Способ обработки пробы воды для количественного определения содержания алкилсульфатов и алкилбензолсульфонатов

 

О !П И С А Н И Е >769429

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.06.75 (21) 2140892/23-04 (51) М.Кл" 6 01 N 31/08 с присоединением заявки—

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень ¹ 37 (45) Дата опубликования описания 13.12.80 ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543 38 (088.8) (72) Авторы изобретен Hÿ (71) Заявитель

Ф. Г. Дятловицкая, Л, Е. Ботвинова и О. И. Волощенко

Киевский H3 ИО-исследовательски!i институт общей л коммунальной гигиены (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ 11 РОБЫ ВОДЫ

ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕHHorO ОГ1РЕДЕЛЕНИЯ

СОД P -,1 1 .! 1 АР -К Р Р, т1

И АЛ КИЛЬ ЕНЗОЛСУЛЬФОНАТОВ

Изобретение относится к химическому анализу,и может быть, использовано в системе санитарного. надзора при,контроле качества промышленных сточных и природных вод.

Известен способ обработки пробы .воды для количественного определения содер кания алкилсульфатов и алкилбензолсульфонатов, основанный на том, что в сильно кислой среде гидрол из алкилсульфатов протекает намного быстрее, чем гидролиз алкиларилсульфонатов: .например, при кипячении разбавленного раствора, содержащего эти соединения,и соляную кислоту, происходит количественный гидролиз алкил- I5 сульфатов, в то;время как глубина гидролиза алкилбензолсульфонатов не превышает 2 о!о. Затем гидрол изат обрабатывают щелочным буферным раствором и хлороформом экстрагируют спирты .и алкилбен- 2С золсульфонаты, экстракт обрабатывают серной кислотой и метиленовым синим с получен нем окрашенного соединения метиленоВо o синего с сульфонатом. Колориметрирование окрашенных растворов позволяет определить содемкание сульфоната. Сравнивая эти показания с показаниями негидролизованного экстракта, получают данные о содержании каждого из указанных классов соединений (1). 30

Такой cIIocoo xBp IITcp H3, eTcsl большой чувствительностью (=0,2 IM/ë). Недостаток его связан с тем, что целый ряд неорганических анпонов, например ХО;, CN

СгО., CIO, дает окрашиванпе с метиленозым синим, что приводит к завышенным результатам. К этому же приводит и присутствие в воде красителей.

Целью изобретения является повышение селективности анализа, за счет .исключения маскирующего влияния неорганических анионов и красителей.

Цель достигается тем, что:в предлагаемом способе экстракт подвергают хроматографическому разделению на закрепленном тонком с ое неактивированной окиси миния в системе, состоящей из этилацетата, метанола и водного раствора аммиака, взятых в соотношении 4 — 8: 1: 0,3б — О,б4 с последующим проявлением хроматограммы.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Образец воды, содержащий алкилсульфаты и алкилбензол, сульфонаты обрабатывают кислотой в условиях, обеспечивающих селективный гидролиз алкнлсульфатов, из кислого раствора — гидролпзата извлекают экстракцией хлороформом .высшие

769429

Пример 1. Определение алкилсульфатов и алкилбензолсульфонатов;в,природной воде.

Отбирают 500 мл природной воды, наливают в фарфоровую ча шку и упаривают ,на кипящей .водяной бане до объема 40 л л.

Остаток охлаждают я переносят в стеклян,ную ампулу ПК-50 емкостью 50 мл с помощью стеклянного шприца. Затем в эту же ампулу также при помощи стеклянного шприца,вносят 10 мл концентрированной соляной кислоты. Ампулу запаивают на кипящей водяной бане в течение 2 ч. За это время алкилсульфаты количественно превращаются,в жирные .спирты. По окончании гидролиза ампулу всирывают, содержимое переносят в делительную воронку и экстрагируют один раз 20 мл хлороформа .в течение 5 мин. Хлороформный слой отделяют, переносят в фарфоровую чашку, упаривают на водяной бане до о бъема менее 0,5 мл и наносят на стекло с адсорбентом при помощи стекляниого капилляра. Адсорбентом служит окись алюминия в закрепленном пипсом неакт ивированном слое. После нанесения стекло с адсорбентом помещают в хроматографическую камеру,,куда за 1 ч до этого наливают подвижный растворитель. Последним служит система этилацетат — метанол125 -ный раствор аммиака

nсоотношении (6: :1: :0,5). Когда фронт раст вор ителя достигнет верхнего .края стекла, его вынимают из камеры, высушивают на воздухе до удаления паров раствор|ителя (15 — 20 мин) и проявляют спиртовым раствором родамина ба. В присутствии сульфанола .на хроматограмме,проявляется пятно темно-розового цвета (Rf 0,4), а в,присутствии лаурилсульфата натрия — пятно светло-желтого цвета (Rf i0,85) на розовом фоне сорбента. Количественное определение лаурилсульфата натрия выполняют по,пло1цади пятна путем сравнения площади пятна пробы с площадями соответствующих стандартных пятен сульфонала и,лауринового спирта. Чувспвительность определения

".оставляет 100 лкг в,пробе или 0,2 мгlл.

Шкалу стандартных пятен сульфонола я лауринового спирта готовят;из растворов этих веществ концентрацией 10 г/л (в хлороформе), нанося на адсорбент 0,01; 0,02;

0,03; 0,05 мл каждото из стандартных рас.пворов, что соответствует 100, 200, 300 и

500 мкг сульфонола m лауринового спирта.

Затем хроматографируют в системе этилацетат — метанол — 25о -,ный раствор аммяаспирты и алкилбензолсульфонаты и экстракт подвергают хроматопрафическому .разделению,на закрепленном тонком слое неактивираванной окиси ал1омин ия в системе, "остоящей .из этилацетата,:метанола и вод.ного раствора аммиака, взятых в соотноше1ии 4 — 8: 1: 0,36 — 0,64 с последующим проявлением хроматограммы.

1О

25 зо

65 ка (6: 1: 0,5),и проявляют 0,1 -ным спиртоводным раство|ром:родамина 6Ж. Пятна лауринового опирта и сульфонола имеют правильную элл1иптическую форму, и площади их рассчитывают как .произведение осей эллипса. Для расчета содержания лауоилсульфата натрия результат определения лауринового спирта умножают на 1,54.

Пример 2. Определение алкилсульфатов и алкилбензолсульфонатов в сточных водах.

В производственных сточных водах oIIредсление лаурилсульфата натрия и сульфонола вылоняют аналогично описанному в при.мере 1.

В этом случае отбирают 5 — 40 мл сточной воды в зависимости от предполагаемого содержания в ней анионоактивных ПАВ, разбавляют, если нужно, дистиллированной водой до объема 40 мл, вливают в ампулу, при бавляют 10 л л концентрированной соляной кислоты, запаивают ампулу и проводят гидролиз на кипящей водяной бане в течение 2 ч. Затем .выполняют все операции, как описано, для природной воды. Количественное определение выполняют также по ,площади пятна. Hpm,малом содержания анионоактивных ПАВ,в очищенных сточных водах некоторых предприятий упаривают

100 — 200 мл, а затем продолжают анализ, как указано выше.

Чувствительность предлагаемого способа составляет 0,2 мг/л для лаурилсульфата натрия и сульфонола и позволяет определять эт1и соединения при содержании меньшем, чем гигиенический норматив.

Лабораторные испытания, проведенные с чеочищенными и очищенными водами х имических предприятий, содержащими различ,ные концентрации анионоактивных ПАВ, а также с пробами воды из природных водоемов, показали, что,предлагаемый способ характеризуется высокой чувствительностью (0,2 мг/л) и позволяет раздельно определять лаур илсульфат натрия и сульфонол,в широком диапазоне концентраций.

Результаты испытаний .приведены в табл. 1.

Пр и и е р 3. Для сравнения эффективности способа согласно изобретению со способом-прототипом проводят ряд параллельных экспериментов на модельных смесях.

Результаты определения алкиларилсульфонатов (сульфонола) и алкилсульфатов (лаурилсульфата натрия) в присутствии неорганических анионов и красителей при помощи колор иметрического метода (с метиленовой синью) приведены в табл. 2 и 3 соот,ветственно.

Результаты определения алкиларилсульфонатов я алкилсульфатов в присутствии тех же неорганических анионов;и красителей при помощи тонкослойной хроматографии приведены в табл. 4 и 5 соответстван,но.

769429

Таблица 1

Результаты анализа анионоактивных ПАВ в производствечных сточных водах и природных водах

Содержание. мг/л :

Проба

l с льфонола фата на прня

Общезаводской сток Киевского завода «Заря» (до очистки)

То же

>>

>>

То жс (после оч..стки)

Общезаводской сток Киевского кожзавода (до очистки)

То же

То же (после очистки)

То же

>>

Общезаводской сток Киевского шелкового комбината (до очистки)

То же (после очистки)

Сброс из цеха Черниговского камвольно-суконного комоината

Сброс из цеха ЖМС Шебекинского химкомбината

Природная вода из р. Днепр у»еста впадения р. Лыбпдь ниже впадения о. Лыбидь

100,0

20.0

50.0

46,0

21,0

600.0

02,0

43,0

150,0

3,7

10,0

21,5

4,5

12.5

3,75

10,0

12 5

5.0

3,75

3,4

6.0

2,5

30,0

2,3

50,0

35,0

20,0

3,1

0,45

0,25

0,25

0.25

0 20

0,40

0,42 ") Данные тонкослойной хроматографии.

Таблица 2

Прибавлено, мл/л

Фактически найдено сульфонола, мг/л

Внесено сульфонола, мг/л

Относительная погрешность %

20 красителей анионов з

О ч

О 3

5,5

18,2

5l5

7«3

615

Вофаланов антрахиноновых

258

18„6

18>6 30.0

4>3 О

115 0

Таблица 3

Прибавлено ЯЭ мг/л

1 красителей

Внесено лаурилсульфата, мг/л

Вофгланов

Антрах;.: онозых (Катиоппых

Ян 4

16,о,2С) 0

200."- 2 g

"1" 0 оо;0 ниже выпуска стоков Дарницких химических предприятий ниже магистрального канала

Природная вода из р. Прут г. Черновцы

Шахтная вода, 1. нсч1 tl -,;и I окая область

Факт1."чески найдено Относительная полаурилсульфата, мг/л грешность, !

769429

Таблица 4

Прибавлено, мг/л

Внесено сульфонола, иг/л фактически наиде по сульфонола,,иг/л

Относительная погрешность %

20 красителей анионов

1ч Оз

СО, CNS

22,5

21,3

1 1,0

2ч,о

20,0

2010

6,5

8,5

21,7

20,0

18,5

16,5

Вофалапов

Лптрахиноновых

: Хромовых

0,0

7,5

17,5

20,.0

20,0

20i,0

Таблица 5

П»пбавлено Фактически найдено

203 иг/л анионов лаурилсульфата, иг/л

Относительная погрешность, %

Внесено лаурилсульфата, .яг/л

NO, СгО, CNS

20,0

18,0

50,0

48,5

0,0

10,0

0,0

3,0

20,0

20,0

50,0

50,0

CCllOO

Ф о р м у л а,и з о б р е т е,н,и я

Составитель M. Бабминдра

Техред О. Павлова Корректор И. Осиповская

Редактор 3. Бородкина

Ваказ 1286/1299 Изд. ¹ 480 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип Харьк. фил. пред. «Патент»

Таким образом, полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что точность определения алкилсульфатов и алкиларилсульфонатов (лаурилсульфат .натрия, сульфонол) в воде колориметрическпм методом с метиленовой си ныл в присутствии неорганических анионов и красителей весьма невысокая. Относительная погрешность определения находится в пределах

20 — 115%. 10

Относительная погрешность определе. ния этих веществ в присутствии;неорганических анионов и красителей при помощи тонкослойной хроматографии составляез

65 — 17 5%. 15

Способ обработки пробы воды для кол1ичественного определения содержания алкилсульфатов и алкилбензолсульфонатов, включающий кислотный гидролиз алкилсульфатов с образованием жирных спиртоь и извлечение последних и алкилбензолсульфонатов .из гидролизата экстракцией хлороформом, о т л,и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью повышения селективности анализа за счет исключения маскирующего влияния неорганических анионов, экстракт подвер гают хроматографическому разделению на. закрепленном тонком слое неактивирован. ной окиси алюминия в системе, состоящей .из этилацетата, метанола и водного раствора аммиака, взятых в соотношении 4 — 8: 1:

:0,36 — 0,64 с последующим проявлением хроматограммы.

Источник, информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Закупра В. А. Анализ поверхностноактивных .веществ, Киев, «Техника», 1972,. с. 95 — 98 (прототип).