Способ определения гидрохинона и метола в водных растворах

 

Изобретение относится к области аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для контроля производства химических соединений в очищенных сточных водах фотографической промышленности. Технический результат изобретения заключается в снижении уровня определяемых концентраций и расширении области применения способа. Сущность: способ предполагает предварительную обработку пробы диоксаном при соотношении исходных объемов водной и органических фаз 10:1 в присутствии сульфата аммония в количестве 35-39 мас. % и последующее вольтамперометрическое определение гидрохинона в выделившейся органической фазе, а метола - в водной фазе на платиновом электроде. 1 табл.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для контроля производства химических соединений в очищенных сточных водах фотографической промышленности.

Аналогом является способ вольтамперометрического определения гидрохинона (пирокатехина) и гваякола (SU, Патент N 20947889, кл. C 01 N 27/28, 27/48, 27.10.97). Способ предполагает стадию экстракционного концентрирования фенольных соединений диоксаном в присутствии высаливателя (сульфат аммония). Вольтамперометрическое определение фенолов в органической фазе проводят в трехэлектродной ячейке (производство Кубанского университета). Недостаток способа - невозможность определения метода в органической фазе и применение для вольтамперометрического детектирования специально изготовленной трехэлектродной ячейки, что существенно затрудняет применение способа для массовых анализов.

В качестве прототипа выбран способ вольтамперометрического определения гидрохинона и метола в проявителях (Замалеева Р.К., Кузовенко Н.М., Гороховский В.М. и др. // Технология регистрирующих сред. - М., 1989. - С. 69-74). Способ позволяет определять гидрохин и метол только в водных средах при их высоком содержании в проявителях и характеризуется невысокой чувствительностью.

Задачей изобретения является снижение уровня определяемых концентраций органических соединений за счет экстракционного концентрирования гидрохинона в органической фазе, расширение области применения (возможность определения микроколичеств гидрохинона и метола в очищенных сточных водах фотографической промышленности в присутствии фенола и формальдегида).

Поставленная задача достигается тем, что способ определения гидрохинона и метола в водных растворах, включающий подготовку пробы и определение вольтамперометрическим методом, предполагает предварительную обработку пробы диоксаном при соотношении исходных объемов водной и органической фаз 10:1 в присутствии сульфата аммония 35 - 39 мас.%, и последующее определение гидрохинона в выделившейся органической фазе, а метола в водной фазе на платиновом электроде.

Предлагаемый способ позволяет селективно определять метол и гидрохинон на стадии экстракционного концентрирования, не требует применения специального оборудования, позволяет снизить уровень определяемых концентраций, а также расширить области применения.

Примеры осуществления способа Пример 1 К 300 см³ анализируемой водной пробы (pH 2-3), содержащей гидрохинон и метол, добавляли 39 мас.% сульфата аммония и 30 см³ диоксана, экстрагировали на вибросмесителе в течение 15 мин. После расслаивания фаз (15 мин) отделяли органический слой, добавляли фоновый электролит (буферный раствор Бриттона, pH 2-3) и помещали в трехэлектродную ячейку. В качестве рабочего микроэлектрода применяли платиновый электрод (торец платиновой проволоки S = 0,12 см², запаянный в стеклянный резервуар); вспомогательный электрод - платиновая пластинка площадью S = 4 см², электрод сравнения - насыщенный хлоридсеребряный.

Все измерения проводили при 20±1^oC. Вольтамперограммы снимали на полярографе LP-7 в режиме линейной развертки и записывали с помощью компенсационного самописца КСП-4 в интервале потенциалов от 0,1 до 1,2 В при скорости наложения линейного поляризующего напряжения 200 мВ/мин. Рабочий диапазон тока - 0,1 - 14 мкА (в зависимости от содержания определяемых компонентов в пробе).

Концентрацию гидрохинона в анализируемой водной пробе вычисляли по формуле: C = C₀ • 100/R, где C₀ - концентрация гидрохинона в экстракте, которую находят методом добавки, мг/дм³; C - концентрация гидрохинона в исходной водной пробе, мг/дм³; R - степень извлечения гидрохинона в системе диоксан-водно-солевой раствор, % (94%).

Степень извлечения (R, %) рассчитывали по уравнению: R = D • 100/(D + V_в/V_о).

где D - коэффициент распределения гидрохинона в системе диоксан-водно-солевой раствор; V_в/V_о - соотношение объемов равновесных водной и органической фаз.

Аналогично снимали вольтамперограммы метола в водной фазе. Концентрацию метола находили методом добавки, мг/дм³.

Определение гидрохинона и метола возможно в присутствии 100-кратного избытка фенола и формальдегида, которые присутствуют в сточных водах фотографической промышленности и не дают в рекомендованных условиях анализа вольтамперных кривых.

Пример 2 К 300 см³ анализируемой водной пробы (pH 2-3), содержащей гидрохинон и метол, добавляли 39 мас.% сульфата аммония и 60 см³ диоксана (соотношение исходных объемов водной и органической фаз 5:1). Способ осуществим. Получены аналогичные вольтамперные кривые. Однако увеличение объема добавляемого растворителя приводит к повышению уровня определяемых концентраций, а также к перерасходу реагентов.

Пример 3 К 300 см³ анализируемой водной пробы (pH 2-3), содержащей гидрохинон и метол, добавляли 39 мас.% сульфата аммония и 15 см³ диоксана (соотношение исходных объемов водной и органической фаз 20:1). Далее анализировали по примеру 1. Способ неосуществим вследствие недостаточного объема органической фазы для последующего анализа.

Пример 4 К 300 см³ анализируемой водной пробы (pH 2-3), содержащей гидрохинон и метол, добавляли 35 мас.% сульфата аммония и 30 см³ диоксана. Далее по примеру 1. Способ осуществим.

Пример 5 К 300 см³ анализируемой водной пробы (pH 2-3), содержащей гидрохинон и метол, добавляли 34 мас.% сульфата аммония. Далее по примеру 1. Способ неосуществим, т.к. не происходит образования самостоятельной органической фазы.

Пример 6
К 300 см³ анализируемой водной пробы (pH 2-3), содержащей гидрохинон и метол, добавляли 40 мас.% сульфата аммония. Далее по примеру 1. Способ осуществим, но выпадающий из раствора избыток сульфата аммония мешает определению метола и вызывает дополнительные расходы реагентов.

Результаты определения приведены в таблице. Правильность полученных результатов оценивали методом "введено-найдено".

Предлагаемый способ позволяет селективно определять гидрохинон и метол на стадии экстракционного концентрирования в присутствии фенола и формальдегида и снизить предел обнаружения в 10 раз за счет 10-кратного концентрирования, а также расширить области применения.

Формула изобретения

Способ определения гидрохинона и метола в водных растворах, включающий подготовку пробы и определение вальтамперометрическим методом, отличающийся тем, что пробу предварительно обрабатывают диоксаном при соотношении исходных объемов водной и органической фаз 10:1 в присутствии сульфата аммония в количестве 35 - 39 мас.%, последующее определение гидрохинона проводят в выделившейся органической фазе, а метола - в водной фазе на платиновом электроде.

РИСУНКИ

Рисунок 1