Способ определения концентрации фенола и его флуоресцирующих производных в водных средах

 

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности количественного определения фенола и его флуоресцирующих производных, и может быть использовано для контроля содержания фенолов в водных средах как в технологических процессах, так и природоохранной деятельности. Сущность изобретения заключается в том, что при обработке пробы органическим растворителем или смесью органических растворителей проводят экстракцию из пробы, затем проводят реэкстракцию в дистиллированную воду при соответствующем контроле pH водной среды, после чего измеряют интенсивность флуоресценции и определяют по градуировочному графику его концентрацию. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности, количественного определения фенола и его флуоресцирующих производных (алкил, амино, галоген, гидрокси, дианофенолов и др.) и может быть использовано для контроля содержания фенолов в водных средах как в технологических процессах, так и природоохранной деятельности.

Фенол и его производные являются наиболее распространенными загрязнителями и обладают сильным токсическим действием и низкими предельно допустимыми концентрациями (ПДК), в водных средах ПДК фенола равен 0,001 мг/л.

Известны способы количественного определения фенола, основанные на фотометрировании окрашенного соединения фенола и его производных [1] К недостаткам фотометрических способов следует отнести значительное концентрирование пробы для достижения уровня ПДК.

Люминесцентные методы, как правило, позволяют достичь значительно более низких, по сравнению с фотометрическими, пределов обнаружения.

Наиболее близким по схеме анализа и инструментальному методу регистрации к предлагаемому изобретению является способ количественного определения фенола [2] который развивает оптимальную схему анализа, согласно которой проба обрабатывается с помощью смеси органических растворителей и измеряется интенсивность флуоресценции пробы, которая при использовании градуировочного графика позволяет определить концентрацию фенола.

Однако достигнутая чувствительность позволяет определить концентрацию фенола в пробе 0,04 мг/л, что в 40 раз выше ПДК фенола. Достижение более низких определенных концентраций затруднено из-за нагревания пробы при обработке органическими растворителями, что связано с легкостью окисления фенола особенно при малых его концентрациях (менее 0,01 мг/л).

Целью изобретения является повышение чувствительности способа определения и понижение порога обнаружения фенола и его флуоресцирующих производных.

Поставленная цель достигается тем, что при обработке пробы органическим растворителем или смесью органических растворителей проводят экстракцию из пробы, затем проводят реэкстракцию в дистиллированную воду при соответствующем контроле pH водной среды, после чего измеряют интенсивность флуоресценции и определяют по градуировочному графику его концентрацию, причем в качестве органического растворителя используют, например, диэтиловый эфир или эфиры уксусной кислоты.

Совокупность условий двухступенчатая экстракция, контроль pH водной среды, рекомендуемый спектральный диапазон при измерении интенсивности флуоресценции позволяет достичь поставленную цель и обеспечить селективность предложенного способа по отношению к таким широкораспространенным мешающим компонентам, как нефтепродукты, белковые вещества, ионы тяжелых металлов.

Предлагаемый способ определения концентрации фенола и его флуоресцирующих производных в водных средах содержит следующие стадии: 1) Экстракция определяемого компонента органическим растворителем, обладающим селективностью по отношению к определяемому компоненту.

2) Реэкстракция определяемого компонента в дистиллированную воду.

3) Измерение интенсивности флуоресценции определяемого компонента и по градуировочному графику определение его концентрации.

На первой стадии в качестве растворителей-экстрагентов используется, например, диэтиловый эфир, метил-, этил-, пропил-, изопропил-, н-бутилацетат. Можно использовать также смеси органических растворителей, позволяющие уменьшить или устранить недостатки индивидуальных растворителей, например, смеси указанных экстрагентов с эфирами фосфорной кислоты (трибутилфосфат). Причем основным компонентом смесей (более 2/3 по объему), как привило, являются указанные эфиры.

Фенол и его производные экстрагируются в молекулярной форме при pH пробы меньше или равным 8, что определяется величиной рКа.

Вторая стадия реэкстракции в дистиллированную воду производится в условиях, когда фенол и его производные будут находиться в водной фазе в ионной форме (анионы) при pH водной фазы более 10.

Измерение интенсивности флуоресценции фенола и его производных производится при pH среды, обеспечивающей их нахождение в молекулярной форме (pH≅8).

Рекомендуемым спектральным диапазоном интенсивности флуоресценции фенола и его производных в случае белковых соединений является диапазон короче 340 нм.

Пример (определение фенола на анализаторе "Флюорат").

Точную навеску фенола (0,1-0,001 г) вносят в мерную колбу емкостью 100 мл и растворяют в дистиллированной воде, объем раствора доводят до метки (раствор А). 1 мл раствора А вносят в мерную колбу емкостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой (раствор Б). К 10 мл раствора Б добавляют соляной кислоты до pH 2 и 10 мл диэтилового эфира (или Н-бутилацетата) проводят экстракцию. Из верхнего органического слоя отделяют 5 мл и помещают экстракт в делительную воронку, затем в воронку добавляют пипеткой 5 мл раствора гидроксида натрия (0,05). Проводят реэкстракцию и реэкстракт подкисляют соляной кислотой до pH 7. В полученном реэкстракте проводят измерение интенсивности флуоресценции λ_возб.= 280 нм, λ_{регистр.}= 310 нм Концентрация вещества определяется по градуировочному графику.

Использование предлагаемого способа позволяет достичь предела обнаружения по фенолу 0,0002 мг/л при коэффициенте концентрирования, равном единице. (Для предотвращения влияния окисления фенола растворенным в воде кислородом при определении концентраций менее 5 мкг/л используются обескислороженные растворители).

Формула изобретения

1. Способ определения концентрации фенола и его флуоресцирующих производных в водных средах, заключающийся в том, что пробу обрабатывают органическим растворителем или смесью органических растворителей, после обработки измеряют интенсивность флуоресценции и определяют по градуировочному графику его концентрацию, отличающийся тем, что при обработке пробы органическим растворителем проводят экстракцию из пробы при рН ≅ 8, затем проводят реэкстракцию в дистиллированную воду при рН ≥ 10.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение интенсивности флуоресценции проводят при рН ≅ 8 и в спектральном диапазоне короче 340 нм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют диэтиловый эфир или эфиры уксусной кислоты, а также смеси, содержащие их в качестве основного компонента.

QB4A Государственная регистрация договора о распоряжении исключительным правом

Дата и номер государственной регистрации договора: 13.11.2010 № РД0072442

Вид договора: лицензионный

Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Общество с ограниченной ответственностью "ВИНТЕЛ"

Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "ЛЮМЭКС-Маркетинг"

Условия договора: НИЛ, на срок действия патента на территории РФ.

Дата публикации: 10.01.2011

---