Способ определения содержания трибутилфосфата в алифатических разбавителях

Способ определения содержания трибутилфосфата в алифатических разбавителях

Реферат

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при определении концентрации трибутилфосфата (ТБФ) в алифатических разбавителях в присутствии кислот и металлов.

Известен способ определения содержания трибутилфосфата с использованием (55-60)% азотной кислоты с добавлением высаливателя (3,0-4,5)% нитрата циркония с последующим измерением объема выделившейся тяжелой фазы (а.с. СССР №615411, G01N 31/00, 1978 г.).

Недостатком данного способа является ограниченный интервал определяемых концентраций и недостаточная точность измерения объема выделившегося слоя, содержащего ТБФ.

Известен способ количественного определения нейтральных фосфорорганических экстрагентов в углеводородных разбавителях, включающий обработку раствора концентрированной азотной кислотой (11-13 моль/л) и измерение электродвижущей силы между органическим раствором и равновесной водной фазой (патент РФ №2184959, G01N 27/42 2002 г.).

Недостатком данного способа является нелинейность калибровочного графика, по которому определяется концентрация, работа с концентрированной азотной кислотой, необходимость приборного оснащения (установка для измерения ЭДС), достаточно большая продолжительность эксперимента (20 мин без учета отстоя фаз).

Наиболее близким по технической сущности является способ определения содержания трибутилфосфата в смеси ТБФ-керосин с использованием 9 моль/л хлорной кислоты и измерением объема выделившегося сольвата, по которому судят о содержании ТБФ (а.с. СССР №114186, G01N 9/36, 1958 г.).

Недостатком способа является использование хлорной кислоты высокой концентрации, неприменимость метода к растворам, содержащим металлы и кислоты, ограниченность определяемых концентраций ТБФ (не более 50%).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение возможности определения содержания трибутилфосфата с низкой погрешностью измерения в сложных по составу органических растворах в широком диапазоне его концентрации.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе, включающем обработку раствора кислотой, перемешивание и отстаивание смеси, определение количества трибутилфосфата по объему выделившегося среднего слоя, предварительно проводят обработку исходного раствора раствором щелочи при отношении объемов раствора щелочи и пробы 4:1÷3:1, отделяют образовавшуюся твердую фазу от органического раствора, который обрабатывают хлорной, соляной или серной кислотой с концентрацией в интервале (5-10) моль/л при отношении объемов кислоты и органического раствора 2:1÷1:1.

Хлорную кислоту используют с концентрацией (5-8) моль/л.

Соляную кислоту используют с концентрацией (8-10) моль/л.

Серную кислоту используют с концентрацией (7-10) моль/л.

Обработка исходного раствора раствором щелочи при заявляемом отношении объемов органической и водной фаз обеспечивает полную нейтрализацию кислоты и осаждение металла, содержащегося в исходном растворе, в виде гидроксида, что позволяет провести последующий анализ органического раствора с достаточной степенью точности. Интервал концентраций хлорной, соляной и серной кислот выбран с учетом целого комплекса факторов, к которым относятся обеспечение техники безопасности, сольватообразования и минимизации времени расслаивания.

Определение искомого содержания ТБФ сводится к установлению объема среднего слоя, выделившегося после обработки органического раствора кислотой, перемешивания и отстаивания, в результате его расслаивания на три слоя: нижний слой раствора кислоты, средний слой, содержащий ТБФ, верхний слой алифатического разбавителя. При концентрации ТБФ (10-70) об.% относительный объем тяжелой органической фазы связан с концентрацией ТБФ линейным уравнением, на основании которого строится калибровочный график.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами

1. Исходный раствор ТБФ в октане, содержащий кислоту и цирконий, обрабатывают раствором гидроксида натрия при соотношении объемов щелочи и пробы 4:1, полученную смесь центрифугируют для отделения твердой фазы, затем органический раствор обрабатывают хлорной кислотой с концентрацией 5,5 моль/л при соотношении кислоты и органического раствора 2:1. После перемешивания и отстаивания определяют объем образовавшегося среднего слоя, по которому устанавливают содержание ТБФ в исходном анализируемом растворе с использованием линейного калибровочного графика, предварительно построенного в виде зависимости относительного объема содержащего ТБФ среднего слоя от объемной концентрации ТБФ в исходном растворе.

2. Исходный раствор ТБФ в додекане, содержащий кислоту и гафний, обрабатывают раствором гидроксида натрия при соотношении объемов щелочи и пробы 3,5:1, полученную смесь центрифугируют для отделения твердой фазы, затем органический раствор обрабатывают соляной кислотой с концентрацией 8,5 моль/л при соотношении кислоты и органического раствора 1:1. После перемешивания и отстаивания определяют объем образовавшегося среднего слоя, по которому устанавливают содержание ТБФ в исходном анализируемом растворе с использованием линейного калибровочного графика, предварительно построенного в виде зависимости относительного объема содержащей ТБФ фазы от объемной концентрации ТБФ в исходном растворе.

3. Исходный раствор ТБФ в декане, содержащий кислоту и торий, обрабатывают раствором гидроксида натрия при соотношении объемов щелочи и пробы 3:1, полученную смесь центрифугируют для отделения твердой фазы, затем органический раствор обрабатывают соляной кислотой с концентрацией 7,5 моль/л при соотношении кислоты и органического раствора 1,5:1. После перемешивания и отстаивания определяют объем образовавшегося среднего слоя, по которому устанавливают содержание ТБФ в исходном анализируемом растворе с использованием линейного калибровочного графика, предварительно построенного в виде зависимости относительного объема содержащего ТБФ слоя от объемной концентрации ТБФ в исходном растворе.

Результаты опытов, приведенных в примерах (1-3), показаны в таблице.

Таблица
Пример	Конц. ТБФ, об.%	Найдено ТБФ, об.%	Ошибка измерения, %*
1	20	19,6	2,0
2	40	40,5	2,5
3	70	67,6	3,1
* - ошибка определена при доверительной вероятности 0,95.

Таким образом, как видно из примеров, заявленный способ обеспечивает достижение технического результата, состоящего в возможности определения содержания ТБФ в широком диапазоне его концентрации в сложных по составу органических растворах, содержащих, например, различные металлы и кислоты, с низкой погрешностью измерения.

1. Способ определения содержания трибутилфосфата в алифатических разбавителях, включающий обработку раствора кислотой, перемешивание и отстаивание смеси, определение количества трибутилфосфата по объему выделившегося среднего слоя, содержащего трибутилфосфат, отличающийся тем, что предварительно проводят обработку исходного раствора раствором щелочи при отношении объемов раствора щелочи и пробы 4:1-3:1, отделяют образовавшуюся твердую фазу от органического раствора, который обрабатывают хлорной, соляной или серной кислотой с концентрацией в интервале (5-10) моль/л при отношении объемов кислоты и органического раствора 2:1-1:1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорную кислоту используют с концентрацией (5-8) моль/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соляную кислоту используют с концентрацией (8-10) моль/л.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что серную кислоту используют с концентрацией (7-10) моль/л.