Способ определения органических примесей в воде

Способ определения органических примесей в воде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х- АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()750364 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260279 (21) 27 30040/18-25 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.з

G 01 N 27/48 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230780 Бюллетень ¹ 27

Дата опубликоваиияописаиия 250780 (53) УДК 54З.257 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю . Б . В асильев, В . Б. Гайд адымов, В . A. Громыко, В. М. Скуратов, Г. Д. Левина и Г. M. Колосова

Институт медико- биологичес ких проблем Министерства здравоохранения СССР, Институт электрохимии AH СССР и Ордена Ленина институт электрохимии и аналитической химии им. В, И ° Верн адского (71) Эаявител и (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИМИ

ПРИМЕСЕЙ В ВОДЕ

Изобретение относится к фнэикохимическим способам анализа в анали- тической химии и может найти применение для контроля химических процес5 сов в проььпаленности и при очистке производственных и бытовых сточных вод.

Известен способ группового анализа органических примесей в воде путем концентрирования их иэ воды сорбцией на активном угле с последующим разделением на группы элюированием различными растворителями. Идентификацию и количественное определение органических примесей в отдельных группах проводят обычно по инфракрасным спектрам поглощения (1) .

Недостатком способа является необходимость предварительного концентрирования примесей сорбцией на активном угле и элюирование растворителями, что понижает возможность использования этого метода непосредственно в производственных условиях, так как 25

его трудно автоматизиров ать. Наиболее близок к предлагаемому потенциодинамический способ определения общего содержания органических примесей в воде, по которому анализ проводят путем пропускания через воду с помощью двух электродов, один ив которых платиновый, импульс ов ток а длительностью 0,001-0, 1 с в области потенциалов платинового электрода

0,0-0,4 В и по изменению тока во времени судят об общем содержании органических примесей в воде. Способ обладает высокой экспрессностью, чувствительностью и точностью, может непосредственно использоваться для контроля за ходом производственных процессов и процессов очистки сточных вод (2) .

Однако данный способ не может быть использован для анализа отдельных классов соединений в многокомпонентных водных растворах, поскольку платиновый электрод адсорбирует практически все орган ичес ки е соединения.

Цель изобретени я — обеспечение воэможности определения содержания. отдельных классов органических соеди. нений в воде.

Указанная цель достигается тем, что через исследуемую воду дополнительно пропускают импульсы тока с помощью других измерительных электродов, адсорбция определяемых примесей

750364

Таблица 1

& q/8Р,(отношение заполнений поверхности) нол Нафта- Димелин тилкар бинол рм ьдед

1

1 1 1

1 1 10

)0

Аи

10 3

1 1

10 2

10 10 1

10

10 "

С

С (стеклоуглерод) 10

10

10 1

10

45

50 ф (R (ф н где 1Чн ро

Чн на которых в 10 -10 раз меньше, чем на платиновом электроде при потенциале измерения и по разности ксличества электричества для каждой пары электродов судят о содержании отКак видно из приведенной таблицы, для определения содержания циклических соединений в воде использован золотой электрод, для определения ге- . тероциклических соединений — электрод из графита (стеклоуглерода), для определения содержания в воде органических соединений с тройной связью рутениевый электрод, а для определения содержания муравьиной кислоты форм- . альдегида применен палладиевый электрод.

Все измерения. проводят в обычной электрохимической ячейке с помощью осциллографического полирографа

ПС 5722 модели 2A. B качестве вспомогательного электрода используют платиновую сетку. Фоном служит lн, раствор серной кислоты особой чистоты.

Долю адсорбционных мест измерительного электрода, занятых органическими веществами пробы, т. е. величину заполнения псверхности органическим веществом (9д 1, определяют по уравнению — количество электричества, пошедшее на адсорбцию водород а в фонов ом р ас тв оре; количество электричества, пошедшее на адсорбцию водорода на измерительном электроде в присутствии органических примесей в пробе.

Измерения прсводят при наложении катодного импульса на. :измерительный электрод в области потенциалов 0,0д,4 B. 65 дельных органических соединений в воде.

В табл. 1 приведены адсорбционные свойства измерительных электродов.

Ус т ановлен а з ав и симос ть з аполн ения 9 платины от содержания- в растворе общего органического углерода.

Таким образом, платиновый электрод позволяет оценить. общее содержание органических примесей в анализируемой пробе. В ходе дальнейших исследований подобраны измерительные электроды, селективные к отдельным классам органических соединений. Для удобства сравнения результатов все органические вещества пересчитаны на органический углерод, содержащийся в них. Имея данные о содержании углерода отдельных веществ полученные с помощью селективных к ним электродов, и данные о содержании общего органического углерода, полученные с помощью платинового электрода, устанавливают концентрацию в растворе соединений, которые адсорбируются на платине, но не адсорбируются на других измерительных электродах. При построении калибровочных кривых для отдельных измерительных электродов использованы стандартные растворы, содержащие все соединения, которые затем проанализированы в контрольных растворах.

Пример 1. Определение содержания в растворе муравьиной кислоты и этилового спирта с, помощью двух электродов - платинового и палладиевого., Платиновый электрод чувствителен ко всем органическим соединениям, палладиевый - к спиртам и не чувствителен к муравьиной кислоте, содержание которой в данном растворе составляет разность между общим содержанием

750 364

eR Общ.

Cppr

На Pt Ha Pd мг/л

Состав растворов

Сорг i Copr

С2 Н СН НСООН, мг/л мг/л

С H ОН НСООН

Рас т вор, номер

С„,,: В-в мг/л мг/

С„ »,, ВÂ Î мг/л мг/л

1 5 9,6 5 19,2 0,25 0,16 10 5 5

2 70 134 40 168 0,643 0,30 120 72 48

3 150 283 150 576 0,50 0,34 316 158 158

4 100 192 500 1920 0,54 0,31 550 91 459

5 200 384 800 3070 0,58 0,35 965 190 775

Таблица 3

Сppr мет анола, мг/л р„С но- Ф бщ

Раст вор, номер орг г/

/л о, л

1 2 2,6 50 130 50 125 0,62 0,32 0,28 105 2,4 50,3 52,3.

0,61 0,30 0,27 91 1,7 56,4 32,0

0,63 0,32 0,26 120 1,4 65,3 53,3

2 0,05 0,06 10 26 30 75 0,54 0,24 0,10 33 . 0,038 23,5 9,47

0,55 0,25 0,11 38 0,047 26,3 11,65

0,54 0 к24 0 к08 33 0 к024 23к5 9 с47 органических примесей и содержанием в растворе спирта.

Для обоих электродов построены калибровочные кривые (фиг. 1,2) по 10 растворам, содержащим муравьиную кислоту (5-1000 мг С/л) и этиловый спирт 5 (5-2000 мг/л) .

Пример 2. Раздельное определение содержания формальдегида, метанола и фенола при их совместном присутствии в водном растворе с помощью трехэлектродной системы — платинового, палладиевого и золотого электродов .

Платиновый электрод чувствителен ко всем органическим соединениям, золотой электрод — к циклическим соединениям, в том числе к фенолу, и не чувствителен к спиртам и формальдегиду, палладиевый электрод чувствителен к спиртам и фенолу и не чувствителенн к формальде гиду . Конц ен тр ацию. @) формальдегида определяют разностью между общим содержанием примесей и содержанием в растворе фенола и спирЗатем приготовлено пять контрольных растворов, содержащих этиловый спирт и муравьиную кислоту, и проведено определение их содержания.

В табл. 2 приведены концентрации эталона и муравьиной кислоты и результаты их определения.

Т а б л и ц а 2 та, которые адсорбируются на палладии, а содержание метанола — разностью показаний палладиевого и золотого электрода.

Проведено построение калибровочных кривых (фиг. 3-5) для всех трех электродов по 24 растворам, содержащим различные количества фенола (0,055 мг/л), формальдегида (1- 200 мг/л по углероду) и метанола (10 мг -500мг

С/л) .

Затем приготовлено 5 контрольных растворов, содержащих формальдегид, фенол и метанол, и проведено определение их содержания в этих растворах предлагаемым методом. Результаты анализа приведены в табл. 3

750 364

Продолжение табл 3

Bмг

3 5,0 6 р5 300 780 200 500 0,73 0,40 0,32 524 5,0 208,0 311,0

0,72 Ор40 0,31 456 4,0 140,0 312,0

0,73 0,40 0,32 524 5,0 2080

225 0,62 0,25 0,15 .105 0,11 94,0

311,0

11,59

4 0,1 0,13 10 26 90

0,63 0,24 0,15 120 0,11 110,5 9,39

0 р62 О р24 О р16 105 Ор14 95 р5 9 р36

5,О

1,3 3 7,8

2,5 О, 41 0,18 0,25 5 1,07

0,42 О, 18 0,25 5,7 1, 07

2,5

1,43

1,43

1,43

3,2

0,41 0, 18 0,25 5 1,07 2,5

Кроме стандартных растворов анализу подвергнуты cTQ HbIe В оды хими ческих производств, содержащие фенол, ;, -.та.;о .; ., ормзльдег.;.< Р";..зультаты, пол7

Результаты -нализов сточных вод представлены В табл.4 е

Таблица4

Я (ч-, pi t pd

Рез JJ:ü Tàòû анализа

Органический углерод (. л, мг/л Формальдеги

МГ/Л

Фен о- Форд а, мальмг/л дегида, мг/л ет анол, мг /л ета ола г/л

В-во Со B-во

0,69 0,37 0,34

L ) 0,75 0,43 0,13 720 0,07 90 629 0,13 0,1 250 105 1560 600

0,43 0,22 0,07 6,6 О р02 0,45 6,13 0,013 0,01 1р25 О р5 18,2. 7

В табл ° 5 прив едены .концентрации органических веществ и результаты их определения предлагаемым способом.

Пример 3. Раздельное отределение малеиновой кислоты, нафталина .и диметилэтилкарбинолъ с помощью трехэлектродной системы — платинового, рутениевого и графитового электродов.

Платиновый электрод чувствителен ко всем органическим соединениям; рутениевый электрод чувствителен только к соединениям с тройной связью, например к диметилзтилкарбинолу гра- О фитовый (стеклоуглерод СУ-12) электрод чувствителен к соединениям с двойной связью, например к нафталину, Содержание малеиновой кислоты определяют путем вычитания из общего содер- 5 жания органических примесей нафталина и диметилзтилкарбинола.

Проведено построение калибровочных кривых (фиг. 6-8) для трех электродов по 10 растворам, содержащим малеиновую кислоту (5-300 мг С/л), нафталин (О р1-12 мг С/л) и диметилэтилкарбинол (20 — 150 мг С/л) .

Затем приготовлено 3 контрольных раствора, содержащйх малеиновую кислоту, нафталин и диметилэтилкарбинол и проведено определение их содержания.

750364

Таблица5 кий углерод

Наф- Общ., та- мг/л лин, мг/л

151

1 80 176 60 88 8 8,56 0,41 0 21 0,31 79 65 7

2 25 55 25 37 2 2,14 0,33 0,15 0,23 23,5 25 1,5 50

-Ь

3 7 15,4 8 10,2 0,25 0,28 0,23 0,08 0,15 4,7 9 0,3 14

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Lurje J.J, Fortschr. Wasserchem Р 7, с. 81-838.

2. Авторское свидетельство СССР

9 573745, кл. G 01 N 27/48, 1974 (прототип) .

Формула иэобретения

Все результаты, полученные при анали е контрольных растворов и сточных вод, математически обрабо.-:аны на ЭВМ Минск-22 по методу

;: аименьших квадратов. Установлено, что при чувствительности метода 0,21,0 мг/л квадоатичная ошибка составляет и 0,03 при дисперсии 0,199.

Таким образом, предлагаемый метод позволяет инструментально получить экспресс-информацию о содержании от" дельных классов органических соединений в воде. Простота проведения анализа и объем получаемой информации выгодно отличают этот способ от известных аналитических методов определения содержания органических соединений в воде.

Способ определения органических 40 примесей в воде путем пропускания через нее с помощью измерительного платинового и вспомогательного электродов импульсов тока длительностью

0,001-0, 1 с в области потенциалов измерительного электрода 0,0-0,4 В и измерения изменения тока во времени, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения содержания в .воде отдельных классов органических соединений, через исследуемую воду дополнительно пропускают импульсы тока с помощью других измерительных электродов, адсорбция определяемых примесей на которых в 10 -10 З раз меньше, чем на платиновом электроде при потенциале измерения, и по разности количеств прошедшего электричества для каждой пары электродов судят и содержании отдельных органических соединений в воде .

750364 аОм

9» -цу.

02

$000 н /а руу Олнет и

» wesapbw ue

Фиг Р

ЦНИИПИ Заказ 4460/17 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4