Спосіб комп’ютерної побудови колірної шкали для визначення концентрації хрому (vi) у воді

Спосіб комп'ютерної побудови колірної шкали для визначення концентрації хрому (VI) у воді на паперовому носії, який полягає у тому, що колірну шкалу, яка містить кружечки, пофарбовані в різні кольори від жовто-коричневого до фіолетового, будують по тих кольорах, що має кожний з декількох зразків катіоніту КУ-2-8 розміщених у тр убках із прозорого матеріалу, після пропускання через них визначеної кількості зразків води (по одному зразку води через кожну трубк у з катіонітом) с заздалегідь заданою концентрацією хрому (VI) у кожному зразку води та доданими сірчаною кислотою до 3 21397 сорбованого комплексу і як слідство з концентрацією хрому (VI) у пробах води. Колірну шкалу будують так: наносять на папір колірні кружечки таким чином, щоб колір кожного кружечка візуально співпадав з кольором відповідного зафарбленого катіониту, який в різних трубках має колір від жовто-коричневого до фіолетового в залежності від концентрації Cr (VI) у воді. Побудова колірних кружечків на паперовій колірній шкалі згідно коліру катіонітів у тр убках у відомому способі-прототипі проводять візуально. Біля кожного кружечка колірної шкали роблять напис, що вказує на концентрацію хрому (VI) у воді, відповідно інтенсивності забарвлення. Недоліками відомого способу побудови колірної шкали є недостатня точність побудови колірної шкали та визначення хрому (VI) у воді при користуванні цією шкалою, побудованої на основі візуального сприйняття коліру на кружечку колірної шкали і коліру катіоніту у тр убці. При цьому точність визначення хрому (VI) у воді складає не менш 30%. Технічною задачею, на рішення якої спрямоване пропонований спосіб, є підвищення точності експресного визначення концентрації хрому (VI) у воді на рівні і нижче ГДК за рахунок точності побудови колірної шкали. Ця задача може бути вирішена при використанні пропонованого способу комп'ютерної побудови колірної шкали для експресного визначення хрому (VI) у воді, що полягає у тому, що через кожну трубку з шаром катіоніту КУ-2-8 по окремості пропускають заздалегідь підготовлену воду об'ємом 200мл з доданими сірчаною кислотою до рН=1 і 0,5% розчином у етанолі (96%) дифенілкарбазиду з різних стаканів з концентрацією хрому (VI) у кожному стакані рівному відповідно: 0-0,0050,01-0,015-0,02-0,025-0,03-0,035-0,04-0,045-0,050,055-0,06-0,07-0,08-0,09-0,10-0,15-0,20-0,25-0,300,35-0,40-0,50мг/л, у результаті чого проба води зафарблюється в червоно-фіолетовий колір, за рахунок комплексу що утворився, а саме дифенілкарбазонату хрому (III), і інтенсивність забарвлення залежить від концентрації Cr (VI) у воді, яка аналізується. На катіоніті у кожній трубці відбувається концентрування комплексу дифенілкарбазонату хрому (III), що утворився у воді в результаті сорбції поверхнею катіониту. Вода, очищена від сполук хрому відкидається. Катіоніт КУ-2-8 унаслідок сорбції на його поверхні забарвленого комплексу теж забарвлюється у відповідний колір, інтенсивність якого пов'язана з вихідною концентрацією хрому (VI) у пробах води. За цим, колір кожного забарвленого шару катіоніту у всі х трубках переносять на паперовий носій у вигляді колірної шкали, яка представляє собою набір кольорових кружечків числом рівному кількості трубок з забарвленим шаром катіоніту, інтенсивність коліру яких також пов'язана с концентрацією хрому (VI) у воді. Відмітними ознаками пропонованого способу є наступні: визначають колірні параметри забарвленого шару катіоніту в кожній прозорій трубці на рівнях RGB (червоний, зелений, синій) за допомогою колориметра марки ATT-1511, з'єднаного вбу 4 дованим кабелем інтерфейсу RS-232 з персональним комп'ютером Пентиум-ІІІ-800 і за цими колірними параметрами будують цифрову таблицю залежності рівнів RGB від концентрації хрому у пробі води, яка була пропущена через катіоніт у трубці, після чого, встановлюють значення рівнів RGB для стандартної програми Windows Paint комп'ютера і будують на паперовому носії колірну шкалу у вигляді кольорових кружечків, колір кожного з який відповідає визначеному кольору кожного з забарвлених зразків катіоніту і відповідно концентрації хрому (VI) у кожній пробі води, пропущеної через відповідний даній пробі катіоніт. На Фіг.1 зображено колірну шкалу для визначення концентрації Cr (VI) у воді на паперовому носії. На Фіг.2 зображено колориметр марки ATT1511 для визначення коліру забарвленого катіоніту у вигляді рівнів RGB (червоний, зелений, синій). При здійсненні способу комп'ютерної побудови колірної шкали для експресного визначення хрому (VI) у воді з'єдн ують колориметр марки АТТ-1511 для визначення колірних параметрів забарвленого шару катіоніту з вбудованим кабелем інтерфейсу RS-132 з персональним комп'ютером марки Пентиум-ІІІ-800, після чого комп'ютерна система готова для роботи. Потім через кожну з 24 трубок із прозорого матеріалу, що містять катіоніт марки КУ-2-8 з висотою шару 10мм, із заздалегідь приготовлених 24 стаканів ємністю 200мл, що містять воду, з доданими сірчаною кислотою до рН=1 і 0,5% розчином у етанолі (96%) дифенілкарбазиду з різних стаканів з концентрацією хрому (VI) у кожному стакані рівному відповідно: 0-0,005-0,01-0,015-0,02-0,0250,03-0,035-0,04-0,045-0,05-0,055-0,06-0,07-0,080,09-0,10-0,15-0,20-0,25-0,30-0,35-0,40-0,50мг/л, пропускають одержаний водний розчин комплексу дифенілкарбазонату хрому (III) з одного з стаканів через одну з тр убок. Унаслідок сорбції забарвленої сполуки хрому - дифенілкарбазонату хрому (III), яка сорбується на катіоніті, поверхня останнього також забарвлюється. Колір поверхні катіоніту в різних трубках відрізняється і змінюється від жовто-коричневого до фіолетового кольору при зміні концентрації хрому (VI) у воді в різних стаканах. Після пропущення водних розчинів комплексу з усіх заготовлених стаканів і забарвлення шару катіоніту в кожній прозорій трубці, приступають до побудови колірної шкали. Для цього колориметр АТТ-1511, зображений на Фіг.2, направляють на кожен забарвлений шар катіоніту у кожній трубці і за допомогою програмного забезпечення, що входить до складу постачання колориметра для операційної системи Windows XP_pro, установленої на комп'ютері Пентіум-ІІІ-800, будують цифрову таблицю колірних рівнів RGB (червоний, синій, зелений), де набір кожного колірного рівня відповідає визначеної концентрації хрому (VI) у зразках води, пропущеної через катіоніт у тр убці (див. таблицю). Після цього, в графічному редакторі Paint операційної системи Windows XP_pro встановлюють колірні рівні RGB у цифрах з побудованої цифро 5 21397 вої таблиці, та будують за допомогою комп'ютера колірну шкалу для визначення концентрації хрому (VI) у воді на паперовому носії у вигляді колірних кружечків (див. Фіг.1). Роздруковують кілька екземплярів колірної шкали, що використовують у польових умовах для порівняння кольору на кружечку колірної шкали з кольором катіоніту, що 6 одержують при пропусканні 200мл води, яка підлягає аналізу, з доданою сірчаною кислотою до рН=1 і 0,5% розчином у етанолі (96%) дифенілкарбазиду через катіоніт КУ-2-8 у трубці і, порівнюючи колір шару катіоніту у тр убці з кольором кружка на колірній шкалі, визначають концентрацію хрому (VI) у пробі води, яка аналізується. Таблиця Цифрова таблиця залежності рівнів RGB кольорів забарвленого катіоніту від концентрації хрому (VI) у пробі води (для програми Paint) № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Концентрація хрому (VI) у воді, мг/л 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 Червоний (R) 199 208 211 213 216 223 230 237 244 243 242 241 240 239 238 237 235 232 205 191 162 149 135 119 Приклад 1 Заздалегідь заготовлювали 24 стаканів ємністю 200мл з водою, що містить наступні концентрації хрому (VI) 0-0,005-0,01-0,015-0,02-0,025-0,030,035-0,04-0,045-0,05-0,055-0,06-0,07-0,08-0,090,10-0,15-0,20-0,25-0,30-0,35-0,40-0,50мг/л. У кожний стакан додавали сірчану кислотою до рН=1 і 0,5% розчин у етанолі (96%) дифенілкарбазиду, в наслідок чого вода забарвлюється в червоно-фіолетовий колір, який має комплекс, що утворився, а саме дифенілкарбазонат хрому (III), і інтенсивність якого залежить від концентрації Cr (VI) у вихідній воді. Потім воду з одного зі стаканів пропускали через одну з трубок з катіонитом КУ-28. Унаслідок сорбції на його поверхні дифенілкарбазонату хрому (III), катіоніт забарвлюється. Інтенсивність забарвлення катіоніту залежить від концентрації Cr (VI) у ви хідній воді. Після цього, пропонованим вищеописаним способом за допомогою колориметра АТТ-1511 (див. Фіг.2), з'єднаного кабелем з інтерфейсом RS-232 з комп'ютером Пентіум-ІІІ-800 з використанням операційної системи Windows XP_pro, будували цифрову таблицю за рівнями кольору RGB (див. таблицю), ко Колір забарвленого катіоніту Зелений (G) 118 125 158 164 170 167 163 159 155 160 165 157 148 130 101 83 65 32 20 19 17 15 14 5 Синій (В) 46 51 61 74 86 96 105 115 124 162 200 212 223 222 221 218 214 207 182 170 143 132 120 119 жен рядок цієї таблиці відповідав визначеному кольору катіоніту в кожній з 24 штук трубок. Після побудови цифрової таблиці по рівнях кольору в системі RGB (червоний, синій, зелений) встановлювали в графічному редакторі Paint операційної системи Windows XP_pro цифрові дані з цифровій таблиці в системі RGB і будували колірні кружечки на паперовому носії у вигляді колірної шкали (див. Фіг.1). Колір кожного з кружечків колірної шкали відповідав заданій концентрації хрому (VI) у відповідному стакані води. Інтенсивність забарвлення кружечків колірної шкали змінювалася від жовто-коричневого до фіолетового і залежала від концентрації хрому (VI) у пробах води. Побудовану колірну шкалу використовували в лабораторних умовах для визначення концентрації хрому у воді в 24 стаканах, у яких була задана концентрація хрому від 0 до 0,5мг/л. Точність визначення концентрації хрому з використанням побудованої колірної шкали згідно пропонованого способу дорівнювала - 12% для концентрації хрому (VI) у воді 0-0,005мг/л, 10% для концентрації 0,01-0,2 і 9% для концентрації - 0,3-0,5мг/л. 7 21397 Помилка визначення концентрації хрому (VI) за прототипом, заснованому на візуальній побудові колірної шкали, складала (34%, що в 3 рази гірше, ніж за пропонованим способом. Приклад 2 З використанням побудованої пропонованим способом колірної шкали із застосуванням комп'ютера і колориметра АТТ-1511 проводили вимір концентрації хрому (VI) у польових умовах у воді в річці Дністер на різних ділянках з наступним визначенням концентрацій Cr (VI) в лабораторних умовах більш точними методами аналітичної хімії. Точність визначення хрому (VI) складала 11% при концентрації хрому (VI) у воді рівної 0,015мг/л. Більш точно концентрацію хрому (VI) у воді визначали в лабораторії кафедри аналітичної хімії Одеського національного університету ім. І.І. Мечникова, де точність визначення методами аналітичної хімії складала 1,5%, а величина концентрації хрому (VI) у воді ріки Дністер дорівнювала 0,013мг/л. Для колірної шкали, побудованої за прототипом, тобто візуально, помилка визначення концентрації хрому (VI) дорівнювала 32%, що в 3 рази більше, ніж у пропонованому способі. Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 8 Приклад 3 З використанням побудованої пропонованим способом колірної шкали для визначення хрому (VI) у воді, визначали концентрацію хрому (VI) у стічних водах заводу "Мікрон" в Одесі, де працює ділянка хромування. Отримані дані за концентраціями хрому (VI) у різних колодязях з використанням колірної шкали, побудованої пропонованим способом, були рівні для колодязя №1 ~ 0,07мг/л. Для колодязя №2 ~ 0,09мг/л; колодязя №3 ~ 0,14мг/л. У подальшому ці проби аналізувалися в лабораторії кафедри аналітичної хімії ОНУ ім. І.І. Мечникова. Помилка визначення концентрації Cr (VI) складала 9% для пропонованого способу. Для способу прототипу помилка визначення концентрації хрому (VI) у воді, складала 33%, що в 3 рази гірше, ніж пропонованим способом. Аналіз результатів багаторазових вимірів концентрації хрому у багатьох пробах води за допомогою колірної шкали, яка побудована пропонованим способом, вказує, що поставлена технічна задача успішно вирішується: запропонованим способом точність визначення концентрації хрому у воді поліпшується в 3 рази: з 32-30% (за прототипом) до 9-12% (за пропонованим способом). Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601