Способ количественного определения органического углерода в водных пробах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСЛНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " 734556 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (5! )М. Кл.

G 01 N 31/16 (22) Заявлено 12.10.77 (21) 2534566/23-04 с присоединением заявки Ж

Гвсударстввииый комитет (23) Приоритет ио делам иэооретеиий и открытий

Опубликовано 15.05.80 ° Бюллетень Ле 18

Дата опубликования описания 18 05 80 (53) УДК

543.842 (088.8) (72) Авторы изобретения

Т. Н. Иванов и А. Н. Атанов (71.) Заявитель

Тбилисский филиал научно-исследовательского института метрологии им. Д, И. Менделеева (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО

УГЛЕРОДА В ВОДНЫХ ПРОБАХ

Изобретение относится к области гидрохимии и аналитической химии и может быть использовано при анализе вод на содержание углерода в органических соединениях с целью определения загрязненности водоемов.

Известен способ определения углерода в органических соединениях, основанный на фотодеструкции органических веществ, растворенных в воде, до двуокиси, углерода. Недостатком способа является длительность анализа и его сложность (1) .

Наиболее близким по технической сущности является способ количественного определения углерода в органических соединениях путем обработки пробы анализируемого вещества металлической ртутью и раствором серной кислоты, облучения полученной смеси ртутнокварцевой лампой, дожигании выделяющихся летучих веществ в трубке с окисью меди при

700 С с последующим определением выделяющегося углекислого газа кулонометрическим гитрованием (2), Недостатком способа являешься его сложность и длителы.ость (время:пюлиза 1 ч).

Целью изобретения является упрощение способа к сокращение времени анализа.

Поставленная цель достигается описываемым способом, который состоит в том, что пробу анализируемого вещества обрабатывают раствором сульфата четырехвалентного церия в

1 — 6 M растворе серной кислоты, облучают ртутно-кварцевой лампой с последующим дожиганием выделяющихся летучих веществ при температуре 900 — 950 С и определением выделяющегося углекислого газа кулонометрическим титрованием.

Отличительная особенность способа состоит в том, что в качестве окислителя используют раствор сульфата четырехвалентного церия в

1 — 6М растворе серной кислоты и дожигание выделяющихся летучих веществ ведут при температуре 900 — 950 С.

Пример. Определение содержания органического углерода в водном растворе щавелевой кислоты с концентрацией 0,0945 г/л, что соответствует концентрации по органическому углероду 18 мг/л.

Таблица 1

0,0

Щавелевая

18,00

18,00

0,00

94,50

0,00

0,00

47,25

9,00 кислота

18,00

18,25

Сахароза

+1,4

+0,25

42 75

-0,04

-0,2

17,96

Глицерин

46,00

18,00

Кислый фталат калия

18,30

31,13

+0,30

18,00

+1,7

Бензойная кислота

17,98

26,15

18,00

-0,1

-0,02

Уксусноэтиловый эфир 33,00

18,00

-0,36

-2,0

17,64

Трилон Б

Хингидрон

55,78

18,00

17,86

-0,14

-0,8

27,30

18,00

+0,22

18,22

+1,2

Ацетофенон

22,51

18,00

18,38

+0,38

+2,1

Толуол

19,75

18,00

-0,27

17,73

-1,5

Изоамиловый спирт

26,40

18,00

18,00

0,00

0,0

После подкисления водной пробы объемом

10 мл 0,5 мл 0,2н. раствора серной кислоты и 5-минутной продувки очищенным воздухом с целью удаления растворенной СОа к водной пробе добавляют 0,5 мл 0,067 М раствора сульфата церия в 1М серной кислоте и включают ртутно-кварцевую лампу ПРК вЂ” 7, Температура печи дожигания 900 + 5 С. Время анализа 9 мин, количество определенного углерода в пробе 0,180 мг, что соответствует

В табл. 2 приведены данные, по выбору оптимального объема окислителя на примере

73455Ü 4 концентрации органического углерода в водном растворе 18,0 мг/л. Абсолютная погрешность определения равна О.

Аналогичным образом проведено определе5 ние содержания органического углерода и в водных растворах других органических веществ с концентрацией 18 мг/л Сорг> а также в водном растворе щавелевой кислоты с концентрацией 9 мг/л Сорг, Полученные данные

10 приведены в табл. 1. фотохимического окисления водных растворов щавелевой кислоты.

734556

Т а б л и ц а 2

99,6

14,0

0,06

99,8

11,0

0,12

100,0

0,25

100,0

9,0

0,50

100,2

9,0

1,00

0,06

99,8

12,0

100,1

9,5

0,12

99,9

8,5

0,25

0,50

100,0

8,0

100,0

8,0!,00

Таблица 3

100,0

18,0

9,0

100,0

8,0

9,0

100,1

18,0

9,0

100,0

9,0

8,0

В табл, 3 приведены данные, подтверждающие независимость временИ анализа н его результатов при использовании 0,067 М раствора сульфата церия в 1 и 6 М серной кислоте. З5

Количество серной кислоты на 1 л раствора окислителя с концентра

0,067 М, моли

В табл. 4 приведены данные, полученные при определении содержания органического углерода в водных растворах некоторых оргаПовышение концентрации сульфата церия в растворе нецелесообразно вследствие органической растворимости соли в воде и разбавленных водных растворах. нических веществ при различной температуре печи дожигания. Из данных, приведенных в табл. 4, следует, что оптимальной является (34556

Исследуемое вещество

Время анализа, мин теп

Щавелевая кислота

18,0

9,0

100,0

18,0

900

100,0

9,0

9,0

100,0

8,0

9,0

900

100,0

8,0

14,0

Сахароза

18,0

500

69,0

18,0

900

101,4

15,0

Глицерин

18,0

18,0

800

93,5

18,0

98,2

17,0

18,0

900

99,8

16,0

Кислый фталат калия

18,0

101,7

12,0

180

950

101,8

12,0

1000

18,0

102,3

13,0

Сравниваемая вел

Щавелевая кислота

6,6,4

)7 з

Гах i} и

3,6

7 температура 900 — 950 С, при более низких температурах результаты оказываются заниженными, в то время как при более высоВ табл. 5 приведены сравнительные данные, характеризующие скорость процесса . и время анализа на содержание органического ких температурах результа1ы гавьппены вследствие резкого повышения уровня фона.

Таблица 4

Температу печи дожи гания, С углерода в водных пробах при использовании предложенного и известного способов, а также ошибок определения.

Та блица 5

734556

3,6

9,97

Глицерин

18 90

7,93

13,33

19,28 14,64

7,7

7,97

Толуол

5,85

7,00

3,2

Сахароза

До 1 ч

ss

19

14

Хин гидрон

Ацетофенон

30

Толуол

17

0,0

+1,4

-0,2

+1,7

-0,1

Константа скорости, 1 ч

Время анализа, мин

Ошибка определения,%

Кислый фталат калия

Бензойная кислота

Уксусноэтиловый эфир

Трилон БХингидрон

Ацетофенон

Изоамиловый спирт

Щавелевая кислота

Глицерин Кислый фталат калия

Бензойная кислота

Уксусноэтиловый эфир

Трилон Б

Изоамиловый спирт

Щавелевая кислота

Сахароза

Глицерин

Кислый фталат калия

Бензойная кислота

Продолжение таблицы 5

Около 30 мин 8

734556

Продолжение табл. 5

Уксусноэтиловый эфир

-2,0

-0,8

Трилон Б

Хингидрон

+1,2

Ошибка определения, %

Ацетофенон

Толуол

+2,1

-1,5

Изоамиловый спирт

0,0

35

Составитель С. Хованская

Техред M.Ïåòêî Корректор В. Бутяга

Редактор Л. Емельянова

Заказ 2159/49

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 5, использование сульфата церия позволяет повысить скорость анализа при условии полного окисления органических веществ, содержащихся в водной пробе.

Формула изобретения

Способ количественного определения органического углерода в водных пробах путем обработки пробы анализируемого вещества раствором окислителя в серной кислоте, облучения ртутно-кварцевой лампой с последую,щим дожиганием выделяющихся летучих веществ н определением утлекислого газа кусищ, нометрическим титрованием, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью упрощения способа и сокращения времени анализа, в качестве окислителя используют 0,06.— 0,07 М раствор четырехвалентного церия в 1 — 6 М растворе серной кислоты и дожигание летучих веществ ведут при температуре 900 — 950 С.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Семенов А. Д. Сойер В. Г. и др.. Фотохимическая минерализация органических веществ при определении углерода, фосфора и азота в природных водах, ЖАХ, 1976, r., т. 31, вып.10, с. 2030.

2. Авторское свидетельство СССР N 395755, кл. G 01 и 25/22 опублик. 1973.