Способ количественного определения диметилдисульфида

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 481370 (61) Дополнителъиое к авт. сеид-ву (22) Заявлено 070776(21) 2384482/23-04 (51)М. Кл.2

G 01 N 31/16 с присоедииеиием заявки М

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 543.24 (088. 8) Опубликовано 250879 Бюллетень Ио 31

Дата опубликования описания 250879 (72) Авторы изобретения

Л.A. Затучная и В.A. Кремер (71) Звявитель

Украинский заочный политехнический институт (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДИМЕТИЛДИСУЛЬФИДА

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способам количественного определения диметилдисульфида.

Известен способ количественного определения диме тилди суль фида, основанный на восстановлении сульфидов до меркаптанов путем обработки анализируемой пробы металлическим цинком с последующим титрованием полученного раствора нитратом серебра (1) .

Недостатком способа является,низкая чувствительность 10 мг/л и невысокая точность определения, поскольку происходит частичное улетучивание меркаптана.

Прототипом изобретения является способ количественного определения 20 диметилдисульфида, путем окисления анализйруемой пробы перекисью водорода с последующим высокочастотным кондуктометрическим титрованием полученного раствора (2), 25

Недостатком способа является низкая чувствительность 1 г/л и невысокая точность определения, низкая избирательность, определению мешают другие сернистые соединения, 30

Целью изобретения является повышение точности, чувствительности и избирательности определения.

Это достигается предлагаемым способом количественного определения диметилдисульфида, путем окисления анализируемой пробы раствором серы в диоксане и использования спектрофотометрического титрования.

Отличительными признаками способа являются использование в качестве окислителя раствора серы в диоксане и проведение спектрофотометрического титрования.

Одна молекула циметилдисульфида (ДИДС) количественно реагирует с одним атомом серы в растворах с образованием трисульфида, поглощающего в области 240-280 нм и имеющего коэффициент молярного погашения в максимуме поглощения 2000. Коэффициент молярного погашения ДМДС равен 400, что и позволяет осуществить количественное определение ДЬЩС. Интенсивность поглощения трисульфида пропорциональна концентрации ДМДС, что позволяет применить спектрофотометрический метод, в частности, в варианте спектрофотометрического титрования.

681370 где С

0 0,235

0,200

0,220

0,4

0,8

1,2 0,274

0,346

0,470

1,6

2,0

2,4 0,555

На фиг. 1 приведено изменение спектра поглощения 2,0 ° 10 моль/л раствора диметилдисульфида в процессе титрования 10 смоль/л раствором серы в диоксане. На кривых с 1 по 8 приведены изменения при добавлении к 5 мл

ДМДС 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,9; 1,2; 5

1,5;, 2,0 мл раствора серы соответственно.

Введение реагента-титранта (серы) необходимо в такой форме, чтобы система оставалась гомогенной и оптически прозрачной. Это достигается путем применения неводных растворов серы в растворителях, смешивающихся с водой и не вступающих в побочные реакции с компонентами системы, в част- l5 ности, в реакцию окисления.

Исходя из величины коэффициента молярного погашения трисульфида ожидаемая чувствительность предлагаемого метода 10 моль/г (1 мг/л). Чувстви- 20 тельность можно повысить до 10 моль/г (0,01 мг/л) если применить концентрирование ДИДС, например экстракцией циклогексаном.

Для повышения чувствительности определения ДМДС проводят предварительное концентрирование. К 1 л подщелоченного до рН 10 водного раствора ДМДС добавляют 10 мл циклогексана, встряхивают и отделяют неводный слой.

Определение ДМДС проводят в циклогексановом растворе. Остальные операции те же, что и в случае титрования водных растворов ДМДС, На фиг. 2 приведены кривые спектрофотометрического титрования водных и циклогексановых растворов ДМДС раствором, содержащим 2,5 ° 10 моль/л серы в диоксане. Кривая 1 — при концентрации ДМДС 5,5..10 моль/л в циклогексановом экстракте; 2 — при концен- 40 трации ДМДС 1,2 10 моль/л в водном растворе; 3 — при концентрации ДМДС

7 ° 10 моль/л и диметилсульфида

-4

1.10 моль/л в водном растворе, 4 при концентрации ДИДС 10 моль/л в водном растворе.

Способ высокоизбирателен, поскольку определению не мешаЮт другие серосодержащие соединения, например сульфид натрия, диметилсульфид, ксантогенат, которые могут присутствовать в производственных растворах наряду с диметилди суль фидом .

Для определения ДМДС 2-3 мл водного раствора с концентрацией ДМДС 55

10 - 10 моль/л титулуют раствором, содержащим 10 — 10 моль/л серы в диоксане в кювете с толщиной слоя

10 мм, измеряя оптическую плотность (П) раствора после каждого добавле- 6О ния титранта. Измерения проводят при длинах волн 240-270 нм. Точку эквивалентности определяют графически, как точку перегиба кривой зависимости оптической плотности от расхода титранта.

Для построения кривых в оптическую кювету толщиной 10 мм помещают

2-3 мл анализируемого раствора и порциями по 0,1-0,5 мл добавляют титрант раствор серы в диоксане. После каждого добавления титранта замеряют оптическую плотность при длине волны

260 нм (D q<). Имея набор оптических плотностей, каждая из которых соответствует объему прибавленного раствора титранта, строят график. На оси абсцисс откладывают расход титранта в мл, на оси ординат — оптическую плотность, соответствующую данному расходу титранта.

Для расчета концентрации ДМДС находят количество титран-а в мл, соответствующее точке эквивалентности (V< ). Эта точка есть точка излома на кривых зависимости оптической плотности от расхода титранта. Расчет концентрации ДМДС в моль/л проводят по формуле

С

) концентрация ДМДС (моль/л); — объем раствора ДМДС, взятого для титрования (мл);

С вЂ” концентрация титранта (моль/л);

V< — объем титранта, соответствующий точке эквивалентности (мл) .

Пример 1. Определение концентрации ДМДС в водном растворе в присутствии диметилсульфида и ксантогената.

Концентрация титранта (сера в диоксане) 1, 6. 10 4моль/л, толщина слоя раствора 10 мм. На титрование берут

2 мл раствора, приливают титрант и замеряют оптическую плотность после каждого добавления титранта при длине волны 260 нм. В табл. 1 приведены данные зависимости оптической плотности от расхода титранта.

На основании полученных данных строят кривую зависимости оптической

681370

Таблица3.Коли че ство т ранта, О О, 370

0,2 0,370

Таблица 2

Количество тит

0,4

О, 370

О, 382

0,441

0,485

0,561 от0,6

О нм ранта, мл

0,9

0,470

0,465

0,473

0 531

0,561

0,606

1,2

0,1

1,5

0,2

0,4

0,5

0,6

0,75 0,660

40 ибОбъект анали цент

ДМД ь/л онц рац

28 оль ред

ДМД ль/ опделея

Стандартный водный раствор

1,3 10

8,0 10

1,1 5 10 1,) 3

4,8 10 1,0 10

7,6 10 () Г плотности от расхода титранта. Определенная графически точка эквивалентности соответствует 1,0 мл титранта.

Найденная концентрация ДМДС

8"10 моль/л.

Пример 2. Определение концентрации ДМДС в циклогексановом раст- 5 воре в присутствии диметилсульфида и сульфида натрия.

Экстракцией ДМДС иэ 2 л водного раствора подщелоченного до рН 10 ;

20 мл циклогексана, получают цикло- 10 гексановый раствор, 2,5 мл которого титруют раствором серы в диоксане с концентрацией 10 моль/л и замеряют оптическую плотность при длине волны

260 нм. В табл.2 приведены данные зависимости оптической плотности от расхода титранта в кювете с толщиной слоя 10 мм.

На основании полученных данных строят кривую зависимости оптической плотности от расхода титранта. Опре.деленная графически точка эквивалент- 45 ности соответствует 0,3 мл титранта.

Найденная концентрация ДМДС

1,2 10 4моль/л в циклогексановом слое или 1,2 ° 10 моль/л в водном растворе. 50

Пример 3. Определение концентрации ДМДС в сточной воде целлюлозно-бумажного завода, содержащей диметилсульфид и сероводород.

Экстракцией ДМДС иэ 2 л сточной .воды, подщелоченной до рН 10 20 мл циклогексана, получают циклогексановый раствор, 2,5 мл которого титруют раствором серы в диоксане с концентрацией 2,5 ° 10 +м/л и замеряют оптическую плотность при длине волны

260 нм. В табл.3 приведены данные зависимости оптической плотности от расхода титранта в кювете с толщиной слоя 10 мм.

Определенная графически точка эквивалентности соответствует 0,55 мл титранта. Найденная концентрация

ДМДС 5, 5 ° 10 моль/л в циклогексановом слое или 5, ° 10 моль/л в воде.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить высокочувствительное и избирательное определение ДМДС в различных производственных растворах.

Минимальная определяемая концентрация ДМДС предлагаемым способом составляет 10 моль/л, т.е. чувствительность определения повышается на

5 порядков. Такая высокая чувствительность позволяет испольэовать метод для определения токсичного ДМДС в сточных водах и тем самым регулировать работу очистных сооружений по допустимой концентрации токсичного компонента.

В табл.4 прыведены результаты определения диметилдисульфида титрованием раствором серы в диоксане, Таблица4

681370

Продолжение табл. 4

5 6

Стандартный циклогексановый раствор

5,0 10 1,0 ° 10 1,25 ° 10 0,800

1,0.10 2,09 10 2,03 10 1,03

Сточная вода целлюлозного завода

-7

1,0 ° 10

-б

4,5 1.0

-5

li0 10

«

1 5 10

-16

1,8 10

5,5 10

-6

1,2 10

4,9 10 — 6

1 6 10 — 6

8,5 10

1,12

0,75

8,0 10

8,0.10 6

0,94

Иэ данных таблицы следует, что величина средней ошибки определения

Z 0,974; величина среднеквадратичного отклонения S = 0,0586; дис- 20

X персия S = 0,024; доверительный интервал а т- 0,1.44; величина вероятной относительной ошибки d 10,4% °

В табл.5 приведены данные, характеризующие точность предлагаемого 25 способа.

Таблица 5

Способ количественного определения.диметилрисульфида путем обработки анализируемой пробы окислителем с последующим титрованием полученного раствора, отличающийся

35 тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и избирательности определения, в качестве окислителя используют раствор серы в дноксане и титрование ведут спектрофотомет40

4,9 10

1,12

7,3 10

-6

1,00 10

1,60 10

0,96

0,95

0,75

4,75 10

1,05

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1. M.-P ° Ф. Эшворт Титриметрические методы анализа органических сое4$ динений. — И.: Химия, 1972, с. 744

2. Dixon 2- Р. High — frequently

titration for the determina61on of зцИиге Хп йЬе огдап1с совроипс1в. Analyst, 1961, 86, с. 597.

8,5 10

0,94

1,15 ° 10 а

7,6 10

l,25 ° 10

li 13

1,05

0,80

5,5 10"7

0, -7

9,5 10

li20 ° 10

5,0 10

8,0 ° 10 4

1,3 10

8iO 10

Таким образом, вероятная относительная ошибка предлагаемого способа 10,4% для интервала концентрации диметилдисульфида 10 — 10 моль/л.

В известном способе ошибка составляет 15% для концентрации 10 моль/л и выше. Следовательно, точность предлагаемого способа выае, чем известного.

Формула изобретения

681370

0,2

0,1

240 250

2S0

4Ьг 1

270 1, нм аб

0,5

0,4

0,1

Расыб титааига, мя

Фиг.2

Редактор P. Антонова

Заказ 5079/41 с c P" с филиал IIHII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Л, Соломенцева

ТекЦед (Мигай Корректор Г. Решет ни к

Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5