Спосіб визначення додецилсульфату натрію у водному середовищі

Спосіб визначення додецилсульфату натрію у водному середовищі, що включає одержання забарвленого іонного асоціату додецилсульфату натрію з органічним протиіоном, концентрування одержаного асоціату на твердому носії з наступним детектуванням методом спектрометрії дифузного відбиття, який відрізняється тим, що як органічний протиіон беруть кристалічний фіолетовий, іонний асоціат одержують при рН=3,9-4,1, а концентрування здійснюють на макропоруватому сорбенті XAD-16. (19) (21) a200705125 (22) 10.05.2007 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) ДОЛЕНКО СВІТЛАНА ОЛЕКСАНДРІВНА, UA, ОЛЕКСІЄНКО ОЛЕНА ЮРІЇВН А, U A, КУЩЕВСЬКА НІНА ФЕДОРІВН А, U A (73) ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ ІМ. А.В. ДУ МАНСЬКОГО НАЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ, UA (56) UA 22886, 05.05.1998, A UA 39256, 15.06.2001, A SU 1352352, 15.11.1987, A1 RU 2041460, 09.08.1995, C1 3 85449 обумовлена необхідністю шестикратної екстракції, довготривалий контакт працівника з токсичним органічним розчинником, який, в свою чергу, підвущує екологічну небезпечність способу. Відомий також сорбційноспектрофотометричний метод визначення АПАР [Спосіб визначення додецилсульфату натрію: Пат. №22886. Україна. МПК 6 G01N33/52, 5/04. / Запорожець О.А., Верба В.В., Наджафова О.Ю., С ухан В.В. - №96104085; заявлено 29.10.96; Надрук. 30.06.98, Бюл. №3 - 8с.] [5]. Суть способу [5] полягає в тому, що для вилучення ДДС використовується модифікований сіллю додециламіноетил-bтридециламонію та метилового оранжевого (МО) силікагель, а МО, що при цьому переходить у водний розчин, поглинають при рН=3-8 силікагелем, модифікованим йодидом додециламіноетил-bтридециламонію з подальшим детектуванням методом спектроскопії дифузного відбиття. Для цього в стакан ємністю 150см 3 додавали 0,02г сорбенту(№2) - силікагель „Chemapol" L 100/250 для хроматографії, модифікований сіллю ДДАТД та метилового оранжевого і 50см 3 розчину ДДС з концентраціями 0,03-0,28см 3/дм 3 з рН 5,5. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30хв. Потім розчин відфільтровували через фільтр „червона" стрічка в інший стакан ємністю 150см 3, куди вміщували 0,1г сорбенту (№1) - силікагель „ChemapoPL 100/250 для хроматографії, модифікований йодидом дидециламіноетил-bтридециламонію (ДДАТД). Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр „червона" стрічка. Сорбент №1 підсушували на повітрі, а потім в сушильній шафі при t-80°C і вимірювали забарвлення за допомогою спектрів дифузного відбиття проти сорбенту порівняння, який готували слідуючим чином: в стакан ємністю 150см 3 додавали 0,02г сорбенту №2 і 50см 3 дистильованої води з рН 5,5. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр „червона" стрічка в інший стакан ємністю 150см 3, куди вміщували 0,1г сорбенту №1. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30хв. Потім розчин відфільтровували через фільтр „червона" стрічка. Сорбент №1 підсушували на повітрі, а потім в сушильній шафі при t-80°C. Вміст ДДС знаходили за калібрувальним графіком, побудованим в координатах - коефіцієнт дифузного відбиття - концентрація ДДС. Лінійність калібрувального графіка зберігається в інтервалі 0,03-0,28см 3/дм 3. Основними недоліками вказаного способу є достатньо висока нижня межа визначення, висока трудоємність аналізу, яка обумовлена необхідністю проведення 10 операцій, та в зв'язку з цим, достатньо велика тривалість аналізу (1,0-1,5 години). Найбільш близьким аналогом до винаходу за технічною суттю та результатом, що досягається, є визначення АПАР методом спектрометрії дифузного відбиття [Дмитриенко С.Г., Пяткова Л.Н., Рунов В.К.// Журн. аналит. химии. 1996. Т.51. №6. С.600-604] [6]. Суть способу [6] полягає в сорбції 4 на ППУ утвореного у водному середовищі забарвленого іонного асоціату АПАР з [Fе(Рhеn)3]2+ з подальшим визначенням АПАР методом спектрометрії дифузного відбиття. Для цього в мірні колби на 25см 3 вводили від 10 до 1000мкг АПАР, додавали 2мл 5*10-4М [Fе(Рhеn)3]СІ2 та воду до загального об'єму. В ємності опускали таблетки ППУ 140, прижимали їх скляною паличкою і струшували протягом 1 години на механічному вібраторі. Таблетки виймали та віджимали між листами фільтрувального паперу. Після висушування на повітрі міряли їх дифузне відбиття або порівнювали забарвлення таблетки з пінополіуретану зі шкалою стандартів, підготовленою. За даним способом методом спектрометрії дифузного відбиття можливо визначити ДДСН (0,080-10,0)мг/дм 3. При визначенні 3мг/дм 3 АПАР відносна похибка складає 5%. Тривалість аналізу складає 1,0год. Основними недоліками вказаного способу є достатньо висока нижня межа визначення (0,08мг/дм 3). В основу винаходу поставлена задача вдосконалити спосіб визначення додецилсульфату натрію методом спектрометрії дифузного відбиття шляхом використання менш складного та більш доступного органічного противоіону, проведення аналізу в більш кислому середовищі та використання як твердого носія поруватого сорбенту, що забезпечило б зниження величини нижньої межі його визначення. Для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб визначення додецилсульфату натрію (ДДСН) у водному середовищі, що включає одержання забарвленого іонного асоціату ДДСН з органічним противоіоном, коцентрування одержаного забарвленого асоціату на твердому носії з наступним детектуванням методом спектрометрії дифузного відбиття, в якому, згідно з винаходом, як органічний противоіон використовують кристалічний фіолетовий, іоний асоціат одержують при рН= 3,94,1 та концентрування здійснюють на поруватому сорбенті XAD-16. Нами встановлено, що використання кристалічного фіолетового (КФ) як органічного противоіону спрощує аналітичну форму визначення додецилсульфату натрію (використання двохкомпонетної системи: КФ-ДДСН замість трьохкомпонентної: [Fе(Рhеn)3](АП АР)2 ]), що позитивно впливає на похибки визначення. Одержання іонного асоціату при рН 3,9-4,1 забезпечує зменшення забарвлення „холостого" досліду, що підвищує контрастність та чутли вість сорбційно-спектрометричного визначення додецилсульфату натрію. Використання поруватого сорбенту призводить до збільшення коефіцієнту концентрування самого додецилсульфату. Це, в свою чергу, забезпечує високочутливе детектування методом спектроскопії дифузного відбиття. В результаті знижується нижня межа визначення ДДСН - до 0,5мкг/дм 3. Таким чином, сукупність суттєви х ознак способу, що заявляється, є необхідною і достатньою для досягнення технічного результату, який забезпечується винаходом - зниження нижньої межі визначення додецилсульфату натрію до 0,5мкг/дм 3. 5 85449 Спосіб реалізується наступним чином. В мірні колби на 100см 3 вводили аналізуючу пробу, яка містить від 0,29 до 28,8мкг додецилсульфату натрію, додавали 0,5мл 1,0*10-3М розчину кристалічного фіолетового, n мл 0,03М розчину H2SO4 (до рН=3,9-4,1) та воду до загального об'єму. В ємності вносили наважку сорбенту XAD-16 0,1г, і стр ушували їх протягом 45 хвилин на механічному вібраторі. Сорбент відфільтровували через скляні фільтри. Після висушування на повітрі, а потім в сушильній шафі при t-80°С, міряли їх дифузне відбиття при 560нм. Порівнювали одержану інтенсивність дифузного відбиття з градуювальним графіком, одержаним за таких же умов для проб дистильованої води з відомим вмістом ДДСН (0; 0,29; 1,44; 2,88; 14,4; 28,8мкг в 100см 3). Реалізація способу, що заявляється, забезпечує низьку нижню межу визначення ДДСН (0,5мкг/дм 3) при тривалості аналізу 1год. Характеристика реагентів і приладів Додецилсульфат натрію (ДДСН), ТУ 6-09-6475, - "ч". Кристалічний фіолетовий, ч. Сорбент Amberlite XAD-16(А), SUPELCO Прилад "Spekol-11" (Carl Zeiss, Йєна, Німеччина) з приставкою для вимірювання інтенсивності дифузного відбиття типу R d/0. Кислота сірчана, ГОСТ 4204-77. Вода дистильована, ГОСТ 6709-72. Приклади реалізації за винаходом. Приклад 1. Визначення концентрації ДДСН в модельному розчині, що містить 0,5мкг/дм 3 ДДСН. Для цього в мірну колбу на 100см 3 вміщували 0,05мкг розчину додецилсульфату натрію; 0,05см 3 0,03М розчину H2SO4 (рН=3,9); 0,5см 3 1,0.10-3М 6 розчину кристалічого фіолетового та воду до загального об'єму. Переносили в конічну колбу на 500см 3, вносили наважку сорбенту XAD-16 -0,1г, і струшували їх протягом 45 хвилин на механічному вібраторі. Сорбент відфільтровували через скляні фільтри. Після висушування на повітрі, а потім в сушильній шафі при t-80°C, міряли їх дифузне відбиття при 560нм. Вміст ДДСН у модельному розчині знаходили за калібрувальним графіком, побудованим в координатах - коефіцієнт дифузного відбиття - концентрація ДДСН. В аналізованому розчині знайдено (0,48±0,10)мкг/дм 3 ДДСН з відносною похибкою 20,83%. Затрати часу на аналіз складають 1 год. Слід відзначити, що відомим способом [6] ДДСН в модельному розчині не виявлено через недостатню чутливість способу [6]. Приклад 2. Визначення концентрації АПАР в пробі води Каспійського моря. Для цього в мірну колбу на 100см 3 додають 93,5см 3 аналізуючої проби морської води і проводять ті ж операції і використовують ті самі розчини, що і в прикладі 1. В аналізованому розчині знайдено 34,12±1,07мкг/дм 3 АП АР, відносна похибка визначення становить 3,14%. Затрати часу на аналіз складають 1 год. При визначенні АПАР за екстракційнофотометричним способом [ГОСТ Р 51211-98] [2] знайдено 33,27±3,03мкг/дм 3 АП АР. Для обгрунтування інтервалу рН, що заявляється, були проведені досліди по впливу кислотності розчину на результати визначення ДДСН. Дані представлені в таблиці 1, приклади 1-5. Таблиця 1 № рН 1 2 3 3,9 4,0 4,1 4 5 3,5 4,5 Знайдено ДДСН, мкг/дм 3 За винаходом 0,48±0,10 0,54±0,12 0,56±0,14 Позамежеві значення не визначається не визначається Відносна похибка, % 20.83 22,22 25,00 СДДСН=0,5мкг/дм 3, t=1,0 год Встановлено, що заявляємий інтервал рН середовища, при збереженні всіх умов визначення, забезпечує нижню межу визначення ДДСН на рівні 0,5мкг/дм 3, при тривалості визначення 1,0год (табл.1, приклад 1-3). Позамежне зменшення рН середовища, наприклад, до величини рН=3,5 (табл. 1, приклад 4), не забезпечує визначення 0,5мкг/дм ДДСН, внаслідок зменшення чутливості визначення за даних умов. Верхня межа кислотності обмежена тим, що при рН, наприклад, рН=4,5, не визначається 0,5мкг/дм ДДСН за рахунок збільшення забарвлення „холостого" досліду і, таким чином, зменшення різниці між „холостим" та аналізуючим дослідами (табл. 1, приклад 5). Запропонований спосіб дозволяє визначати ДДСН з високою точністю (відносна похибка 20,83% - 3,8%) в діапазоні концентрацій 0,5288,0мкг/дм 3, при тривалості аналізу 1год. Це підтверджується даними таблиці 2. При цьому, слід відзначити, що відповідно до [ГОСТ 27384-87. Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств] [7] допускається відносна похибка при визначенні деяких компонентів природної та питної води від 10мкг/дм 3 - до 100мк/дм 3 - (50100)%, а при визначенні від 100мкг/дм 3 до 1000мкг/дм 3 (25-50)%. 7 85449 8 Таблиця 2 Введено ДДСН, мкг/дм 3 0,50 2,88 144,0 288,0 №, п/п 1 2 3 4 Знайдено ДДСН, мкг/дм 3 0,48 2,83 142,8 268,0 Відносна похибка, % 20,83 7,23 3,8 5,42 рН=3,9 Переваги запропонованого способу визначення ДДСН відносно відомого способу [6] полягають в наступному: - зниження межі визначення ДДСН до 0,5мкг/дм 3, що в ~160 разів нижче межі визначення за способом [6] (80мкг/дм 3) при практично однакових затрата х тр уда та часу на аналіз. Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Слід відмітити, що запропонований спосіб забезпечує достатньо високу точність визначення ДДСН у воді в широкому діапазоні концентрацій (0,5-288мкг/дм 3). Відносна похибка при визначенні (3-288)мкг/дм 3 складає ~(3-7)%. Спосіб простий і може виконуватися лаборантами. Підписне Тираж 28 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