Способ количественного определения формальдегида

Способ количественного определения формальдегида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«< 6813,< ">

Союз Советских

Социалистических

Республик (v1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.12.75 (21) 230313((3-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

2 (51) М. Кл.

G 01 (ч 2<,"4

Государственный комитет

СССР

M делам иэоорвтвний н откро<тнй

Опубликовано 25.08.79. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 29.08.79 (53) УДК 543.43 (088.81

С. П. Клочковский, В В, Носков, Л. А. Кирьянова, К. С. <1< ляысоикий, Н. П. Канграманян и И. Il. 11инман (72) Авторы изобретения

Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГHllA

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения форм. альдегидов.

Известен способ определения альдегидов путем обработки их диазотированной сульфаниловой кислотой в присутствии щелочи с последующим колориметрированием полученного окрашенного соединения (1).

Недостатком способа является невозможность использования диазотированной сульфаниловой кислоты в щелочной среде для определения малых количеств формальдегида, так как в этом случае окрашенное соединение обладает низким светопоглошением.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ количественного определения формальдегида,. заключающийся в обработке анализируемой пробы растнором гидрохлорида фенилгидразина и изопропилового спирта и раствора феррацианида калия, едкого натрия и снектрофотомстриронанисм полученного окра,шенн<>«< с«е;<инения (21

Недостатком способа является невысокая . чувствительность и низкая избирательность способа, так как определению формальдегида мешают другие альдегиды, аналогично реагируюшие с диазотированным. фенилгидразином, а также фенолы и амины, образующие в щелочной среде красители с солями диазония.

Для повышения чувствительности и избирательности способа определения используют химический реактив, содержащий в качестве диазотированного соединения диазотированной сульфаниловую кислоту и дополнительно барбитуровой кислотой, взятых в мольном соотношении

1 10- — 3 10-: 2.10- — 6.10; соответственно, и обработку ведут в присутствии 0,130,75М серной кислоты.

Для определения формальдегида используют его способность ускорять при комнатной температуре реакцию между барбитуровой и диазотированной сульфаниловой кислотами. протекающую в 0,13-0,75 М серной кислоты.

При проведении вьнпсукаэанной реакции н присутствии аналиэирчсл«1й пробы получают окрашенное соединение ж<"<т««ни< т» (7 415 нл1) 681355

%С

$0 +

О=С

Реакцию можно представить следующим образом.

Установлено, что формальдегид является активным катализатором в этой реакции. Каталитический характер его действия на реакцию следует, в частности, из того факта, что молярный коэффициент погашения красителя, пересчитанный на содержание формальдегида в растворе, составляет около 1 10 . Ни барбитуровая кисло та, ни диазосульфокислота в среде 1н. серной кислоты окрашенных продуктов с формальдегидом не образуют. Скорость реакции образования красителя пропорциональна концентрации формальдегида в интервале 0,002-0 050 мкг/мл.

При проведении реакции в растворе, содержа. щем 0,2-0,5% диазосульфокислоты, определению формальдегида не мешает 20-кратный избыток акролеина, уксусного и пропионового альдегидов. Не оказывают влияния на анализ кетоны, окислы азота и углерода, фенол, бензол и другие углеводороды.

Пример. Для определения формальдегида в атмосфере, содержащей выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, отбор пробы газа осуществляют в предварительно вакуумированную бутыль емкоспю 0,5 л. После отбора пробы в сосуд наливают 10 мл $,3%-ного раствора сульфаниловой кислоты в 0,4 М серной кислоте. Раствор встряхивают около 10 мин, после чего отбирают в пробирку 6 мл раствора. Последовательно к раствору добавляют 0,5 мл 0,3%ного раствора нитрата натрия и 0,5 мл 0,3%-ного раствора барбитуровой кислоты. Через

10 мин после добавления барбитуровой кислоты к раствору приливают 3 мл концентрированной серной кислоты, охлаждают и фотометрируют. В тех же условиях, что и определение, стро ят градуировочный график. В шесть пробирок наливают раствор, содержащий 0,3% сульфаниловой кислоты в 0,4 М серной кислоте и 0; 0,03;

006; 0,1; 0,15; 0,20; 0,30 мкг формальдепда.

В каждую из пробирок наливают 0,5 мл 0,3%ного раствора нитрита натрия и 0,5 мл 0,3%-ного раствора барбитуровой кислоты, Через

О6

3$

36

16

3$ .46

10 мин во все пробирки наливают по 3 мл концентрированной серной кислоты, пробирки охлаждают и фотометрируют растворы.

Скорость образования окрашенного продукта определяется в первую очередь концентрацией формальдегида и кислотностью среды. Результаты, приведенные в табл. ), характеризуют каталитическую активность формальдегида в зависимости от содержания серной кислоты.

Состав реакционного раствора:

Барбитуровая кислота 4 ° 10- М

Диазотированная сульфаниловая кислота 10-2 М

Формальдегид 0,03 мкг/мл

Соотношение барбитуровая кислота: диазотированная сульфаниловая кислота 2:5. Время реакции 10 мин, температура 22 С, я — 413 нм, 1= 1 см.

При содержании серной кислоты 2-3 М реак ция не идет. Поэтому для прекращения процесса к реакционному раствору добавляют такое количество серной кислоты, чтобы создать кислотность около 3 М.

В табл. 2 приводятся условные значения сняО коэффициентов молярного погашения („„), рассчитанные по величинам оптических плотйостей (hA к ) и содержанию формальдегида в растворе.

Следует отметить, что hA о определяется не только содержанием кислоты в растворе, но и выбранным промежутком времени. Так, с увеличением или уменьшением времени реакции

hAг соотвественно увеличивается или уменьшается.

Предлагаемый способ более чем на порядок превосходит по чувствительности известный.

Кроме того, присутствие десятикратных по сравнению с формальдегидом количеств уксусного, пропионового, масляного, кротонового, изовалирианового альдегидов, а также акролеина и бензальдегида не сказывается на результатах определения формальдегида.

Так как реакция протекает в кислых средах, в этих условиях определению не мешают фенолы, многие амины, дающие азокрасители в щелочных или слабокислых средах.

В табл. 2 даны результаты определения формальдегида в растворах, содержащих формальдегид и уксусный альдегид, предлагаемым способом и известным. Условия определения даны в табл. 1, содержащие H>SO4 0,4 М, Малярный коэффициент погашения для известного способа определения 2,1 10 .

Из таблицы видно, что скорость реакции (ЬА, ) растет с уменьшением кислотности, однако при этом увеличивается и оптическая плотность раствора сравнения (ЛЛ Д„). При кон68)355 рациям реагирующих веществ. Температура

22 С, содержание серной кислоты 0,5 М, СФ-)6, Х вЂ” 413, = 1 см, формальдегида 0,03 мкг/мл. центрацин Н1$04 менее 0,)3 М, значение оптической плотности раствора сравнения неприемлнмо велико >1,0. При концентрации HqSO< более 2 М скорость реакции мала и исчезает вы-сокая чувствительность. Поэтому рекомендуемые пределы кислотности 0,13-0,75 М серной кислоты.

В табл. 3 приводятся значения величин А

1О х н A>îë соответствующих разли ым конц

Предлагаемый способ дает надежные результаты определения при концентрации формальдегида 0,002 мкг/мл.

Чувствительность предлагаемого способа

0,001 мкг/мл, средняя ошибка не более 20%.

Таблица 1

Содержание серной кислоты, М словный коэффициент молярного погашения, Оптические плот- Оптические плотности относительности раствора сравнения относительно исходно раствора сравнения,,А1О

Х снбо

УСЛ ного, А1О

ХОЛ

Таблица 2

Найдено формальдегида, мкг/мл

Значение оптической

Содержание альдегида, мкг/мл предлагаемый известный уксусный, мкг/мл формальдегид, мкг/мл предлагае- известмый, ный, мкг/мл мкг/мл

0,05

0,005

0,09

0,012

0,18

0,02

0,21

0,04

0,40

0,15

0,31

0,1

0,2

0,3

0,5

0,2

0,075

0,13

0,25

0,4

0,5

0,6

0,75

1,0

1,5

2,5

0,002

0,005

0,005

0,01

0,01

0,02

0,02

0,03

0,03

0,05

0,05

0,2

0.2

2,20

1,56

0,84

0,56

0,32

0,26

0,18

0,10

0,04

0,02

0,03

0,10

0,10

0,18

0,18

0,38

0,39

0,56

0,59

0,86

0,91

2,1

1,25

0,68

0,32

0,15

0,12

0,07

0,03

0,015

0,005

2,2 )0

1,56 10

8,4 )О

5,6-10

3,2 ° 10

26 10з

1,8 10

1 10

4 10

2 10"

0,0017

0,0053

0,0053.

0,0095

0,0095

0,020

0,021

0,030

0,035

0,046

0,49

0,007

0,11

0,016

0,22

0,025

0,32

0,05

0,5

0,2

0,33

681355

Табл и ца 3

Содержание барбитуровой кислоты, М

Содержание нитрита натрйя, М

Содержание сульфаниловой кислоты, М

Оптическая плотность птическая

ПЛОТНОСТЬ исследуемого .раствора аств ори сравнения

4 10а, 2, 103

m же

1Q 2 то же

7.1О-"

10 з, 2 4 1 0

4 10-3

6,10„з

10-

4, 1о„з, »

3 "10-

5e)0 4

10г3

2 10-3

3,10 з, 4 10-3

5 >10-»

2 10"»

» то же

» »

>Ь

» ьь

2„10 3

3 10 3

5.10 з

10 г, 2>19 2

3.10-2 то же

>ь

>ь

Формула изобретения ловую кислоту и дополнительно барбитуровую кислоту, взятых: в мольном соотношении

3 10-» 2 10 -6 10 3 соо но, и обработку ведут в присутствии 0,130,75 М серной кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коренман И. М. Методы определения органических соединений. М., "Химия", 1970, с. 55.

2, Копенман И, М, Методы Определения органических соединений. М., "Химия", 1970. с. 58.

Составитель Л. Соломенцева

Редактор Т. Шагова Техред Л.Алферова Корректор А.Гриценко

Заказ 5078/40 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., л. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проси и»н.

Способ количественного определения формальдегида путем обработки анализируемой пробь2 химическим реактивом, содержащим диазотированное соединение, е последующим спектрофотометрированием полученного при этом окрапюнного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и избирательности определения, используют химичес- @Е кий реактив, содержащий в качестве диазотиро ванного соединения диаэотированную сульфани0,18

0,25

0,3О

О,З2

О,З2

О,З4

0,35

0,12

0,18

0,29

0,32 о,зз о,зз

О,З4

О,З2

0,26 о,зо

О,З1 о,зг о,зз

О,З4 о,ог

О,О4

0,05

0,08

0,15 о,го о,зо

0,04

0,05

0,О9

0,15

0,22

0,28 о,зг

0,15

0,26

О,1З

0,14

0,15

0,17

0,18