Спосіб виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у водах різного призначення

Реферат: Спосіб виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у водах різного призначення включає підготовку паперової пористої основи просочуванням розчином бури, її обробку органічнім реагентом - 1-(2-піридилазо)-2-нафтолу в розчиннику та висушування. Як розчинник для органічного реагенту використовують етиловий спирт. UA 79937 U (54) СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ ІНДИКАТОРНОГО ПАПЕРУ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ТА НАПІВКІЛЬКІСНОГО ВИЗНАЧЕННЯ СУМИ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ВОДАХ РІЗНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ UA 79937 U UA 79937 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі аналізу матеріалів шляхом визначення їх хімічних або фізичних властивостей, в тому числі якісного та напівкількісного визначення важких металів у воді. Важкі метали відрізняються канцерогенним, мутагенним, а також тератогенним впливом на організм людини. Деякі з них можуть викликати алергічні реакції, а їх кумулятивні властивості ще й посилюють негативний вплив. На сьогодні в стічних водах цілого ряду виробництв, а також у вихлопних газах автомобілів присутні іони важких металів (тому ймовірність їх попадання у природні води цілком реальна), у зв'язку з чим контролювання вмісту суми важких металів у водах різного походження набуває гострої необхідності. У теперішній час оперативний контроль забруднень об'єктів навколишнього середовища здійснюють тест-засобами, що дозволяють просто, швидко й надійно визначати на місці відбору проби зміст токсичних речовин на рівні їх гранично допустимих концентрацій (ГДК) у природних водах, атмосферних опадах і ґрунтових витяжках. Тест-метод є незамінним ніяким іншим методом у тих випадках, коли потрібна невідкладна інформація щодо матеріального стану досліджуваного об'єкта й екологічної ситуації на місцях. Відомий спосіб виготовлення індикатору для напівкількісного визначення суми важких металів у водних розчинах (патент США № 3843325, G01N21/06), який включає обробку підкладки індикаторним реагентом - дитизоном або дитіооксамидом, буферним розчином солями слабких кислот (сода, ацетат натрію), плівкоутворюючим реагентом - желатиною, яка виконує захисну функцію, та стабілізатором - тіомочевиною. Для виготовлення індикатора 50 мг дитизону та 1 г тіомочевини (стабілізатор) розчиняють у 50 мл спирту та змішують з розчином 8 г соди та 2 г желатини (плівкоутворювач) у 50 мл води. Отриманим розчином просочують фільтруючий папір і висушують при 80° С. Папір розрізають на квадрати розміром 6×6 мм. Для проведення аналізу на індикатор наносять краплю води або розчину, що аналізується, та порівнюють забарвлення індикатора із кольоровою шкалою, що заздалегідь виготовлена. Отриманий індикаторний папір дає кольорові реакції з іонами ряду металів та дозволяє визначати до 0,5 мкг цинку, 1 мкг кадмію та кобальту, 2 мкг свинцю, 5 мкг арґентуму, ртуті, талію та купруму, 10 мкг нікелю. Недоліком відомого способу виготовлення індикатора є використання як індикаторного реагенту дитизону. Індикатор, який містить дитизон, характеризується невисокою чутливістю до метало-іонів, а також необхідністю введення до складу індикатора захисних засобів (плівкоутворювача та стабілізатора) для підвищення стійкості дитизону, що ускладнює процес виготовлення індикатору. Відомий спосіб виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у воді (патент України № 10352А, G01N31/22), що включає обробку підкладки індикаторним реагентом - 1-(2-піридилазо)-2-нафтолу та буферною речовиною - бурою. Для виготовлення індикатора використовують пористу паперову підкладку, яку послідовно просочують розчином бури 0,19-3,8 %, а потім ацетоновим розчином органічного реагенту - 1(2-піридилазо)-2-нафтолу 0,01-0,1 % та висушують. Папір розрізають на індикаторні полоси довжиною 2,5-3 і шириною 1,2-1,5 см. Для проведення аналізу на індикатор наносять краплю (об'ємом 0,03 мл) за допомогою мікропіпетки досліджуваної води і порівнюють забарвлення круглої плями (малинову на жовтооранжевому тлі) з забарвленням плям, отриманих при нанесенні на індикаторний папір стандартних розчинів суми металів або з наперед приготованою колірною шкалою. Недоліком способу, що описаний, є використання ацетону як розчинника для органічного реагенту. Не дивлячись на те, що ацетон вважається малотоксичним, він має збудливу та наркотичну дію, вражає центральну нервову систему, здатен накопичуватись в організмі. До того ж ацетон є ще й прекурсором - отже, для роботи з ним потрібні ліцензія та медичний допуск працівника. Як прототип за кількістю загальних ознак вибрано останній з наведених аналогів. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки простого, експресного і екологічного способу виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у водах різного походження. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у водах різного призначення, який включає підготовку паперової пористої основи просочуванням розчином бури, її обробку органічнім реагентом - 1-(2-піридилазо)-2-нафтолу в розчиннику та висушування, згідно з корисною моделлю, як розчинник для органічного реагенту використовують етиловий спирт. 1 UA 79937 U 5 10 Етиловий спирт - нетоксичний розчинник, що випускається вітчизняною промисловістю. Вибір етилового спирту, перш за все, обумовлений розчинністю в ньому індикаторного реагенту - 1-(2-піридилазо)-2-нафтолу. В ході досліджень було також встановлено, що виготовлений за заявленим способом індикаторний папір дозволяє підвищити чутливість виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у водах різного призначення. Так, межа визначення суми важких металів -7 -6 за заявленим способом становить 210 моль/л (у прототипі 210 моль/л). В таблиці 1 наведені результати визначення концентрації суми важких металів у водних розчинах за допомогою індикаторного паперу. У таблиці 2 наведені порівняльні характеристики способу за прототипом та способу, що заявляється. Таблиця 1 Сума важких металів, моль/л 10 7 Введено 2 4 16 64 Знайдено 1,9±0,5 3,7±0,4 15±3 63±8 Таблиця 2 Показник Чутливість, моль/л Розчинник для хромогенного реагенту Час аналізу, хвилин Використовуване обладнання 15 20 25 30 Прототип -6 210 ацетон 5 мікропіпетка Спосіб, що заявляється -7 210 етиловий спирт 5 піпетка медична Спосіб виготовлення індикаторного паперу реалізують наступним чином. Носій просочують водним розчином бури 0,19 % та висушують. Як носій використовують фільтрувальний папір. Після висушування піридилазо)-2-нафтолу в етиловому спирті і знову сушать. Отриманий папір розрізають на індикаторні шматочки розміром не менше, ніж 2 × 2 см. Виявлення та напівкількісне визначення суми важких металів здійснюють наступним чином. На шматок індикаторного паперу наносять краплю розчину, що досліджується, через 5 хвилин візуально визначають вміст суми важких металів, порівнюючи колір забарвленої плями зі стандартною кольоровою шкалою, що являє собою колірний ряд (по зростанню або убуванню забарвлення). Як видно з матеріалів заявки та таблиці, спосіб виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів дозволяє не тільки покращити -7 умови роботи працівника, а й відрізняється підвищеною чутливістю до визначення (210 моль/л). Також виготовлення індикаторного паперу за способом, що заявляється, виключає обов'язковість отримання ліцензії на використання прекурсорів. Спосіб, що заявляється, експресний, надійний, має практичне застосування як у лабораторних, так і у позалабораторних умовах. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Спосіб виготовлення індикаторного паперу для виявлення та напівкількісного визначення суми важких металів у водах різного призначення, що включає підготовку паперової пористої основи просочуванням розчином бури, її обробку органічнім реагентом - 1-(2-піридилазо)-2-нафтолу в розчиннику та висушування, який відрізняється тим, що як розчинник для органічного реагенту використовують етиловий спирт. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2