Способ концентрирования дифениламина из водных растворов

 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для концентрирования дифениламина при аналитическом контроле очищенных сточных вод предприятий лакокрасочного производства. В способе концентрирования дифениламина из водных растворов, включающем экстракцию 1,0 моль/дм³ раствором диэтилфталата в гексане, раствор диэтилфталата предварительно импрегнируют в пенополиуретан, при этом массовая доля раствора по отношению к пенополиуретану составляет 60 - 65%. Технический результат предлагаемого способа выражается в том, что в условиях практически полного извлечения дифениламина из водных растворов коэффициент концентрирования возрастает примерно в 20 раз. 2 табл.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для концентрирования дифениламина при аналитическом контроле очищенных сточных вод лакокрасочного производства.

В качестве прототипа выбран способ экстракционного концентрирования дифениламина из водных сред 1,0 моль/дм³ раствором диэтилфталата в гексане (Коренман Я.И., Калинкина С.П., Суханов П.Т. Эффективные экстракционные системы для извлечения дифениламина из водных сред. //Журн. прикл. химии. – 1991. - Т. 64, №1. - С. 132-135).

Недостаток способа - низкий коэффициент концентрирования (≈ 50).

Технической задачей изобретения является повышение коэффициента концентрирования дифениламина.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе концентрирования дифениламина из водных растворов, включающем экстракцию 1,0 моль/дм³ раствором диэтилфталата в гексане, новым является то, что раствор диэтилфталата предварительно импрегнируют в пенополиуретан (ППУ), при этом массовая доля раствора диэтилфталата по отношению к пенополиуретану составляет 60-65%.

Способ осуществляется следующим образом. Из промышленного листа пенополиуретана выбивают металлическим пробойником таблетки массой 0,060± 0,001 г. Готовят 1,0 моль/дм³ раствор диэтилфталата (ДЭФ) в гексане, который импрегнируют в таблетки в количестве 60-65% к массе ППУ. Масса импрегнированных таблеток изменялась от 0,096± 0,001 до 0,099± 0,001 г. В 100 см³ водного раствора дифениламина (исходная концентрация 0,02 мг/см³), предварительно подщелоченного 2 моль/дм³ раствором карбоната натрия до рН 10-10,5, вводят импрегнированную раствором ДЭФ таблетку пенополиуретана, экстрагируют на вибросмесителе 15 мин до установления межфазного равновесия. Равновесную концентрацию дифениламина в водном растворе находят фотометрически по реакции с дихроматом калия в кислой среде, КФК-2МП, λ =590 нм (Коренман И.М. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. - М.: Химия, 1975. - С. 241). В органическую фазу переходит 96 - 99% дифениламина по сравнению с исходным содержанием в анализируемой водной пробе, коэффициент концентрирования 1000.

Примеры осуществления способа

Пример 1 (жидкостная экстракция по прототипу).

К 100 см³ анализируемой пробы, содержащей дифениламин (С_исх.=0,02 мг/см³) и предварительно подщелоченной 2 моль/дм³ раствора Na₂CO₃ до рН 10-10,5, добавляют 2 см³ 1,0 моль/дм³ раствора ДЭФ в гексане и встряхивают на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз отбирают 5 см³ водного раствора, устанавливают равновесную концентрацию дифениламина, определяют содержание дифениламина фотометрическим методом по реакции с дихроматом калия в кислой среде. Степень извлечения рассчитывают по формуле

R=(С_исх.-С_равн.)· 100/С_исх., %,

где С_исх. и С_равн. - концентрации дифениламина в исходном и равновесном растворе соответственно.

Коэффициент концентрирования (при условии практически полного извлечения R=96-99%) рассчитывают как отношение

К=m_вод./m_орг.· R,

где m_вод. и m_орг. - массы водной и органической фаз соответственно.

По прототипу R=96,3%, К=48,2.

Пример 2 (экстракция без нанесения раствора ДЭФ на ППУ).

К 100 см³ анализируемой пробы, содержащей дифениламин и подщелоченной до рН 10-10,5, добавляют таблетку ППУ, не пропитанную раствором ДЭФ, экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Отбирают равновесный водный раствор, содержание дифениламина в котором находят фотометрически по реакции с дихроматом калия в кислой среде. Степень извлечения дифениламина 81,7%, т.е. практически полное извлечение не достигается.

Пример 3 (за нижним пределом заявляемого количества 1 моль/дм³ раствора ДЭФ в гексане, импрегнированного в ППУ).

К 100 см³ анализируемой пробы, содержащей дифениламин и подщелоченной до рН 10-10,5, добавляют таблетку ППУ, пропитанную 1,0 моль/дм³ раствором ДЭФ в гексане в количестве 59% к массе пенополиуретана, экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Отбирают равновесный водный раствор, содержание дифениламина в котором находят фотометрически по реакции с дихроматом калия в кислой среде. Степень извлечения дифениламина 94,9%. Не достигается условие практически полного извлечения.

Пример 4 (за верхним пределом заявляемого количества 1,0 моль/дм³ раствора ДЭФ в гексане, импрегнированного в пенополиуретан).

К 100 см³ анализируемой пробы, содержащей дифениламин и подщелоченной до рН 10-10,5, добавляют таблетку ППУ, пропитанную 1,0 моль/дм³ раствором ДЭФ в гексане в количестве 66% к массе пенополиуретана, экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. При этом раствор, наносимый на ППУ, частично вымывается с поверхности ППУ в водную фазу, что свидетельствует о превышении емкости ППУ по применяемому экстрагенту. В результате определяемая концентрация дифениламина в равновесном растворе завышается, что искажает результаты расчета степени извлечения дифениламина из водной пробы. Способ неосуществим.

Примеры 5-10.

Выполнены аналогично примеру 3, иллюстрируют результаты экстракционно-сорбционного извлечения дифениламина по заявляемому интервалу массовых соотношений 1,0 моль/дм³ раствора диэтилфталата в гексане и пенополиуретана (табл. 1).

Сравнительная характеристика известного и предлагаемого способов концентрирования приведена в табл.2.

Предлагаемое техническое решение позволяет примерно в 20 раз повысить коэффициент концентрирования дифениламина, уменьшить расход экстрагента (ДЭФ), обеспечить при этом практически полное (96-99%) извлечение дифениламина из водных сред, а также в 55 раз уменьшить количество применяемого экстрагента.

Формула изобретения

Способ концентрирования дифениламина из водных растворов путем извлечения дифениламина 1,0 моль/дм³ раствором диэтилфталата в гексане, отличающийся тем, что раствор диэтилфталата предварительно импрегнируют в пенополиуретан, при этом массовая доля раствора диэтилфталата по отношению к пенополиуретану составляет 60-65%, а извлечение осуществляют экстракционно-сорбиционным путем.