Способ определения оксипроизводных бензола в водных растворах

 

Использование: аналитическая химия, а именно способы определения оксибензолов. Сущность изобретения: способ определения оксипроизводных бензола в водных растворах заключается в том, что анализируемую пробу обрабатывают нитрующим агентом - 10 %-ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте не более 15 минут, при этом объемное соотношение анализируемого раствора и реагента составляет 0,025 - 1:0,5. Затем в смесь вводят 10%-ный раствор гидроксида натрия до щелочной реакции среды. Окрашенный раствор фотометрируют и рассчитывают содержание оксипроизводных бензола в пробе. 4 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения оксибензолов, и может быть применено в практике контрольно-аналитической службы химических заводов, при проведении санитарно-гигиенических и химико-токсикологических исследований. Способ относится к числу массовых.

Известен способ определения оксибензола (фенола), заключающийся в обработке анализируемого соединения 2,6-дибромхинонхлоримином в водно-щелочной среде (рН 9,2) с последующим фотометрированием образующегося окрашенного раствора [1] Способ характеризуется относительной длительностью выполнения, недостаточной стабильностью окрашенного продукта и низкой точностью определения.

Известен способ определения оксибензолов (фенолов) путем растворения анализируемой пробы в ледяной уксусной кислоте, обработки смесью концентрированных серной и азотной кислот в условиях нагревания при 100^oC, охлаждения реакционной смеси с последующим ее разбавлением водой, подщелачиванием раствором аммиака, повторным разбавлением водой и фотометрированием образующегося окрашенного раствора [2] Способ отличается трудоемкостью и недостаточно высокой чувствительностью.

Наиболее близким является способ определения фенолов (оксибензолов) в воде, состоящий в прибавлении к водному раствору анализируемого вещества, охлажденному до 13 15^oС, разбавленной азотной кислоты в течение 30 минут, выдерживании реакционной смеси в течение часа с последующим прибавлением водного раствора гидроксида аммония и фотометрированием образующегося окрашенного раствора [3] Способ характеризуется значительными затратами времени на осуществление анализа (более 1,5 часа) и недостаточно высокой чувствительностью (1·10^-5 моль/л).

Задачей изобретения является сокращение продолжительности определения и повышение чувствительности.

Способ осуществляется следующим образом.

Водный раствор анализируемого вещества обрабатывают 10%-ным раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте при объемном соотношении анализируемого раствора и реагента 0,025 1:0,5, к реакционной смеси прибавляют 10% -ный раствор гидроксида натрия до щелочной реакции, а образующийся окрашенный раствор фотометрируют.

Результаты определения оптимального соотношения объемов анализируемого раствора и реагента в реакционной смеси представлены в таблице 1.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Качественное определение оксибензола.

В пробирку вносят 1 мл 0,002%-ного водного раствора оксибензола и 0,5 мл 10% -ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте. Через 1 2 минуты к содержимому пробирки прибавляют 8 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. Появляется желтое окрашивание. Чувствительность реакции - 1·10^-6 моль/л.

Количественное определение.

Построение калибровочного графика.

В шесть мерных колб вместимостью 50 мл вносят 0,25, 0,5, 1,0 2,0, 3,0, 4,0 мл 0,004%-ного водного раствора оксибензола и соответственно 4,75, 4,5, 4,0, 3,0, 2,0 и 1,0 мл воды.

В каждую колбу прибавляют по 2,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и через 3 минуты содержимое колб доводят до метки 10% -ным раствором гидроксида натрия. Образующиеся крашенные растворы фотометрируют на приборе КФК-2 при длине волны 400 нм в кювете с толщиной рабочего слоя 20 мм. Измерения оптической плотности проводят на фоне раствора, полученного в контрольном опыте. По результатам измерений строят калибровочный график. Основной закон светопоглощения соблюдается в интервале концентраций 0,2 3,2 мкг/мл. Методом наименьших квадратов рассчитывают уравнение калибровочного графика, которое в данном случае имеет вид: Д 0,15101·С + 0,0427, где Д оптическая плотность, С концентрация анализируемого вещества в фотометрируемом растворе, мкг/мл.

Методика определения.

Около 0,05 г (точная навеска) оксибензола растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 50 мл и доводят общий объем водой до метки (раствор А). 1 мл раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводят водой до метки (раствор Б). 4 мл раствора Б вносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, прибавляют 1 мл воды, 2,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и дальнейшие операции осуществляют по схеме, описанной для построения калибровочного графика. Результаты определения и метрологические характеристики представлены в таблице 2.

Пример 2.

Определение 1,3-диоксибензола.

1. Качественное определение.

В пробирку вносят 1 мл 0,002%-ного водного раствора 1,3-диоксибензола и 0,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте. Через 1 2 минуты к содержимому пробирки прибавляют 8 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. Появляется желтое окрашивание. Чувствительность реакции - 1· 10^-6 моль/л.

2. Количественное определение.

Построение калибровочного графика.

В шесть мерных колб вместимостью 50 мл вносят 0,25, 0,5, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0 мл 0,004%-ного водного раствора 1,3-диоксибензола и соответственно 4,75, 4,5, 4,0, 3,0, 2,0 и 1,0 мл воды. В каждую колбу прибавляют по 2,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и через 3 минуты содержимое колб доводят до метки 10%-ным раствором гидроксида натрия. Образующиеся окрашенные растворы фотометрируют на приборе КФК-2 при длине волны 400 нм в кювете с толщиной рабочего слоя, полученного в контрольном опыте. По результатам измерений строят калибровочный график. Основной закон светопоглощения соблюдается в интервале концентрации 0,2 3,2 мкг/мл. Методом наименьших квадратов рассчитывают уравнение калибровочного графика, которое в данном случае имеет вид: Д 0,11869·С + 0,04621, где Д оптическая плотность,
С концентрация анализируемого вещества в фотометрируемом растворе, мкг/мл.

Методика определения.

Около 0,05 г (точная навеска) 1,3-диоксибензола растворяют в воде в мерной колбе вместимостью 50 мл и доводят общий объем водой до метки (раствор А). 1 мл раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводят водой до метки (раствор Б). 4 мл раствора Б вносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, прибавляют 1 мл воды, 2,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и дальнейшие операции осуществляют по схеме, описанной для построения калибровочного графика. Результаты определения и метрологические характеристики представлены в таблице 3.

Пример 3.

Определение 2-оксибензойной кислоты.

1. Качественное определение.

В пробирку вносят 1 мл 0,002%-ного водного раствора 2-оксибензойной кислоты и 0,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте. Через 1 2 минуты к содержимому пробирки прибавляют 8 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. Появляется желтое окрашивание. Чувствительность реакции 1· 10^-6 моль/л.

2. Количественное определение.

Построение калибровочного графика.

В пять мерных колб вместимостью 50 мл вносят 0,125, 0,25, 0,50, 1,0, 2,0 мл 0,01% -ного водного раствора 2-оксибензойной кислоты и соответственно 2,375, 2,25, 2,0, 1,5 и 0,5 мл воды. В каждую колбу прибавляют по 2,5 мл 10% -ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и через 15 минут доводят содержимое колб до метки 10%-ным раствором гидроксида натрия. Образующиеся окрашенные растворы фотометрируют на приборе КФК-2 при длине волны 400 нм в кювете с толщиной рабочего слоя 20 мм. Измерения оптической плотности проводят на фоне раствора, полученного в контрольном опыте. По результатам измерений строят калибровочный график. Основной закон светопоглощения соблюдается в интервале концентраций 0,25 4,0 мгк/мл. Методом наименьших квадратов рассчитывают уравнение калибровочного графика, которое в данном случае имеет вид:
Д 0,11527·С + 0,06933,
где Д оптическая плотность,
С концентрация анализируемого вещества в фотометрируемом растворе.

Методика определения.

Около 0,05 г (точная навеска) 2-оксибензойной кислоты растворяют в мерной колбе вместимостью 50 мл и доводят общий объем водой до метки (раствор А). 1,25 мл раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят до метки водой (раствор Б). 2 мл раствора Б вносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, прибавляют 0,5 мл воды, 2,5 мл 10%-ного раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и дальнейшие операции осуществляют по схеме, описанной для построения калибровочного графика. Результаты определения и метрологические характеристики представлены в таблице 4.

Способ в 6 20 раз сокращает продолжительность анализа (с 100 110 минут до 5 18 минут) и в 10 раз повышает чувствительность определения (открываемый минимум снижается с 1·10^-5 моль/л до 1·10^-6 моль/л).

Формула изобретения

Способ определения оксипроизводных бензола в водных растворах путем обработки анализируемого раствора нитрующим агентом с последующим прибавлением раствора неорганического основания до щелочной реакции среды и фотометрированием образующегося окрашенного раствора, отличающийся тем, что в качестве нитрующего агента используют 10%-ный раствор нитрата калия в концентрированной серной кислоте, обработку нитрующим агентом ведут в течение не более 15 мин при объемней соотношении анализируемого раствора и реагента 0,025 1:0,5, а в качестве раствора неорганического основания используют 10% -ный раствор гидроксида натрия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2