Способ количественного определения металлсодержащих антрахиновых хромовых и катионных красителей

Способ количественного определения металлсодержащих антрахиновых хромовых и катионных красителей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ — г

735974

Союз Советсннн

Социалистические

Республик

» -» . р

В " 4

t (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04»04.77 (21) 2485506/23-04 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет(51) M. Кл.

Cq 01N21/24

Гебударстнвнный квинтет

СССР йо данам нзебретеннй и етнрнтнй

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень ¹ 19 (З) УДК,543. .432(088.8) Дата опубликования описания 28.05.80

Ф. Г. Дятловицкая, Л. Е. Ботвинова, Э. Д. Мактаз и A. А. Кручинина (72) Авторы изобретения

Киевский научно-исследовательский институт обшей и коммунальной гигиены им. А. H. Марзеева (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

МЕТА ЛЛСОДЕРЖАЩИХ, АНТРАХИ НО НОВЫХ, ХРОМОВЫХ И КАТИОННЫХ КРАСИТЕЛЕЙ

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения металлсодержащих, антрахиноновых, хромовых и катионных красителей.

Известен способ определения антрахи5 ноновых красителей путем хроматографированяя анализируемой пробы .смесью растворителей пиридина и воды, взять1х в объемном соотношении 1:4 (1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре- зультату является способ количественного определения катионных красителей путем фотоколориметрирования анализируемой йробы (21

Недостатком известных способов является невозможность определения металлсодержащих, антрахиноновых, хромоВытх и катионных красителей при их совмест-ном присутствии в смеси.

Бель изобретения - достижение возмож ности определения красителей при их совместном присутствии в смеси.

Поставленная пель достигается тем, что анализируемую пробу обрабатывают бутанолом при рН среды 1, 5-2 и хроматографируют первую аликвсту бутанольно-. го раствора в тонком слое силикагеля смесью пропанола, уксусной кислоты и воды, взятых в объемном соотношении

6-7: 1-2: 1-3 с последующим элюированнем антрахиноновых красителей этанолом и фотоколориметрированием элюата, хром атографируют вторую аликвоту бутанольного раствора в тонком слое силикагеля смесью пропанола и аммиака, взятых э объемном соотношении 2-9:1-2, с последующим раздельным элюированием хромовых и металлсодержаших красителей этанолом и фотоколориметрированием элю- атов, хроматографируют третью аликвоту бутанольного раствора в тонком слое окиси алюминия смесью бутанола и воды взятых в объемном соотношении 86-87:

13-14 с последующим элюированием этанолом катионных красителей, и фотоколориметрированием элюата.

7359

В примерах представлены способы количественного определения антрахиноноаых . (2-4), хромовых,(5-7), металлсодержащих (8-10) и катионных 11-13) красителей.

Пример 1. Для определения красителей используют сточные воды Черниговского камвольно-суконного комбината. К

300 мл сточной воды прибавляют 3 мл

1 н. раствора НСК и экстрагируют 100-rî

120 мл бутанола. Неводную вытяжку разделяют на три равные части.

Первую аликвотную часть неводного

/ экстракта упаривают до объема менее

0,5 мл и наносят на пластину с силикагелем в закрепленном гипсом слое. Х се роматографируют в системе пропанол-уксусная кислота — вода (7:1:2).

В присутствии всех черыех групп красителей на хроматограмме появляются

4 следующие окрашенные зоны .

Р = 0 — катионные красители; (И = 0,5-0,6: — хромовые красители;

М = О, 7-0,8 — антрахиноновые красители;

k f = 0,9-0,95 — металлсодержащие красители.

В зоне О, 7-0,8 происходит разделение внутри класса антрахиноноаых о красителеи. Для их количественного оггределения элюируют окрашенные участки адсорбента, соответствующие отдельным представителям антрахиноноаых красителей (И =О, 7 для антрахинонового синего (Ц =0,8 для антрахинонового зеле35 ного), 10 мл этилового спирта. Оптичебкую плотность окрашенного спиртового раствора измеряют на фотоколориметре а кювете рабочей длиной 20 мм при длине о волны, соответствующей максимуму поглощения дпя данного красителя (для антрахинонового синего измерение оптической плотности выполняют при 5--580 нм для антрахинонового зеленого при Ь =6 10 ни)

Коли тественное определение осуществляют с

45 по калибровочным графикам.

Разделение внутри группы металлсодержащих и хромовых красителей осуществляется из второй апиквотной части. После удаления растворителя наносят остаток окрашенного раствора на стекло с сипикагелем. Хроматографируют в системе пропанол-аммиак (2:1). Величины Р( дпя хромового коричневого, хромового бордо, вофапана серого и вофелана красного составляют соответственно 0,5, 06,0,85 и 0,7.

74 4

Количественное определение выполняют после элюирования этиповым спиртом (10 мл) окрашенных участков сорбента. Оптическую плотность окрашенных спиртовых растворов измеряют на фотоколори метре @JIB хромового коричневого, хромового бордо, вофалана серого, вофалана красного при.длинах волн 440, 490 580 и 490 нм соответственно.

Остаток после упаривания неводной вытяжки из третьей аликвотной части наносят на пластинку с закрепленным споем безводной окиси алюминия и хромато—

:графируют в системе бутанол-вода (86: 14)., В этой системе разделяются отдельные представители группы катионных красителей. Зпюируют окрашенные участки сорбента, соответствующие отдельным представителям катионных красителей, 10 мп этилового спирта и измеряют оптическую плотность окрашенных растворов на фотокопориметре при длине волны 610 нм для катионного синего и 440 нм для астразона желтого. Количественное определение выполняют по калибровочному графику.

Определение таких же групп красителей в природных водах проводят аналогично при увеличении .объема пробы до

500 мл.

Чувствительность определения хромовых, катионных, антрахиноновых красителей составляет 50 мкг в пробе, а для металлсодержащих: - 100 мкг в пробе.

Пример 2. Отбирают 500 мл природной воды, вносят антрахинонового синего, прибавляют 5 мп 1 н. НС насы-! щают 50 мл бутанола а затем экстрагируют 40 мл бутанола. Неводную вытяж-. ку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с силикагепем в закрепленном гипсом слое. Хроматографируют в системе пропаноп-уксусная кис; лота-вода (6:1:1). По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента пятно (A,f=0, 7) 10 мл этилового спирта, Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при длине волны 580 нм в стандартных условиях и количественное определение осуществляют по калибровоч ному графику. Относительная погрешность при определении наличия 200, 300, 340 и 375 мкг красителя в воде соот-, ветственно ссставпяет 6, 8; 8, 6; 3, и 8,6%.

IT р и м е р 3.. Отбирают 50Д мл природной воды, вносят антрахинонового зеленого, прибавляют 5 мл 1 н. НИ, на7359 сьлцают 50 мп бутанола, экстрагируют

40 мп бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее О, 5 мл и наносят на пластинку с сипикагепем. Хроматографируют в системе пропаноп-уксусная кислота — вода (7:2:3). По окончании хроматбграфирования извпекают окрашенный в зеленный цвет участок.адсорбента (Щ =

0,85) 10 мп этилового спирта. Оптическую ппотнссть окрашенноГо раствора иЗ- 10 меряют при длине вопны 610 нм в стандартных усповиях и осуществляют количественное определение по калибровочному графику. Относительная погрешность при определении наличия 125, 180

250 и 360 мкг краситепя соответственно составляет 5, 5; 8,3; 4,0 и 5, 3%.

Пример 4. Отбирают 500 мл природной воды, вносят антрахинонового красного, прибавляют 5 мл 1н, НС0, на20 сыщают 50 мп бутанопа, а затем экстрагируют 40 мл бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на ппастинку с силикагепем.

Хроматографируют в системе цропаноп-ук сусная киспота-вода {6, 5:1, 5:2,5). По окончании хроматографирования извпекают окрашенный в красный цвет участок сорбента (1=0, 75) 10 мл этипового

30 спирта. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при длине вопны 540 нм в стандартных условиях и количественное опредепение осуществляют по капибровочному графику. Относительная погрешность при определении на35 пичия 200, 250, 300 мкг краситепя в воде соответственно составляет 8,1;

5, 8 и 8,8%.

Пример 5. Отбирают 500 мп природной воды, вносят хромового коричневого, прибавляют 5 мл 1н. НС насыl шают 50 мп бутанопа, а затем экстрагируют 40 мл бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее О, 5мл и наносят на ппаститп<у с сипикагепем.

Хроматографируют в системе пропанопаммиак (2:1). По окончании хроматографирования извпекают из адсорбента окрашенный участок {N =0,5) 10 мп этипового спирта, Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при длине волны 440 нм в стандартнь|х условиях и количественное определение осуществпяют по калибровочному графику.

Относитепьная погрешность при определении налйчия 250, 310 и 445 мкг красителя в воде соответственно составпяет 5 8 5,2 и 3, 2%

74

Пример 6. Отбирают 500 мп природной воды, хромового бордо, прибавляют 5 мп 1 í. НС0, насыщают 50 мп бутанола, а затем экстрагпруют 40 мп бутанопа.. Неводную вытяжку упаривают до объема менее О, 5 мп и наносят на ппастинку с сипикагепем. Хроматографируют в системе пропаноп-аммиак (9:1), По окончании хроматографирования извпэкают из адсорбента окрашенный участок (P. Ф =-0,6) 10 мп этипового спирта. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при 5 =490 нм в стандартных усповиях и копичественное опредепение осуществляют по капибровочному графику.

Относительная погрешность для 180, 225, 240 и 310 мкг красителя соответственно составпяет 8,7; 4,5; 4,2 и

5, 7%.

Пример 7. Отбирают 500 мп природной воды„вносят хромового черного, прибавляют 5 мп 1н, HCß., насыщают

50 мп бутанола, а затем экстрагируют

40 мп бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5, мл и наносят на ппастину с сипикагепем. Хроматографируют в системе пропаноп-аммиак (5: 1,5). По окончании хроматографирова- ния извлекают из адсорбента окрашенный участок (Р =0,40) 1,0 мп этипового спирта. Оптическую ппотность окрашенного раствора измеряют при 1=540 нм в стандартных усповиях и количественное определение осуществпяют по капибровочному графику. Относительная погрешность при определении наличия 150, 200 и

300 мкг красителя в воде соответственно составляет 7,4; 11,5 и 6„%, f

О

Пример 8. Отбирают 500 мп природной воды, вносят вафапана красного, прибавпяют 5 мп 1н. НЯ,насыщают 50 мл бутанола, а затем экстрагируют 40 мл бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее О;5 мп и.наносят на ппастнку с силикагепем. Хроматографируют в системе лропанол-аммиак (2: 1 ) .

По окончании хромятографирования извпе-. кают из адсорбента окрашенный участок (Р =0,7) 10 мп этилового спирта. Оптическую ппотность измеряют при K =490 нм в стандартных усповиях и количественное определение осуществляют по калибровочному графику.

Относительная погрешность при опредепении наличия 380, 440 ц 500 мкг краситепя в воде соответственно составпяет 8,1", 7,7 и 8„9%.!

7359

I

Пример 9. Отбирают 500 мп природной воды, вносят определенное копичество мкг вофапана серого, прибавдяют 5 мп Iн. HCR, насыщают 500 мл бутанопа, а затем экстрагируют 40 мл 5 бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0 5 мп и наносят на пдастинку с сипикагепем. Хроматографируют в системе пропаноп-аммиак .(9:2).

По окончании хроматографирования извле- " кают из адсорбента окрашенный участок (И =0,85) 10 мл этипового спирта. Оптическую плотность измеряют при

580 нм в стандартных усповиях и коли15 чес венное определение осуществляют по калибровочному графику.

Относительная погрешность дпя 350, 400 и 500 мкг, соответственно составляет 4,3; 7,2 и 4,5%.

Пример 10, Отбирают 500 мл

20 природной воды, вносят вофалана желто

Коричневого, прибавляют 5 мп ie. HR насыщают 50 мп бутанода, а затем экстрагируют 40 мп бутанода. Невод ую в -2

L 25 тяжку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с сидикагепем.

Хроматографируют в системе нропанодаммиак (5:1,5). ITc окончайии хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок (ЙЯ =0,95) 10 мл этилового спирта. Оптическую плотность измеряют при Д =440 нм и стандартных, условиях и количественное определение осуществляют по капибровочному графику. зз

Относительная погрешность дпя 100;

200, ЗОои 400 мкг соответственно составпяет 10,0; 11,5; 8,8 и 7,4%.

Пример 11. Отбирают 500 мд природной воды, вносят катионного синего, прибавпяют 5 мп 1 í HC9., насыщают

50 мп бутанода, а затем экстрагируют

40 мп бутанода. Неводную вытяжку упа ривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с окисью апюминия в закрепленном гипсом слое. Хроматографи руют и системе бутанол-вода (86:14).

По окончании хроматографирования извпекают из адсорбента окрашенный участок (A,5 =0,95) 10 мп этилового спирта.

Оптическую плотность окрашенного растsopa измеряют при Л =610 нм в стандартных условиях и количественное одре деденне осуществляют по капибровочному графику. Относитепьная погрешность ддя

155, 200, 255, и 300 мкг соответственно составляет 9,7; 8,4, 8,6 и 8,8%.

Пример 12. Отбирают 500 мп природной воды, вносят астразона желтого, прибавляют 5 мл 1и. HCk, насыщают 50 мл бутанопа, а затем экстрагируют 40 мд бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с окисью алюминия и закрепленном гипсом слое. Хроматографируют в системе бутанол-вода (86r 14). По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок (Р.f =0,75) 10 мп этилового спирта.

Оптическую ппотность окрашенного раствора измеряют при Л =440 нм в стандартных условиях и количественное определение осуществляют по калибровочному графику. Относительная погрешность при определении наличия 190, 250 и 300 мкг красителя в воде соответственно составляет 5,9; 6,5 и 6,3%.

Пример 13. Отбирают 500 мп природной воды, вносят астразона бордо

/ прибавляют 5 мп Iн. HCP. насыщают

50 мд бутанопа, а затем экстрагируют

40 мл бутанола. Неводную выдержку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с окисью алюминия и закреппенном гипсом слое. Хроматографируют в системе бутаноп-вода (86:14).

По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок (Rf =0,5) 10 мд этипового спирта. Оптическую плотность бкрашенного раствора измеряют при длине волны 6 =540 нм в стандартных условиях и копичественное определение осуществляют по кадиброиочному графику. Относительная погрешность при определении наличия 100, 250 и

350 мкг краситепя в воде соответственно составпяет 11,9; 7,0 и 4,3%.

Дпя построения калибровочных графиков метадпсодержащих краситедей приготовляют основной растиор метадлсодержащего красителя (вофалан серый или красный) с конпентрапией 100 мг/л на этиловом спирте. В ряд колб емкостью

100 мп вносят последовательно 1, 2, 4 и 5 мп стандартного раствора краситепя и доводят до метки дистидпированной водой. Содержание красителя в пробе составляло 100, 200, 400 и 500 мкг.

Переносят каждую пробу в депительную воронку, прибавляют 1 мд I.í раствора соляной кислоты и экстрагируют 30-40мл бутилового спирта в течение 5 мин. Не» водную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мп наносят на адсорбент, (сидикагель) и хроматографируют в системе пропанод-аммиак {2: 1).

Табли па 1

/ б

Красители, мкг

N етаплсодержащ. А нтрахиноновые

Хромовые хромовый бордо вофа-, офалан пан серый красный хромовый антрахиноновый зепеный антрахиноновый синий коричневый

Внесено 200 100 200 100 250 400 50

100

Попу- 180 95 210 105 260 375 45

200 90 185 95 235 405 50

108

Внесено 100 400 300 200 300 100 100 300

288 205 270 100 90 300

275 190 290 105 85 310

Полу- 100 370

95 390

90 385 300 185 305 95 95 285

9 7359

Когда фронт растворителя достигает верхнего края стекла, его извлекают из камеры и элюируют окрашенные участки адсорбента, соответствующие отденьным представителям, 10 мл этилового спирта.

Оптическую плотность окрашенного спиртового раствора измеряют на фотоколориметре в. кювете рабочей длиной 20 мм при длине волны, соответствующей максимуму погпощения для данного красителя.

Например дпя вофаланового красного измерение оптической плотности выполняют при Л =490 нм, для вофапанового серого при Л =582 нм.

Для хромовых красителей построение капибровочной кривой осуществлялось аналогично. Хроматографируют в системе пропанол-аммиак (2:1), поспе чего эпюи-2О руют окрашенные участки, соответствующие отдельным представителям хромовых красителей 10 мл этанола. Оптическую плотность окрашенных растворов измеряют при длине волны, где наблюдался мак 25 симум поглощения каждого красителя.

Для хромового коричневого этот максимум лежит при Ъ =440 нм, а дпя хромового бордо — 490 нм.

Построение калибровочных кривых для антрахиноновых красителей выполняется тождественно описанным ранее. Экстракция красителей выпопняется из объема

100 мл бутанолом в кислой среде. Хроматографирование осуществляется в системе пропанол-уксусная кислота-вода (7:1:2). Окрашенные участки сорбента элюируют 10 мл этанола и измеряют оптическую плотность в стандартных условиях. Для антрахинонового синего при

Л =580 нм, .для антрахинонового зеленого при 610 нм.

В тех же условиях, вкпючая экстракпию бутанолом, были сняты калибровочные графики для катионных красителей.

Хроматографируют в системе бутанол-вода (86:14) на закрепленном спое окиси amo- миния7 По окончании хроматографирования окрашенные участки адсорбента элюируют 15 мп этанола и измеряют оптическую пдотность элюатов в стандартных условиях (катион синий при 5 =Ю10 нм) астразон — 440 нм).

В табл. 1 и 2 приведены результаты лабораторных испытаний, проведенных с искусственно созданной смесью красите лей в воде и производственными сточными водами.

735974 t

Продолжение табл: 1

BH сейо 400 250 400 300 200 100 150 200

370 240 400 295 190

295 260 390 280 180

380 245 375 285 185

IT%Iyчено

95 150 185

95 140 205

100 135 190

Таблица 2

l 146 0 24 25 055 34 20 12

2. - 2 02 0 5 0,23 нет 0,68 0,76 нет

3. 1,0 0,5 1,3 0,4

4,0 нет нет

Данные, представленные в таблицах

1 и 2, свидетельствуют о том, что настоящий способ позволяет полностью из влекать смесь красителей экстракцией бутанолом, и четко разделять Hà групп хроматографированием в тонком слое силика геля. 53

Разделение пробы на три аликвотные части позволяет определить любой из красителей, содержащихся в смеси, в óñëîвиях, обес печивающих получение точных и воспроизводимых результатов. 55

Чувствительность предлагаемого способа составляет для хромовых, катиоияых и антрахиноновых красителей 50 мкг в пробе, а для металлсодержаших — 100 мкг в пробе. формула изобретения

Способ количественного определения металлсодержаших, антрахиноновых, хромовых и катионных красителей, включающий фотоколориметрирование, о т л и - ч а ю шийся тем, что, с целью возможности определения красителей при их совместном присутствии в смеси, анализируемую пробу обрабатывают бутанолом при рН среды 1,5-2 и первую аликаегу бутанольного раствора хроматографируют в тонком слое силикагеля смесью

13, 735974 пропанопа, уксусной кислоты кислоты и тых в объемном соотношении 86-87:13воды, взятых в объемном соотношении 14 с поспедующим эпюированием этано

6-7:1-2:1-3, с последующим эпюирова- пом катионных красителей и фотокопоринием, антрахиноновых краситепей этано- . метрированием эпюата.

tIoM и фотоколориметрированием эпюата, 5 Источники информапии, вторую апиквоту бутанопьного раствора принятые во .внимание при экспертизе хроматографируют в тонком слое сипика- i. äiòÌð å ôö . ц е1 в сhunpnbei Йеи геля смесью пропанопа и аммиака, взя-, РорегсЬгоюаФоцгophn@nigev coo » тых в объемном соотношении 2-9: 1-2 ФатЬЫой " СИелйех Leitung № 4; 1962, с последующим эпюированием хромовых > Я.ОЗ. и метаппсодержащих красителей этанопом и фотокопориметрированием элюатов, 2.. Коренман И. М. фотометрический третью аликвоту бутанопьного раствора анализ. Методы определения органичесхроматографируют в тонком слое окиси ких веществ. М., Химия, 1970, алюминия, смесью бутанопа и воды, взя- tS с. 308-311 (прототип).

Составитель Л. Соломенцева

Редактор Т. Киселева ТехредЖ.Кастелевич Корректор М. BH>Ó

Заказ 2263/4 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4