Способ определения неионогенных поверхностно-активных веществ

 

Изобретение относится к химическому анализу, в частности к количественному определению неионогенных поверхностно-активных веществ водных растворов. Цель изобретения - упрощение ускорения и повышение селективности анализа. Для этого пробу обрабатывают раствором полиакриламида, уксусной кислотой и реактивом Драгендорфа при нагревании на кипящей водяной бане и измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 490 нм. В этом случае образуется устойчивый гидрозоль нерастворимогр комплекса определяемого вещества и висмутйодида. Время анализа сокращается с 75 до 20 мин при возможности присутствия анионных поверхностно-активных веществ. 4 табл. S (Л

.Я0„„1719971 а 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1ЕСПУБЛИН

Og)5 С 01 N 21/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

Н kSTOPCNOMY C V

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ

ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕП1ЕСТВ (57) Изобретение относится к химическому анализу, в частности к количественному определению неионогенных поверхностно-активных веществ водных растворов. Цель иэобретеция — упрощение ускорения и повышение селективности анализа. Для этого пробу обрабатывают раствором полиакриламида, уксусной кислотой и реактивом Драгендорфа при нагревании на кипящей водяной бане и измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 490 нм. В этом случае образуется устойчивый гидрозоль нерастворимо- а

ro комплекса определяемого вещества

9 и висмутйодида. Время анализа сокращается с 75 до 20 мин при возможности присутствия анионных.поверхностно-активных веществ. 4 табл. (21) 4808315/04 (22) 25.01.90 (46) 15.03.92. Бюл. ¹ 10 (71) Саратовский филиал Научно-иссле- довательского института химии и техно-. логии полимеров им. акад. В.А. Каргина (72) А.Н.Дворников и А.А.Фадеев (53) 543.42.063 (088.8) (56) Лейте В. Определение органичес.ких загрязнений питьевых, природных и сточных вод. И.: Химия, 1975, с. 133 — 140 °

Поляк Э.A., Нудель. Г.А. ЖАХ, 1981, с. 1155.

Llenado R.À., Jamieson R.À. Ànà1.

Chem., v. 53, 1981, ¹- 5, р. 178- 179.

Llenado R À., Neubecker Т.А. Anal.

СЬев., v. 55, 1983, № 5, р. 98.

Лурье В.Ю. Аналитическая химия

:промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984, с. 360 — 361.

Изобретение относится к химическому анализу и может быть использовано .для определения концентрации неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) в водных растворах.

В аналитической практике широко используется метод Уикболда, основанный на взаимодействии НПАВ с реактивом Драгендорфа (висмутйодидом бария) с образованием осадка, который после отделения центрифугированием растворяют и анализируют на содержание висмута.

Известны различные модификации метода, отличающиеся по способу определения висмута в осадке (например, по- в4 тенциометрический, фотометрический, Я флуороиетричеакий или атомно-абсорбционный методы). Л

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в ходе выполнения которого к анализируемой пробе прибавляют уксусную кислоту и реактив

Драгендорфа, выдерживают, а затем центрифугируют три раза, промывая каждый раз осадок уксусной кислотой для удаления избыточного висмута. Растворяют осадок в тартрате аммония, нейтрализуют аммиаком и прибавляют диэтилдитиокарбамат натрия. ОбразуюОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1719971 щийся диэтилдитиокарбамат висмута экстрагируют четыреххлористым углеродом и.измеряют оптическую плотность экстракта при длине волны 400 нм (примеры 1 — 5, табл. 1), Основными недостатками метода являются значительная трудоемкость и длительность анализа (около 1,5 ч), а также низкая селективность в присутст-1 вии анионных поверхностно-активных веществ (ЛПАВ) (примеры 6 — 8, табл..2), Для устранения мешающего действия

АПАВ необходимо их предварительно отделять с помощью экстракции или ионо- 15 обменной хроматографии. Недостатком метода является также невозможность определения НПАВ в присутствии полиакриламида (ПАА), так как он препятствует осаждению комплекса НПА — 2p висмутйодид (примеры 9-11, табл. 2).

Цель изобретения - упрощение ускорения и повышение селективности определе-. нйя, Поставленная цель достигается тем, 25 что согласно способу в анализируемую пробу вводят полиакриламид (ПАА), в присутствии которого образуется устойчивый гидрозоль нерастворимого комплекса НПА — висмутйодид. Измеря- 3р ют оптическую плотность полученного гидрозоля, линейно зависящую от концентрации HIIAB (примеры 12 — 26, табл. 3).

В пРедлагаемой схеме отсутствуют стадии отделения осадка и последующего определения в нем висмута, что существенно снижает трубоемкость и время анализа (в 3 — 4 раза меньше чем по известному способу). Не требу- 40 ется-предварительного отделения АПАВ, так как они не мешают определению

НПАВ в найденных условиях (примеры

27 — 29, табл. 4). Полиакриламид также не влияет на результаты анализа (примеры 30 — 32, табл. 4).

По предлагаемому способу к анализируемой пробе, содержащей HIIAB добавляют раствор ПАА уксусную кислоту и реактив Драгендорфа, выдерживают

10 мин на кипящей водяной бане и затем измеряют оптическую плотность об-, разующегося гидрозоля при длине волны 490 нм.

Отличительными признаками способа являются введение полиакриламида в 55 анализируемый. раствор, прямое нефелометрическое определение комплекса

НПА — висмутйодид.

П р и и е р ы 1 — 5 (по известному способу). Составляют серию эталонных растворов НПАВ концентраций

0 010" 0 020 0 030 0,040;

0,050 Mr/мл. Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0, 2,0, 3,0, 4,0; 5,0 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации О, 1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют. определение по известному. способу. Прибавляют в каждую пробирку по 5 мл ледяной уксусной кислоты и 1 мл реактива Драгендорфа (висмутйодид.бария).

Выдерживают 5 мин, затем центрифугируют в течение 10 мин с частотой вращения 8000 об/мин. Сливают прозрачную жидкость с осадка и дважды промывают его уксусной кислотой порциями по

10 мл. Повторяют центрифугирование и промывание осадка еще два раза. Далее осадок растворяют в 5 мл тартратного раствора (смесь винной кислоты и аммиака). Полученный раствор переносят в делительную воронку, прибавляют 5 мл 10 -ного раствора. ЭДТА, 5 мл концентрированного аммиака и

2 мл 0,2 -ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия. Прибавляют 6 мл четыреххлористого углерода и сильно встряхивают. После расслоения смеси органический слой фотометрируют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны

400 нм относительно пробы, не содержащей НПАВ. По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации НПАВ (табл. 1).

Пример ы 6 — 8 (подтверждающие низкую селективность определения НПАВ по известному способу в присутствии ЛПАВ). Составляют рабочие пробы, содержащие АПАВ концентраций

0,050; 0,100, 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мл в каждой пробе.

Для этого в пробирки помещают 0,5, 1,0, 2,0 мл раствора АПАВ (сульфонол7 концентрации 1 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 1 — 5.

С помощью полученной градуировочной зависимости (табл. 1) определяют концентрацию HIIAB в пробах. Относительную ошибку анализа вычисляют по формуле

1719971

С - С

К = — — — — — ° 100

С

1 где К вЂ” относительная ошибка определения НПАВ, Ж, C< — введено НПАВ, мг/мл

С вЂ” найдено НПЛВ, мг/мл.

Данные, представленные в табл. 2 по примерам 6 — 8, свидетельствуют о завышении результатов определения

НПАВ по известному способу в присутствии АПАВ.

Пример ы 9 — 11 (подтверждакнцие низкую селективность определе- 15 ния НПАВ по известному способу в присутствии ПАА). Составляют рабочие пробы, содержащие ПАА концентраций

0,050; 0,100; 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мп. Для этого в пробирки помещают 0,5, 1,0; 2,0 мл раствора IIAA концентрации 1 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации

О, 1 мг/мл и доводят объем до 10 мл 25 водой. Далее выполняют операции по примерам 1 — 5. С помощью градуировочной зависимости (табл. 1) определяют концентрацию НПАВ в пробах. Данные, представленные . в табл. 2, по приме- 3р рам 9 — 11, свидетельствуют о занижении результатов определения НПАВ по известному способу в присутствии ПАА.

Примеры 12 — 16 (по предлагаемому способу). Составляют серию эталонных растворов НПАВ концентраций.

0,010, 0,020, 0,.030, 0,040, 0,050мг/мл.

Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0; 2,0, 3,0< 4-,0 5,0 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации

0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют определение по предлагаемому способу. Прибавляют в каждую пробирку по 2 мл О, 17.-ного раствора ПАА, 5 мл ледяной уксусной 4 кислоты и 1 мл реактива Драгендорфа.

Выдерживают растворы 10 мин на кипящей водяной бане и фотометрируют на фотоэлектроколориметре в кюветах с толщиной слоя 0,5 см при длине волны

490 нм относительно пробы, не содержащей НПАВ., По полученным данным строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации НПАВ. Данные, представленные в табл. 3 (примеры 12 — 16), свидетель- 5

55 ствуют о линейной зависимости оптической плотности от концентрации НПАВ

С-20.

Пример ы 17 — 21 (подтверждаюцие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ С-10), Составляют серию растворов С-10 концентраций 0,010, 0,020; 0,030, 0,040, 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают соответственно 1,0; 2,0; 3,0;

4,0, 5,0 мл раствора С-10 концентрации О, 1 мг/мл и доводят объем до

10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12 — 16. Данные, представленные в табл. 3 по примерам 17—

21, свидетельствуют о линейной зависимости оптической плотности от концентрации С-10.

Пример ы 22 — 26 (подтверждающие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ неонол

АФ-9). Составляют серию растворов неонола концентраций 0,010, 0,020;

0,030, 0,040, 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают соответственно

1,0; 2,0; 3,0; 4,0, 5 0 мл раствора неонола концентрации 0,1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее вы.полняют операции по примерам 12 — 16.

Данные, представленные в табл. 3 по примерам 22 — 26, свидетельствуют о линейной зависимости оптической плотности от концентрации неонола АФ-9.

Пример ы 27 — 29 (подтверждающие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ в присутствии АПАВ). Составляют рабочие пробы, содержащие АПЛВ концентраций

0,050, 0,100; 0,200 мг/мл и НПАВ концентрации 0,050 мг/мл. Для этого в пробирки помещают 0,5; 1,0; 2,0 мл раствора АПАВ (сульфонол) концентрации 1,0 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ (С-20) концентрации О, 1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12 — 16. С помощью полученной градуировочной зависимости (табл. 3, примеры 12 — 16) определяют концентрацию НПЛВ в пробах.

Данные, представленные в табл. 4 по примерам 27 — 29, свидетельствуют о незначительном (не более 4 отн.Ж) отклонении результатов определения от введенного количества НПАВ.

Пример ы 30 — 32 (подтверя<даюцие применимость предлагаемого способа для определения НПАВ в присутствии ПАА). Составляют рабочие пробы, содержащие ПЛА концентраций

0 050 0,100; 0,200 мг/ил и FIIIAB кон1719971

Таблица 1

Оптическая плотность

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,035

0,085

0,130. 0, 1.85

0,235

Таблица 2

Пример Введено Добавка, мг/мл

Найдено ОтносиНПАВ, тельная мг/мл ошибка,Е

IIHAB С-20, мг/мл АПАВ ПЛА

6,0

20i 0

34,0

14,0

26,0

0,053

0,060

0,067

0,043

0,037

0,014

О, 200

О, 050, 0,050

0,050

О ° 050

О, 050

О, 100

72,0

0,200 центрации 0,050 иг/мл. Для этого в пробирки помещают 0,5, 1,0, 2,0 мл раствора ПЛЛ концентрации 1 мг/мл, прибавляют в каждую пробирку по 5 мл раствора НПАВ концентрации О, 1 мг/мл и доводят объем до 10 мл водой. Далее выполняют операции по примерам 12—, 16. С помощью полученной градуировоч ной зависимости (табл. 3, примеры

12 — 16) определяют концентрацию НПАВ ,в пробах. Данные, представленные в табл. 4 по примерам 30 — 32, свидетельствуют о независимости результатов определения НПАВ от содержания

ПАА в анализируемых пробах. Таким образом, предложен простой и экспрессный способ, позволяющий определять НПАВ в присутствии АПАВ и

ПЛА. Способ используют в аналитическом койтроле опытно-промышленного

Пример Введено НПАВ

С-20, иг/мл

6 0,050 0,050

7 0050 О, 100 производства полиакриламида для анализа объектов со значительным содержанием ПАА. Другие методы не позволяют проводить такое определение, так как задача разделения НПАВ и ПАА в анализе еще не решена.

Формула изобретения

Способ определения неионогенных поверхностно-активных веществ путем обработки анализируемой пробы уксусной кислотой реактивом Драгендорфа с последующим измерением оптической плотности полученного раствора, о тл и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью упрощения ускорения и повышения селективности определения, обработку ведут в присутствии полиакриламида при нагревании на кипящей водяной бане.

1719971

Таблица 3

При- IIIIAB Введено ИПАВ, Оптическая мер мг/мл плотность

0,070

12 С-20

О, 010

0,020

14

0,030

0,040

0,050

16

17 С-10

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

21

22 Неонол

ЛФ-9

0,010

О, 080

О, 150

0,020

0,030

0,040

0,050

0,230

О, 280

0,370

Таблица 4

Добавка, мг/мл

ЛПЛВ ПАА

Найдено

HIIAB9 мг/мл

Пример Введено

НПАВ С-20, мг/мл

Относительная ошибка,X

0,050

О, 100

0,200

4,0

2,0

2,0

0,050

О, 100

0,200

2,0

4,0

32 0,050

2,0

Составитель С.Хованская

Редактор М.Петрова Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Заказ 768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

О, 050

0,050

0,050

0,050

О ° 050

О, 165

О, 240

0,310

0,400

0,040

О, 100

О, 155

О, 190

0,240

О, 048

0,051

О, 051

О, 051

О, 052

О, 051