Способ определения о-нитроанилина и фенола в водных растворах

 

Использование: аналитическая химия. Сущность изобретения: анализируемую пробу обрабатывают бутиловым спиртом в присутствии сульфата натрия, взятого в количестве 30,0-34,2 мае. %jэкстракт отделяют и определяют в нем о-нитроанилин и фенол известным методом. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЫЛ „1767400 А1 (51) 5 G 01 N 21/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4Р;ИВЯИй

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1- - "" : « i А< j t+j t 1-.:-! si

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4892736/04 (22) 19.12.90 (46) 07,10.92. Бюл. М 37 (71) Воронежский технологический институт (72) Я.И. Коренман, Т.А. Кучмен ко и

Г,М.Смольский (56) Коренман И,М, Экстракция органических соединений, Уч. пос, изд, 2-е, Горький, 1973, с. 160.

Porter С.С. Anal, Chem., 1955, 27, р. 805.

Денеш И. Титрование в неводных средах, M. Мир, 1971, с. 256-258.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (разделение и анализ) и может быть использовано при анализе очищенных сточных вод предприятий, например, анилинокрасочной промышленности, содержащих о-нитроанилин и фенол.

Известен способ концентрирования органических соединений не смешивающимися с водой растворителями в присутствии высаливателя (1). Недостатком способа является невозможность раздельного определения о-нитроанилина и фенола при их совместном присутствии в экстракте.

Известен способ определения о-нитроанилина в среде диметилформамида по реакции с гидроокисью тетраэтиламмония (2).

Недостатком способа является высокий предел обнаружения о-нитроанилина.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ потенциометрического титрования фенола в среде диметилформамида (3). Недостатками спо(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ О-НИТРОАНИЛИНА И ФЕНОЛА В ВОДНЫХ PACТВОРАХ (57) Использование: аналитическая химия.

Сущность изобретения: анализируемую пробу обрабатывают бутиловым спиртом в присутствии сульфата натрия, взятого в количестве 30,0 — 34,2 мас., экстракт отделяют и определяют в нем о-нитроанилин и фенол известным методом. 1 табл. саба являются невозможность раздельного определения о-нитроанилина и фенола при совместном присутствии и высокий предел обнаружения фенола.

Цель изобретения — раздельное количественное определение о-нитроанилина и фенола, снижение пределов обнаружения и повышение точности определения.

Цель достигается тем, что способ определения о-нитроанилина и фенола включает обработку водного раствора органическим растворителем с последующим определением фенола потенциометрическим титрованием в среде диметилформамида, в котором новым является то, что обработку ведут органическим растворителем для концентрирования в присутствии высаливателя— сульфата натрия в количестве 30,0 — 34,2 мас.

% по отношению к водному анализируемому раствору, а в качестве органического растворителя используют бутиловый спирт, причем о-нитроанилин определяют в экстракте фотометрически,.

1767400

На основании проведенных исследований по патентной и научно-технической литературе можно сделать вывод, что технических решений со сходными признаками, свойства которых совпадали бы со свойствами предлагаемого технического решения, не обнаружено, а совокупность существенных признаков позволяет количественно раздельно определять о-нитроанилин и фенол, снизить пределы их обнаружения и повысить точность 10 определения. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенных отличий.

Положительный эффект по предлагаемому способу достигается за счет того, что 15 наиболее полное концентрирование о-нитроанилина и фенола из анализируемой водной пробы осуществляется бутиловым спиртом, а присутствие сульфата натрия способствует снижению растворимости бу- 20 тилового спирта в водной фазе, повышению концентрации фенола и о-нитроанилина в органическом растворителе, а также получению концентрата с таким содержанием воды, которое не мешает надежной индика- 25 ции точки стехиометричности при потенциометрическом титровании фенола.

Титрование в среде диметилформамида способствует увеличению скачка потенциала, что повышает точность определения. 30

Присутствие фенола в экстракте не мешает фотометрическому определению онитроанилина по собственной окраске.

Способ раздельного определения онитроанилина и фенола заключается в том, 35 что к 200 см насыщенного сульфатом натрия (30,0 — 34,2 мас. ) водного раствора о-нитроанилина и фенола добавляют 10 сМ з бутилового спирта и экстрагируют в течение

5 — 10 мин (этого времени достаточно для ус- 40 тановления межфазного равновесия). После расслаивания фаз (5 мин) отбирают экстракт и измеряют его оптическую плотность (А=

=411 нм,! = 1 см) на спектрофотометре (или.

ФЭК). Содержание о-нитроанилина находят 45 по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам определяемого вещества в органическом растворителе, Далее 5 см экстракта помещают в сосуд для потенциометрического титрования и добав- 50 ляют 15 см диметилформамида. Фенол оттитровывают при перемешивании с помощью магнитной мешалки 0,1 M раствором гидроксида калия в изопропиловом спирте. 55

Примеры осуществления способа.

Пример по прототипу. В 25 см диметилформамида растворяют 40 мл фенола.

Раствор титруют 0,1 моль/дм изопропанольным раствором КОН. Содержание фенола находят на основании потенциометрической индикации момента стехиометричности. Минимальная определяемая концентрация фенола Сф = 1 мг/смз.

Предлагаемый способ, Пример 1. К 200 см анализируемой воды, насыщенной сульфатом натрия (34,0 мас. ), прибавляют 10 см бутилового спирта и экстрагируют в течение 10 мин.

После расслаивания фаз (5 мин) отбирают экстракт и на спектрофотометре измеряют оптическую плотность окрашенного в желтый цвет раствора (1=411 нм) в кюветах с толщиной поглощающего слоя (= 1 см. В качестве раствора сравнения используют бутиловый спирт. Содержание о-нитроанилина находят по градуировочному графику, построенному по стандартным. растворам о-нитроанилина в бутиловом спирте, Исходное соотношение объемов водной и органической фаз (г) равнялось 20. Концентрация о-нитроанилина рассчитывается по уравнению:

So г

В= D где S> — концентрация о-нитроанилина в водном растворе, мг/см;

So — концентрация о-нитроанилина в органической фазе, мг/см;

D — коэффициент распределения о-нитроанилина в насьнценном сульфатом натрия растворе между бутиловым спиртом и водой;

r — соотношение объемов водной и органической фаз, Далее 5 см экстракта помещают в со з суд для титрования, снабженный магнитной мешалкой, и добавляют 15 см диметилформамида. Фенол оттитровывают 0,1 М раствором КОН в изопропиловом спирте.

Концентрацию фенола в экстракте Сф находят потенциометрическим методом, Градуировочный график строят по стандартным растворам фенола в диметилформамиде в координатах: объем титранта, соответствующий моменту стехиометричности, — концентрация фенола, Концентрацию фенола в водном растворе рассчитывают по уравнению

Св = — -, D где Cs — концентрация фенола в анализируемом водном растворе, мг/см;

Сф — концентрация фенола в органическом экстракте, мг/см;

0 — коэффициент распределения фенола между бутиловым спиртом и водным раствором сульфата натрия.

1767400

Расчет по примеру 1.

Для фенола: Сф = 0,01 мг/cM; D =150;

Св = 0,01/150 = 0,07 мкгlсм . Для о-нитроз анилина: Со = 0,01 мгlсм; Э = 200. Конценз. трация о-нитроанилина в водной фазе: Св = 5

=0,01 20/200 = 0,001 мг/см, Пример 2. К 200 смз исследуемой воды, насыщенной сульфатом натрия (30,0 мас. ), прибавляют 10 см бутилового спирта и далее анализируют, как указано в 10 примеуе 1: CB = 0,001 мг/см, Сф = 0,01

° з мг/см, Пример 3, К 200 смз исследуемой воды, нас ы щен ной сул ьфатом натрия (34,2 мас. ), прибавляют 10 см бутилового 15 спирта и далее анализируют, как указано в примезре 1: Со = 0,001 мг/смз, С<ь = 0,01 мг/см .

Пример 4. К 200 см исследуемой воды, насыщенной сульфатом натрия (34,4 20 мас. ), прибавляют 10 см бутилового. спирта и далее анализируют, как указано в примере 1. Способ неосуществим, так как вы падают кристалл ы соли (сорбция on ределяемых веществ). 25

Пример 5, К 200 см исследуемой з воды, насыщенной сульфатом натрия (28.0 мас. %), прибавляют 10 см бутилового спирта и далее анализируют, как указано в примере 1. Способ неосуществим, так как в 30 этих условиях выделяется органическая фаза, содержащая такое количество воды, которое не позволяет количественно оттитровать фенол.

Пример 6, К 200 см исследуемой 35 воды, насыщеннол сульфатом натрия (26.,0 мас.,), прибавляют 10 смз бутилового спирта. Способ неосуществим, так как в этих условиях не происходит образоьание органической фазы, 40 .Из примеров 1 — 6 и таблицы видно, что положительный эффект по предлагаемому способу достигается при введении в водную пробу 30,0 — 34,2 мас. сульфата натрия и. соотношении объемов водной и органиче- 45 ской фаз, равном 206:10, Эти условия позволяют получить концентрат и раздельно определять о-нитроанилин фотометрическим способом (по собственной окраске) и фенол — методом потенциометрического титрования в среде диметилформамида.

При уменьшении количества вводимого высаливателя (примеры 5 и 6) осуществление способа невозможно вследствие выделения концентрата с таким содержанием воды, которое мешает определению фенола. Увеличение количества вводимого высаливателя (пример 4) приводит к выпадению кристаллов соли (образованию новой фазы), мешающих определению.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ имеет следующие преимущества; создаются условия для раздельного количественного определения о-нитроанилина и фенола при их совместном присутствии в водной пробе„ снижаются пределы обнаружения для фенола в 100 раз (пo прототипу 1 мг/смз, про изобретению — 0,01 мгlсмз); повышается точность определения: для о-нитроанилина в 2 раза, для фенола в 2 раза в условиях, одинаковых с прототипом (Сф = 1 мг/см ), и в 1,3 раза в условиях, когда количественное определенис по прототипу неосуществимо; предлагаемый способ прост в исполнении, не требует дорогостоящих реагентов и приборов.

Формула изобретения

Способ определения о-нитроанилина и фенола в водных растворах, включающий обработку органическим растворитвяем, о тличающийся тем,что,сцельюих раздельного коллчественного определения, снижения пределов обнаружения и повышения точности определения, обработкуорганическ<лм растворителем ведут в присутствии сульфата натрия в количестве

30,0 — 34,2 мас, по отношению к пробе, в качестве органического растворителя используют бутиловый спирт с последующим определением в экстракте о-нитроанилина и фенола известными методами, 10

1767400

Сравнение результатов осуществления способов по прототипу и предлагаеиому способу

Принерм осуществления способа фенол о-нит- фенол о-нит- фенол о-нит- фенол о-нитроани- ровни роани- роанилин лин лин лин

Критерий сравнения

По прототипу фенол о-нитроанипин фенол о-нит- фенол роанилин

6,3

6,5 5,5

5,0 3,3

6,4 6,5

4,0 6,0

2,0 3,1

10,0 1,0

10,0 1,0

1000 способ не осуществляется> способ осуществляется

Составитель С. Хованская

Редактор Н, Хорина Техред М.Моргентал Корректор И. Шмакова

Заказ 3544 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Ошибка определения,2

С, „ 0,0005,мг/см»

0>0010, мг/см

С » „ 0,0100, мг/см»

С „ „ 1,0000, мг/см»

Предел обнарувения, мг/дм»

Возможность осуществления способа (концентрация вн" саливателя) ав

П р и м е ч а н и е.

6,3

6,5 5,5

5,0 3,3

2,0 3,1

10,0 1,0

6,3

6,5 5,5

5,0 3,3

2,0 3,1