и электрод сравнения ° В качестве фонового раствора используют фосфатный буферный раствор, Пробу без прецва— рительной подготовки вводят в ячейку, щ при этом разбавление подбирают в зависимости от соцержания органических примесей.

После погружении электродной системы в раствор на платиновый измерительный электрод накладывают ряд прямоугольных импульсов при уровне потенциалов от -0,05 до 1,6 В с выдержкой при каждом 5-7 с. Величины потенциалов и выдержки при них подбирались ис30 ходя из того, чтобы количество электричества Ц,, прошедшего через электрод за время импульса в области потенциалов 0,4-(-0,05) В, в присутствии и в отсутствии пробы совпадало, т.е. выбранная предобработка обеспечивает в растворе пробы поверхность такую же чистую, как и в ее отсутствии. В табл.2 приведены величины Q в зависимости от потенциалов предобработки и времени выдержки в 0,5 М

Н 80, Q 31 мкКл, 1250928

Продолжение табл.2

Ошибка, 7.

Е, В

Е, В

7, с

+0,05

-0,05

20

13.

1,5

1,8

10

31,2

0,7

1,6

14

26,5

27,5

Продолжение табл.3

30

27

20 далее электрод выдерживается при

Е = 0,2-0 25 В потенциале максималь- s ной адсорбции органических веществ в ,буферных растворах, Время, с

23

В табл.4 приведена зависимость величины поверхностной концентрации

Q органических примесей от потенциала электрода в фосфатном буферном растворе, содержащем 20 мг/л органических примесей, 25

28

После предобработки электрод выдерживают при Е = 0,4 В в течение

8-10 с и накладывают пилообразный

- потенциодинамический импульс в области потенциалов 0,4-0,05 В, служащий опорным импульсом, Выдержка в течение 8-10 с необходима для того, 30 чтобы удалить с поверхности электрода кислород и водород, адсорбирующиеся на нем в процессе активации, причем более прочно, чем в кислоте. При большем времени начинает сказываться адсорбция органических веществ, и ве- З5 личина Q„ во времени опорного импульса падает. При меньшем времени величина 0 также падает. ввиду присутст1 вия на поверхности адсорбированных кислорода и водорода, которые за меньшее время не .успевают удалиться.

В табл.3 приведена зависимость, во время опорного импульса от времейи выдержки при Е = 0,4 В для электрода с Ц„ в 0,5 И Н БО,, равным 31 мкКл, 45

Таблица 3

Ограничение опорного импульса (и измерительного) при Е = 0,05 В связано с тем, что в присутствии органических примесей, характерных для загрязнения воды нефтью, наблюдается гидрирование этих веществ при

Е = 0,0 В в процессе импульса,в результате чего потенциодинамическая . кривая искажается и точность измерения падает.

1250928

Т а б л и ц а 4

Из таблицы видно, что предлагаемый метод позволяет уменьшить предел обнаружения органических примесей до 0,05 мг/л, причем этот предел в десять раз ниже, чем величина предела по прототипу, где он был 0,5 мг/л.

Предлагаемый способ характеризуется высокой,,чувствительностью и позво10 ляет с большои точностью определять содержание органических примесей в любых водах, Е, В

0,1

0,2

0,15

0,28

0,2

0,35

0,23

0,38

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

0,25

0,35

0,3

0,30

0,35

0,28

0,4

0 25 ь адсорбции, с

Предел обнаружения, мг/л

100

200

0,8

300 1 000

0,05

2000

0,05

Составитель И,Рогаль

Техред И.Гайдош

Редактор С,Лисина

Корректор С,Шекмар

Заказ 4402/38 Тираж 778 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул. Проектная, 4

В табл,5 приведена зависимость предела обнаружения органических примесей от времени выдержки при потен— циале адсорбции, 30

Та блица 5

Потенциодинамический способ определения содержания общего органического углерода в воде путем последовательного пропускания через исследуемую среду с помощью электродов, один из которых платиновый, потенциодинамических импульсов с последующим измерением количества электричества, прошедшего эа время каждого импульса, отличающийся тем, что, с целью уменьшения предела обнаружения измерения ведут при рН 7,0-8,5, при этом на платиновый электрод подают ряд прямоугольных импульсов с уровнем потенциала, изменяющимся от -0,05 до 1,6 В с длительностью 5-7 с, а затем выдерживают электрод в диапазоне потенциалов 0,38-0,42 В в течение 8-10 с и подают пилообразный импульс с уровнем потенциала, изменяющимся от 0,4 до 0,05 В, и далее выдерживают электрод при потенциале

0,20-0,25 В в течение 300-1000 с и подают пилообразный импульс с уровнем потенциала, изменяющимся от 0,4 до -0,05 В, и по относительной раз— ности количества электричества, прошедшего через электрод за время первого и второго пилообразных импульсов, определяют содержание органического углерода в воде.