Способ определения нитробензола

 

Использование: в аналитической химии. Сущность изобретения: анализируемую пробу обрабатывают 10%-ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте, реакционную смесь разбавляют водой, экстрагируют гексаном при pH 0 - 1. Гексановый экстракт обрабатывают диметилформамидом и 10%-ным раствором гидроксида натрия, взятых в соотношении 98 : 2 (по объему), окрашенный экстракт отделяют и фотометрируют. 2 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к анализу нитробензола, и может быть использовано в практике заводских контрольно-аналитических лабораторий, центральных заводских лабораторий химических предприятий, санэпидстанций, химико-токсикологических лабораторий. Способ относится к числу массовых.

Известен способ определения нитробензола путем обработки анализируемой пробы цинком в среде хлороводородной кислоты, охлаждения реакционной смеси до 5^оС, разбавления водой, последовательной обработки нитритом натрия, сульфаминовой кислотой, Чикаго-кислотой в разбавленной (1:100) хлороводородной кислоте и ацетатом натрия с последующим нагреванием реакционного раствора в течение 20 мин при 50^оС, разбавлением его водой и измерением через 4 часа оптической плотности [1].

Способ отличается трудоемкостью и длительностью выполнения.

Известен способ определения нитросоединений (нитробензола), состоящий в том, что анализируемую пробу, растворенную в хлорбензоле, обрабатывают анилином с последующим измерением оптической плотности продукта реакции при длине волны 400 нм [2].

Способ характеризуется недостаточно высокой селективностью и низкой чувствительностью.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам является способ определения нитробензола, заключающийся в обработке анализируемой пробы 10%-ным раствором нитрата аммония в серной кислоте в течение 2 ч, разбавлении реакционной смеси водой, нейтрализации среды водным аммиаком, экстракционном извлечении продукта реакции диэтиловым эфиром, испарении эфира, растворении сухого остатка в ацетоне с последующей обработкой раствором гидроксида натрия (или калия) в метаноле и регистрацией появляющегося окрашивания [3].

Способ характеризуется длительностью выполнения (135-150 мин) и низкой точностью (относительная ошибка составляет около ±15%).

Целью изобретения является сокращение времени определения и повышение точности способа.

Поставленная цель достигается с помощью предлагаемого способа, который заключается в обработке анализируемой пробы 10%-ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте, разбавлении реакционной смеси водой, экстракции продукта реакции гексаном из кислой среды, отделении гексанового слоя с последующей его экстракцией смесью ДМФА и 10%-ного раствора гидроксида натрия, взятых в соотношении 98:2 (по объему), отделением окрашенного экстракта и его фотометрированием.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что анализируемая проба обрабатывается 10% -ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте, экстракция продукта реакции проводится при рН 0-1 гексаном, в качестве цветореагента применяют смесь ДМФА и 10%-ного раствора гидроксида натрия, взятых в объемном отношении 98:2, перед фотометрированием гексановое извлечение экстрагируется цветореагентом, а окрашенный экстракт отделяется, т. е. заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Существенные отличия".

Способ осуществляется следующим образом. Анализируемую пробу обрабатывают 10% -ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте в течение 10 мин, реакционную смесь разбавляют водой, экстрагируют гексаном при рН 0-1, гексановое извлечение отделяют, экстрагируют смесью ДМФА и 10% -ного раствора гидроксида натрия, взятых в соотношении 98:2 (по объему), окрашенный экстракт отделяют и фотометрируют.

П р и м е р 1. Качественное определение нитробензола.

Около 2 мг нитробензола помещают в выпарительную чашку, туда же вносят 0,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и выдерживают смесь 10 мин при периодическом перемешивании. По истечении этого времени к реакционной смеси прибавляют 5 мл воды и переносят содержимое чашки в делительную воронку. В воронку добавляют 10 мл гексана и встряхивают смесь в течение 3 мин. Гексановое извлечение отделяют и экстрагируют 2 мин 2 мл смеси ДМФА и 10%-ного раствора гидроксида натрия, взятых в объемном соотношении 98:2. При этом слой экстрагента окрашивается в фиолетовый цвет. Чувствительность реакции 0,07-0,08 мкг/м.

П р и м е р 2. Количественное определение нитробензола.

Построение калибровочного графика.

В шесть выпарительных чашек вносят 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 мл стандартного (0,1%) раствора нитробензола в гексане. Растворитель испаряют, к сухим остаткам прибавляют по 0,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и выдерживают реакционные растворы 10 мин при периодическом перемешивании. По истечении указанного времени каждый раствор разбавляют 5 мл воды, переносят содержимое чашек в делительные воронки и туда же вносят по 10 мл гексана. Воронки встряхивают 3 мин, гексановое извлечение отделяют и экстрагируют в течение 2 мин 10 мл смеси ДМФА и 10% -ного раствора гидроксида натрия, взятых в объемном соотношении 98:2. Окрашенный слой экстрагента отделяют и фотометрируют на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 548 нм на фоне экстракта, полученного в контрольном опыте. Методом наименьших квадратов рассчитывают уравнение калибровочного графика, которое в данном случае имеет вид D = 0,07322˙С + 0,0051, где D - оптическая плотность, С - концентрация нитробензола в фотометрируемом растворе, мкг/мл.

Подчинение основному закону светопоглощения наблюдается в интервале концентраций 2-20 мкг/мл.

Методика количественного определения.

Около 0,05 г (точная навеска) нитробензола растворяют в гексане в мерной колбе вместимостью 100 мл 0,4 мл полученного раствора, помещают в выпарительную чашку, растворитель испаряют и дальнейшие операции осуществляют по схеме, описанной для построения калибровочного графика. Количественное содержание нитробензола определяют по уравнению калибровочного графика и пересчитывают на навеску. Результаты определения и метрологические характеристики представлены в табл.1.

Предлагаемый способ по сравнению с известным в 6-7 раз сокращает продолжительность определения (с 135-150 до 18-20 мин) и в 3 раза повышает точность определения (относительная ошибка уменьшается с ±15 до 4,70%). Сравнительная характеристика предлагаемого и известного способов представлена в табл.2.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НИТРОБЕНЗОЛА, включающий обработку анализируемой пробы неорганическим реагентом, разбавление реакционной смеси водой, экстракцию продукта реакции органическим растворителем, обработку цветореагентом и фотометрированием образующегося окрашенного раствора, отличающийся тем, что анализируемую пробу обрабатывают 10%-ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте, экстракцию продукта реакции проводят гексаном при pH 0 - 1, экстракт обрабатывают смесью диметилформамида и 10%-ного раствора гидроксида натрия, взятых в объемном соотношении 98 : 2, с последующим отделением окрашенного экстракта и фотометрированием.

РИСУНКИ

Рисунок 1