Способ определения сложных эфиров ароматических оксипроизводных

 

Изобретение относится к аналитической химии. Технический результат - повышение чувствительности и точности определения. В способе анализируемую пробу обрабатывают раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте в условиях нагревания при 100^oC. Реакционную смесь разбавляют водой, подщелачивают раствором гидроксида натрия до рН 2, обрабатывают раствором родамина Ж, продукт реакции экстрагируют толуолом, а толуольный раствор фотометрируют. 3 табл.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способам определения сложных эфиров ароматических оксипроизводных, и может быть применено в практике заводских контрольно-аналитических лабораторий, центральных заводских лабораторий химических предприятий, санэпидстанций, химико-токсикологических лабораторий.

Способ относится к числу массовых.

Известен способ определения сложных эфиров ароматических оксипроизводных (трикрезилфосфата), заключающийся в том, что анализируемая проба обрабатывается щелочью в водно-этанольном растворе при 70^oC в течение часа, реакционная смесь охлаждается, разбавляется водой с последующей обработкой диазотированной сульфаниловой кислотой в щелочной среде с последующим фотометрированием образующегося окрашенного продукта (Коренман И.М. Фотометрический анализ. - М.: Химия, 1975. - С. 50-51).

Способ характеризуется значительными затратами времени на его осуществление, а также недостаточно высокой селективностью.

Известен способ определения сложных эфиров ароматических оксипроизводных, состоящий в том, что анализируемая проба обрабатывается в водно-этанольной среде гидрохлоридом гидроксиламина в присутствии гидроксида натрия и диэтилового эфира, реакционная смесь (через 20 минут) подкисляется раствором хлороводородной кислоты, обрабатывается раствором хлорида железа (III), разбавляется этанолом и фильтруется с последующим измерением оптической плотности окрашенного фильтрата (Коренман И.М. Фотометрический анализ. - М.: Химия, 1975. - С. 272).

Способ отличается относительно низкой чувствительностью и недостаточно высокой точностью.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам является способ определения трикрезилфосфата (относящегося к сложным эфирам ароматических оксипроизводных), заключающийся в том, что анализируемую пробу обрабатывают раствором нитрата каля в концентрированной серной кислоте, реакционную смесь разбавляют водой, подщелачивают раствором гидроксида натрия, прибавляют раствор хлороводородной кислоты до pH 0-2, продукт реакции экстрагируют трихлорметаном, экстракт отделяют и обрабатывают раствором триэтиленгликоля в трихлорметане с последующим фотометрированием образующегося окрашенного раствора (А. с. 1659804 G 01 N 21/78. Способ определения трикрезилфосфата /В.К. Шорманов. - Опубл. 30.06.91 - 1991. - БИ N 24).

Способ характеризуется недостаточно высокой чувствительностью (открываемый минимум составляет 0,4 мкг в 1 мл фотометрируемого раствора) и низкой точностью (относительная ошибка превышает ±3%).

Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности и точности определения.

Поставленная задача достигается с помощью предлагаемого способа, который заключается в том, что анализируемую пробу обрабатывают раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте в условиях нагревания при 100^oC, реакционную смесь разбавляют водой, реакцию среды полученного раствора доводят до pH 2 путем прибавления раствора гидроксида натрия с последующей обработкой раствором родамина Ж, экстракцией образующегося окрашенного продукта толуолом и фотометрированием толуольного экстракта.

Способ осуществляется следующим образом: анализируемую пробу обрабатывают раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте в условиях нагревания при температуре 100^oC, реакционную смесь разбавляют водой, подщелачивают раствором гидроксида натрия до pH 2, обрабатывают раствором родамина Ж, продукт реакции экстрагируют толуолом, а толуольный экстракт фотометрируют.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 Определение трикрезилфосфата 1. Качественное определение Около 2 мг трикрезилфосфата помещают в выпарительную чашку, туда же вносят 0,5 мл 10% раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и нагревают реакционный раствор на водяной бане при 100^oC в течение 5 минут. После прекращения нагревания в раствор вносят 1 мл воды, 10%-ный раствор гидроксида натрия до pH около 2, прибавляют буферный раствор c pH 2 до общего объема 10 мл и переносят реакционную смесь в делительную воронку. В воронку вносят также 2 мл 0,02% раствора родамина Ж, 10 мл толуола и встряхивают содержимое воронки в течение 3 минут. Толуольный слой при это окрашивается в красный цвет.

Чувствительность реакции - 0,08 мкг/мл.

2. Количественное определение Построение калибровочного графика.

В ряд выпарительных чашек вносят 0,05, 0,1 мл, 0,002% раствора, а также 0,025, 0,05, 0,1, 0,2, 0,4, 0,6 мл 0,02% раствора трикрезилфосфата в ацетоне и испаряют растворитель в токе воздуха при комнатной температуре. В каждую чашку прибавляют по 0,5 мл 10% раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и нагревают реакционные растворы на водяной бане при 100^oC в течение 5 минут. После прекращения нагревания в каждый раствор вносят по 1 мл воды, 10%-ный раствор гидроксида натрия до pH 2, буферный раствор с pH 2 до общего объема 10 мл, количественно перенося содержимое каждой чашки в отдельную делительную воронку В каждую воронку прибавляют 2 мл 0,02% раствора родамина Ж, 10 мл толуола и встряхивают содержимое воронки 3 минуты. Толуольный экстракт отделяют и измеряют его оптическую плотность на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 530 нм в кювете с толщиной рабочего слоя 10 мм. Измерения проводят на фоне толуольного экстракта, полученного в контрольном опыте. По результатам измерений строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации фотометрируемого раствора. Методом наименьших квадратов рассчитывают его уравнение, которое в данном случае имеет вид: D = 0,113961 · C + 0,092899, где D - оптическая плотность, C - концентрация анализируемого вещества в фотометрируемом растворе (в мкг/мл).

Светопоглощение окрашенных растворов подчиняется основному закону светопоглощения в интервале концентраций 0,1 - 12,0 мкг/мл.

Методика количественного определения Около 0,02 г трикрезилфосфата (точная навеска) растворяют в ацетоне в мерной колбе вместимостью 25 мл и доводят ацетоном общий объем раствора до метки (раствор А). 2,5 мл раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят ацетоном до метки (раствор Б). 0,5 мл раствора Б вносят в выпарительную чашку и испаряют растворитель. К сухому остатку прибавляют 0,5 мл 10% раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и дальнейшие операции осуществляют по схеме, описанной для построения калибровочного графика. Определение количественного содержания трикрезилфосфата проводят по уравнению калибровочного графика и пересчитывают на навеску. Результаты определения и метрологические характеристики представлены в таблице 1.

Пример 2 Определение фенилсалицилата 1. Качественное определение
Около 2 мг фенилсалицилата помещают в выпарительную чашку, туда же вносят 0,5 мл 10% раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и нагревают реакционный раствор на водяной бане при 100^oC в течение 5 минут. После прекращения нагревания в раствор вносят 1 мл воды, 10%-ный раствор гидроксида натрия до pH около 2, прибавляют буферный раствор с pH 2 до общего объема 10 мл и переносят реакционную смесь в делительную воронку. В воронку вносят также 2 мл 0,02% раствора родамина Ж, 10 мл толуола и встряхивают содержимое воронки в течение 3 минут. Толуольный слой при этом окрашивается в красный цвет.

Чувствительность реакции - 0,0125 мкг/мл.

2. Количественное определение
Построение калибровочного графика
В ряд выпарительных чашек вносят 0,125, 0,025, 0,05, 0,125, 0,25, 0,50, 1,00 мл 0,002% раствора фенилсалицилата в ацетоне и испаряют растворитель в токе воздуха при комнатной температуре. В каждую чашку прибавляют по 0,5 мл 10% раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и нагревают реакционные растворы на водяной бане при 100^oC в течение 5 минут. После прекращения нагревания в каждый раствор вносят по 1 мл воды, 10%-ный раствор гидроксида натрия до pH 2, буферный раствор с pH 2 до общего объема 10 мл, количественно перенося содержимое каждой чашки в отдельную делительную воронку. В каждую воронку прибавляют 2 мл 0,02% раствора родамина Ж, 10 мл толуола и встряхивают содержимое воронки 3 минуты. Толуольный экстракт отделяют и измеряют его оптическую плотность на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 535 нм в кювете с толщиной рабочего слоя 10 мм. Измерения проводят на фоне толуольного экстракта, полученного в контрольном опыте. По результатам измерений строят калибровочный график зависимости оптической плотности от концентрации фотометрируемого раствора. Методом наименьших квадратов рассчитывают его уравнение, которое в данном случае имеет вид:
D = 0,6790391 · C + 0,0126285,
где D - оптическая плотность, C - концентрация анализируемого вещества в фотометрируемом растворе (в мкг/мл).

Светопоглощение окрашенных растворов подчиняется основному закону светопоглощения в интервале концентраций 0,025 - 2,0 мкг/мл.

Методика количественного определения
Около 0,02 г фенилсалицилата (точная навеска) растворяют в ацетоне в мерной колбе вместимостью 25 мл и доводят ацетоном до метки общий объем раствора (раствор А). 1,25 мл раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят ацетоном до метки (раствор Б). 0,25 мл раствора Б вносят в выпарительную чашку и испаряют растворитель. К сухому остатку прибавляют 0,5 мл 10% раствора нитрата калия в концентрированной серной кислоте и дальнейшие операции осуществляют по схеме, описанной для построения калибровочного графика. Определение количественного содержания фенилсалицилата проводят по уравнению калибровочного графика и пересчитывают на навеску. Результаты определения и метрологические характеристики представлены в таблице 2.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом в 5 раз повышает чувствительность определения (открываемый минимум уменьшается с 0,4 мкг/мл до 0,08 мкг/мл), характеризуется более высокой точностью (относительная ошибка определения снижается с ±3, 29% до 1,33%).

Сравнительная хараткеристика предлагаемого и известного способов приведена в таблице 3.

Формула изобретения

Способ определения сложных эфиров ароматических оксипроизводных путем обработки анализируемой пробы раствором нитрата калия в концентрированной серной кислоте, разбавления реакционной смеси водой, подщелачивания раствором гидроксида натрия с последующей обработкой цветореагентом и фотометрированием окрашенного раствора, отличающийся тем, что обработку раствором нитрата калия в концентрированной кислоте осуществляют в условиях нагревания при 100^oC в течение 5 мин, реакционную смесь подщелачивают гидроксидом натрия до рН 2, в качестве цветореагента применяют раствор родамина Ж, а перед фотометрированием образующийся окрашенный продукт реакции экстрагируют толуолом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2