Способ количественного определения анилина и n-нитроанилина в водном растворе

Способ количественного определения анилина и n-нитроанилина в водном растворе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: заключается в экстракционном извлечении п-нитроанилина при рН 2 - 3 и анилина при рН 9-11 органическим реагентом, состоящим из бутилацетата (0,45 - 0,55 моль доли) и трикрезилфосфата (0,45 - 0,55 моль, доли), с последующим фотометрическим определением компонентов в экстракте и раэкстракте соответственно по реакции с хлорамином Т. 3 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 21/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4881065/04 (22} 11.11.90 (46) 15.08,92. Бюл. N 30 (71) Воронежский технологический институт (72) Я. И. Коренман, Г. М. Смольский и В. Н.

Данилов (56) Коренман И. М, Фотометрический анализ методом определения органических соединений, М.: Химия, 1975, с. 148.

Maurtce R., Bartis l. Talanta, 1960, v. 5, р.

216.

Коренман И. М., Ганичев П. А, Ученые записки горьковского государственного университета, i 952, т. 23, с. 107, Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (разделение и анализ) и -может быть использовано при анализе очищенных сточных вод предприятий анилинокрасочной промышленности, содержащих анилин и инитроанилин.

Известен способ фотометрического определения анилина и п-нитроанилина, включающий взаимодействие определяемых соединений с 4-диметилбензальдегидом с образованием интенсивно окрашенных продуктов, . Недостатком способа является невозможность раздельного определения анилина и и-нитроанилина при их совместном присутствии в водных растворах, так как максимумы светопоглощения этих веществ совпадают (it = 450 нм).

Известен способ фотометрического определения анилина и п-нитроанилина, осйованный на образовании определяемыми веществами в щелочной среде окрашенных

„,5U„„1755138 А1 (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЛИНА И и-НИТРОАНИЛИНА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ (57) Сущность изобретения . заключается в экстракционном извлечении и-нитроанйлина при рН 2 — Э и анилина при рН.9 — 11 органическим реагентом, состоящим из бутилацетата (0,45 — 0,55 моль доли) и трикрезилфосфата (0,45 — 0,55 моль. доли), с последующим фотометрическим определением компонентов в экстракте и раэкстракте соответственно па реакции с хлорамином

Т. 3 табл. соединений при взаимодействии с 2,4-динитрофторбензолом.

Недостатком способа является невозможность раздельного определения анилина и и-нитроанилина при их совместном присутствии, поскольку максим!умы светопоглощения.этих веществ совпадают (А= 495 нм), Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ фотометричес кого onределения анилина и и-нйтроанилина по реакции с хлорамином Т.

Недостаток способа состоит в невозможности раздельного определения анилина и п-нитроанилина, так как их окрашенные соединения с хлорамином Т имеют близкие максимумы светопоглощения. Нижний предел определения анилина и и-нитроанилина составляет 6 мг/л.

Цель изобретения — обеспечение возможности раздельного определения анилина и и-нитроанилина в их смеси и повышение чувствительности способа, 1755138

10

30

Поставленная цель достигается тем, что способ количественного определения анилина и и-нитроанилина включает экстракцию органическим растворителем сначала и-нитроанилина при рН 2 — 3, затем анилина при рН 9 — 11 с последующим фотометрическим анализом экстрактов, а в качестве органического растворителя используют смесь бутилацетата и трикрезилфосфата при следующих соотношениях компонентов, моль. доли:

Бутилацетат 0,45 — 0,55

Трикрезилфосфат 0,45 — 0.55

Способ раздельного определения анилина и и-нитроанилина при их совместном присутствии в водных растворах осуществляют следующим образом: в анализируемой пробе, содержащей .анилин и и-нитроанилин. растворяют сульфат натрия, затем рН водного раствора доводят до 2 — 3 и экстрагируют и-нитроанилин органическим растворителем, состоящим из смеси бутилацетата (0,45 — 0,55 моль доли) и трикрезилфосфата (0,45 — 0,55 моль доли). После расслаивания фаз (4 — 6 мин) экстракт, содержащий п-нитроанилин, отделяют, Затем водный раствор подщелачивают до рН 9—

11 и тем же растворителем извлекают анилин. Экстракт, содержащий п-нитроанилин, обезвоживают0,5 г сульфата натрия. Содержание и-нитроанилина находят по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам определяемого вещества в органической фазе. Второй экстракт помещают в делительную воронку и проводят реэкстракцию анилина, который определяют фотометрически по реакции с хлорамином Т.

Пример, По прототипу; к 10 мл раствора, содержащего 0,1 мг анилина и 0,5 мг п-нитроанилина, прибавляют 5 мл 1 M раствора соляной кислоты и 3 мл 2 %-ного раствора хлорамина Т. Жидкость нагревают

10 мин при 100 С, охлаждают до комнатной температуры, вводят 7 мл 1 М раствора

ИаОН и воду до объема 50 мл. Оптическую плотность желтого раствора измеряют при . 500 нм. Присутствие и-нитроанилина не мешает определению анилина. Однако дальнейшее определение и-нитроанилина не представляется возможным.

Пример 1 по способу количественного определения анилина и и-нитроанилина в водном растворе.

В 100 мл водного раствора, содержащего анилин и п-нитроанилин, растворяют

21,3 г (1,5 моль/n) сульфата натрия, добавляют 1 мл соляной кислоты (d = 1,639 г/л) до рН 2 и приливают 20 мл органического рас..творителя, состоящего из 5,1 мл бутилацетата (0,45 моль доли) и 14,9 мл трикрезилфосфата (0,55 моль доли), встряхивают в делительной воронке 5 мин. При этом и-нитроанилин практически полностью переходит в органический слой, который отделяют после расслаивания системы (через 5 мин). Затем для обезвоживания в экстракт вводят 0,5 r сульфата натрия и измеряют оптическую плотность прозрачного экстракта(А=405 нм). Концентрацию п-нитроанилина рассчитывают по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам и-нитроанилина в смешанном органическом растворителе.

К водному раствору, содержащем анилин, приливают 1,5 мл t M раствора гидроксида натрия до рН 9, вводят 25 мл органического растворителя, состоящего из

6,4 мл бутилацетата.(0,45 моль доли) и 18,6 мл трикрезилфосфата (0,55 моль доли), встряхивают в делительной воронке 6 мин, При этом анилин практически полностью переходит в органический слой, который отделяют после расслаивания системы (через

5 мин). Экстракт помещают в делительную воронку и проводят реэкстракцию анилина

25 мл 1 М раствора соляной кислоты,,К реэкстракту добавляют необходимые фотометрические реагенты (2,5 мл 1 M раствора соляной кислоты, 1,5 мл 2 %-ного раствора хлорамина Т и 3,5 мл 1 М раствора гидро- ксида натрия) и измеряют оптическую плотность реэкстракта при Я= 500 нм, Концентрацию анилина рассчитывают по градуировочному графику, построен ному flo стандартным растворам анилина.

Примеры с 2 по 25 приведены в табл, 1.

Относительная погрешность определения 6 — 10 % (не выше, чем в прототипе), нижний предел определения анилина 1 мг/л, и-нитроанилина — 2 мг/л.

При проведении избирательной экстракции из водного раствора, содержащего анилин и п-нитроанилин, использованы различные обьемы органического растворителя (20 и 25 мл). Соотношение объемов водной и органической фаз выбирают так; чтобы достигалось 95 — 96 %-ное извлечение компонентов. Такой эффект в отношении анилина наблюдается при соотношении объемов фаз 4: 1 (в примерах 100 мл водного раствора и 25 мл органического растворителя).

Экстрагирующая эффективность органического растворителя в отношении и-нитроанилина выше, чем для анилина, поэтому при определении и-нитроанилина соотношение объемов фаз увеличивают до 5; 1 (в примерах 100 мл водного раствора и 20 мл органического растворителя), 175513 S

Степень извлечения анилина и и-нитроанилина рассчитывают по уравнению:

R г 100%, где S — исходное содержание анилина или и-нитроанилина в анализируемом растворе, мг; S, — содержание анилина или и-нитроанилина в реэкстракте, найденное пор градуировочному графику, мг; r — соотношение объемов водной и оргайической фаз.

Соотношение объемов экстракта и реэкстрагирующего раствора (I M соляная кислота) принято равным 1; 1 (в примерах 25 мл для реэкстракции анилина), увеличение объема реэкстрагирующего раствора нецелесообразно, так как это приводит к повышению пределов определения акилина.

Уменьшение объема реэкстрагйрующего раствора приводит к значительным потерям анилина в процессе реэкстракции, и; как правило, к снижению правильности и воспроизводимости результатов анализа.

Из представленных в таблице данных следует, что для раздельного определения анилина и и-нитроанилина оптимальным является следующий состав органического растворителя: 0,45 — 0,55 моль доли бутилацетата и 0,45 — 0,55 моль доли трикрезилфосфата. Изменение соотношения компонентов предлагаемого органического растворителя в сторону увеличения содержания бутилацетата свыше 0,55 моль доли приводит к снижению степени извлечения анилина, следовательно, к значительным потеряй его при экстракции и увеличению погрешности определения, Увеличение содержания трикрезилфосфата в органическом растворителе выше 0,55 моль доли, хотя и приводит к незначительному повышению степени извлечения определяемых соединений, но сопровождается образованием в водной фазе трудноразделяемой физическими методами устойчивой эмульсии.

Кроме того, увеличение содержания трикрезилфосфата в органическом растворителе приводит к значительному насыщению реэкстракта этим компонентом, что вызывает помутнение реэкстракта и делает фотометрическое определение невозможным.

Экспериментальные данные, небходимые для обоснования оптимальных значе5 ний рН водного раствора при экстракции анилина и п-нитроанилина, приведены в табл. 2.

Из табл. 2 вйдно, что значения рН, обеспечивающие максимальйое (95 — 96 %-ное)

10 извлечение анйлина, находятся в интервале

9 — 11, в то время, как соответствующие величины для п-нитроанилина, обеспечивающие его наибольшую степень извлечения (95 %), равны 2 — 11.

15 По заявляемому способу сначала экстрагируется п-нитроайилин, поэтому оптимальным является рй — 2 — 3; при рН > 3 происходит возрастание степени извлечение анилина и: он будет переходить в экс20 тракт вместе с ri-нитроанилином, что недопустимо при раздельном определении.

По сравнению с известным способами определения анилина и и-нитроанилина заявляемое техническое решение имеет сле25 дующие преимущества: возможность раздельного (селективного) определения компонентов при их совместном присутствии в водных средах, нижний предел определяемых концентраций по сравнениВ с

30 прототипом снижен в 5 раз для анилина и в

4 раза для п-нитроанилина.

Формула изобретения

Способ количественного определения

35 анилина и п-нитроанилина в водном растворе путем экстракции органическим растворителем с последующим фотометрическим анализом экстракта, отличающийся тем, что, с целью обеспечения раздельного

40 определения анилина и и-нитроанилина в их смеси и повышеййя чувствительности способа, сначала ведут зкстракцию и-нитроанилина при рН 2 — 3, затем анилина при рН

9 — 11, в качестве органического раствори45 теля используют смесь бутилацетата и трикрезил-фосфата . при следующих соотношениях компонентов, моль, доли:

Бутилацетат 0,45 — 0,55, Трикрезилфосфат 0,45 — 0,55.

1755138

1 ! 3 1

Rz

11-х х с

1 T ! 1 X

1 1» IC

I а а о о Ln m ма î о о о а а .a Ъ С i a с в в а в лла в о о EAFP 030

ОЪ 01 IFI CO 01 tFI CACO CO CFICO ol!

I Z

1

1 X х

1 Ч 3

ММNО О О О О О О О О а в с с а е ° е а ° ° а а а еч о о ф со о в ф о ч»

Ф EA IA Îl tFI ф CO Ф ф CO ф CO

1 I IC е 1

o a о е» 01 Л е- CO Ф а Cd Ъ0 СО

Х Ф ltt 1

1 оо а а» ф» I N EA IA co IA CA- 04 ЕЧ. М- LALO а О Ь О

° с * ««а а с а е а а « ч N N еч N еч еч еч е4 N m м m

1

1 T

) О.

О ЬЗО а еча D oo е — Оъс ОЪ Л

ВОЕЧО

° а ° ° «Е) ц) а е- е.0 МООМ

° N N а ° е е ° a a a

«оооаь.

ОЪ ol IFI ol О ° ° е- еX

1 О.

I

О 1 х

Э 1

Ч I — е-COCOCO е 0 . 0«е« оь оо оомmмс»омечм

o a î п 0 а с» о n a

ooaaoaa0oD

° anon «aоо

eO a aa a«ОО « !МООО .3 000

1 «1 m+I е.,«1

Се! OlCP* ЛО 01ф 0 ф

° «с О«N»» е»N« с»ado Dna a a a

Dooopooa0o а а в а с а « ° ° ° апоааааооа

ОЛ 3Ч

° -0:. е»

О ОЕЧ4Е МО оîîaoa

ООÎОÎО

«doî

OO «а аб е о4» 4 +1 а«

ol0lco t II co

° е «Е Ф 4 «» еоееоо с»с»ос»с о

° a а а «а ооaaоо ао

C) Ч» оо оо

«о о

,о со Ln

«» « с! о оо

* ° оо

3Л

О\ о н

33е

XX

1 1 !

31 1.

1 1 1 ! . 1 1 ! С! 1- I х1х 1 ! хх I

E I.1 х! кс

1 — — е

1 1 .1 х х

Э ч

Э 1 X 3

1 EC Z 3

1 30 1 Ч 1

° - «» N 3Ч Е4 «» «» N ЕЧ еч е- е- ЕЧ ЕЧ 3Ч е- «N N N «» N N N о о 0 а о ь о о î î î î е о 0 О D е 0 ь о п о о о о а î ь о о о о о о о а о ь о î a D о о о ь î o n к к а "» к в II «a в с а а а в а в в а i a a « о о a a î a о о о о о a a о о о о о о о о a o о о," ееее "КЕ:а ...е 1

1 (Ч еч а а а (Ч еч а а а еч N N N N N N N N N N c4 N IA N 1

1 о î î D a D o î 0 с» о î о о о о о 0 î î о î î î р с» а о î î o a D е о a o о î а О о ь о 0 о о о о 0 а«к с« а ° * ° а ° а ° ° к ° *« ° с«вас о о о о о О о о о о о î о о о о О О о о о о а о о

1 I

1 С 1 х е3 1 а а а а а е о о ь о а а аа а а а а а а а а а а а !

3 а а а а а а а а а а Ф Ф е О 0,6 «О е4» М М М М М I а с а «с а а в а а а В а а в а а а а а«с а а с а

0 О О О б О d 0 0 О О 0 0 О О О О О 0 О 0 О 0 п О I

1

1 аааааОООООааааааааааааааа I

1.Ф Ф -й - е 4Е а а а а а а И а а а М М М М М«0 0 еО «3» «О а «с а а.е. в * в а а в с а а а в в а а а в а в «а о о о о о 0 î о î о 0 а 0 о î î î î î 0 о с» а п 0

1 Э 1

I K 1

1 Э 3

I C I

X 1 X . 1

I 1 I»

О!» IC!! Ц»- !

3

3 о еч м асэ лф 01 о еч m-е а

N м.» ао лсо а — - -. «» - еч еч N N N «ч!

CL

1 О с с

Ф

2 х а с

О

Э

X ь

Х 44е

Э а

Э IC

1 Х с» х

О о о и «ч о о а а со о а а

"a" В «с с а a a a««a a в a аЧ» а О а О а 10 NCOaOCO

0 CA 01 CA 01 0 01 ОЪ ОЪ 0 Ol CA 01

a à О"о о o а ф о"ф о а о в а а в, «в а в с в с с в о" о о о чо а о о eo I а л о

CA ОЪ Се1 0l 01 ОЪ 01 0 01 01 О О! 0

Л3 ао Л Л maO И ф О М Ф O иоооооооо -с!оо с» cr o о о о о о î е о ь о

O О О O О O О CI Î P О О O

n o o о а o D o î 0 o cI o в а а в ° с а еь а с ° с а о а о о о О о 0 o a о о о

МЖМ Ф444an LAI Ь cVco 03 л

01 CFI О\ ОЪ 01 CA ОЪ CA 01 СО 01 ОЪ б1 оо - - -оа - -ьоь о о а î ь о о о î а о о

î î î ь о а а ь î о о о о

° с а ° а а а «а ° a a о î o o o cl î î 0 а î о о

3 х

1 I X 1

I 1 1

К1 Х

X I X 1

1 6 1

l» 1 Я

1 11 X

I ! I

I. 3 X 333 Щ 1 ! ox3c г о

1 Е»

О

aI C

Э ! 1

3 8е

1 еч — о о л а со а о а со л а а а к а ««a « ° а мм - —. - .Ммелм1м 1

I

1.О а в EA î 03 о <и еч еч Ln t

ООООЕ-D !

O0О0ОООOОООО оьооьoaaaооа

a o cI o o o o D o o n o а с" a a a a a a. «

В ol 0l CO Co CO СО СО ф СО Л Л 1

-оо - — -оо оаЕебîîеîеьо о о ь о о о о о о а о о а "а с К в а а с в с «

ОООООООООЬОО !

I!

1 а 1

0 1!

CO CALO O»» »CA

I ом еа а М « ° ° в а

«ЕЧ ЕЧ Е4 N ЕЧ I

CO CO е» е» ° l

I ав

° «» и ао оф лч» ьоonс»оь 1 о о;с» о а с» п о ь" ес «о а а !

«оо

О О «3 43 О О Се

3 Мфо ФФФ

".ЕК3 - --ЕW-».

o n с» î 0 о п ооьîîîо

°, a е, ° а ° °

aaaaооа

1755138

Таблица 2

Таблица 3

Сравнительные характеристики известного способа (прототипа) и заявляемого способа

Наименование п изнака

Заявляемый способ

П ототип

Раздельное определение неВОЗможно

Селективность (возможность раздельного определения анилина и и-нитроанилина)

Нижний предел определения, мг/л анилина и-нит оанилина

Раздельное определение невозможно

6,0 общего содержания

1,0

2,0

Составитель

Техред М.Моргентал

Редактор М.Товтин

Корректор Т.Вашкович

Заказ 2887 Тираж (Ь Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Степень извлечения акилина и и-нитроанилина (К, 7;) органическим растворителем, состоящим из 0,45 мол. доли бутилацетата и 0,55 моль доли трикрезилфосфата, в зависимости от рН водного раствора при содержании компонентов 1-2 мг/л