Способ определения гидрохинона или пирокатехина в водных растворах
Способ применим в аналитической химии органических соединений и для контроля производства химических соединений в очищенных сточных водах фенольных производств. Способ определения гидрохинона (пирокатехина) в водных растворах вольтамперометрическим методом предполагает предварительную обработку пробы толуольным раствором триоктиламиноксида (ТОАО) и последующее определение гидрохинона (пирокатехина) в выделившейся органической фазе на стеклоуглеродном электроде при рН 2 - 3 с предварительным разбавлением анализируемого экстракта ацетонитрилом в объемном отношении 1 : 1 и добавлением насыщенного раствора перхлората натрия в изопропиловом спирте. Достигается снижение расхода реагентов и повышение степени извлечения определяемого компонента из пробы. 1 табл.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для контроля производства химических соединений в очищенных сточных водах фенольных производств.
Аналогом является способ вольтамперометрического определения гидрохинона с ртутным капающим и насыщенным каломельным электродами (Ротерштейн М.М., Жданов С. И. , Давыдовская Ю.А. Полярографическое определение гидрохинона и нитросоединений в реакционных смесях// Тр. ВНИИ химреактивов и особо чистых химических веществ. - 1977, N 39. - С. 141-144). Недостатки способа - необходимость соблюдения специальных требований техники безопасности при работе с металлической ртутью и ртутными препаратами, сравнительно высокий предел обнаружения (0,01 мг/дм3). В качестве прототипа выбран способ вольтамперометрического определения гидрохинона (пирокатехина) и гваякола в водных растворах (Патент N 2094789, Кл. C 01 N 27/26, 27/42, 27/48, опубл. БИ N 30, 27.10.97). Способ предполагает экстракционное концентрирование фенольных соединений диоксаном в присутствии высаливателя - сульфата аммония, который добавляют к водной пробе в количестве 35 - 43 мас.%. Недостатками способа являются - большой расход дефицитного химреагента (сульфат аммония), необходимость регенерации соли при массовых анализах. Задачей изобретения является упрощение и удешевление способа на стадии экстракционного концентрирования. Технический результат достигается тем, что способ определения гидрохинона (пирокатехина) в водных растворах вольтамперометрическим методом предполагает предварительную обработку пробы толуольным раствором триоктиламиноксида (ТОАО) и последующее определение гидрохинона (пирокатехина) в выделившейся органической фазе на стеклоуглеродном электроде при pH 2-3. Для достижения достаточно высокой электропроводности анализируемого экстракта его разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1:1 и добавляют насыщенный раствор перхлората натрия в изопропиловом спирте. Предлагаемый способ определения гидрохинона (пирокатехина) позволяет существенно снизить расход реагентов, упростить определение и снизить стоимость анализа. Пример 1. К 300 см3 анализируемой пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см3 0,5 моль/дм3 раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз (15 мин) отделяют органический слой, разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1: 1, добавляют фоновый электролит (насыщенный раствор перхлората натрия в изопропиловом спирте) и помещают в трехэлектродную ячейку ВЭД-1 (производство Кубанского университета). Условия полярографирования: индикаторный электрод - вращающийся микродисковый стеклоуглеродный электрод; вспомогательный электрод - стеклоуглеродная ячейка: электрод сравнения - хлоридсеребряный электрод. Вольтамперную кривую снимают при скорости наложения потенциала 200 мВ/мин. Получены четкие вольтамперные кривые. Концентрацию гидрохинона (пирокатехина) в анализируемом водном растворе вычисляют по формуле где Co - концентрация гидрохинона (пирокатехина) в экстракте, которую находят методом двойной добавки, мг/дм3; C - концентрация гидрохинона (пирокатехина) в исходной водной пробе, мг/дм3; R - степень извлечения гидрохинона (пирокатехина) в системе толуольный раствор триоктиламиноксида - водный раствор, % (98%). Степень извлечения (R, %) рассчитывают по уравнению где Д - коэффициент распределения гидрохинона (пирокатехина) в системе толуольный раствор триоктиламиноксида - водный раствор (Д = 500); Vв/Vо - соотношение объемов водной и органической фаз. Результаты определения приведены в таблице. Пример 2. К 300 см3 анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см3 0,4 моль/дм3 раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Далее анализ осуществляют аналогично примеру 1. Способ осуществим. Степень извлечения 94%. Пример 3. К 300 см3 анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см3 0,6 моль/дм3 раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. Далее анализ осуществляют аналогично примеру 1. Способ осуществим. Степень извлечения 94%. Пример 4. К 300 см3 анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см3 0,5 моль/дм3 раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз (15 мин) отделяют органический слой, разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1: 1,5. Далее по примеру 1. Получены аналогичные вольтамперные кривые, способ осуществим. Пример 5. К 300 см3 анализируемой водной пробы, подкисленной до pH 2-3, содержащей гидрохинон (пирокатехин), добавляют 30 см3 0,5 моль/дм3 раствора ТОАО в толуоле и экстрагируют на вибросмесителе 15 мин. После расслаивания фаз отделяют органический слой, разбавляют ацетонитрилом в объемном соотношении 1: 0,5. Далее по примеру 1. Вольтамперные кривые нечеткие. Способ неосуществим вследствие снижения воспроизведения результатов. Предлагаемый способ позволяет значительно снизить расход реагентов (сульфат аммония) и стоимость анализа, а также повысить степень извлечения гидрохинона (пирокатехина) до 98% по сравнению с 94% по прототипу. Правильность способа определена методом "введено-найдено". Относительная ошибка определения не превышает 10%.Формула изобретения
Способ определения гидрохинона или пирокатехина в водных растворах вольтамперометрическим методом на стеклоуглеродном электроде при рН 2 - 3 с предварительной стадией экстракционного концентрирования, отличающийся тем, что в качестве экстрагента применяют толуольный раствор триоктиламиноксида с концентрацией 0,5 моль/дм3, при этом перед определением экстракт разбавляют ацетонитрилом в объемном отношении к анализируемой пробе 1 : 1.РИСУНКИ
Рисунок 1