Спосіб визначення додецилсульфату натрію

Запропонований винахід відноситься до аналітичної хімії і стосується визначення додецилсульфату натрію (ДДС) при вміст його у розчині 0,03-0,28 мг/дм 3 (об'єм проби 50 см 3), що може бути використано для аналізу вод різних категорій: природної, питної та стічної. Для визначення мікрокількостей ДДС у воді використовують екстракційно-фотометричні методи [1-9]. Вони грунтуються на екстракції органічними розчинниками іонних асоціатів ДДС з барвниками катіонного типу та вимірюванні світлопоглинання органічної фази. Межа визначення складає 0,1 мг/дм 3. Основними недоліками цих методів є застосування токсичних органічних розчинників, тривалість та трудомісткість аналізу, що зумовлені багаторазовою екстракцією, а також недостатня вибірковість визначення ДДС. Найбільш близьким за технічною сутністю та результатом, що досягається, є екстракційно-фотометричний метод з використанням метиленового синього [10]. В основі методу лежить утворення іонного асоціату ДДС з метиленовим синім, що екстрагується хлороформом. Сам барвник хлороформом не екстрагується. Визначенню ДДС заважають сульфіди, - сульфіти та інші виновники, що відновлюють метиленовій синій, а також великі кількості хлоридів, нітратів, тіоціанатів та білків. Заважаючий вплив цих речовин усувають, проводячи екстракцію у лужному середовищі (рН-10), потім сполучені хлороформні екстракти промивають підкисленим розчином метиленового синього. Для аналізу відбирають такий об'єм стічної води, який містить від 20 до 300 мкг ДДС. Якщо в 100 см 3 стічної води мїститься менше 20 мкг ДДС, відбирають відповідно більший об'єм і випарюють до об’єму менше 100 см 3. Це призводить до ускладнення аналізу. Чутливість цього способу складає 0,05 мг/дм , що дозволяє надійно визначати ДДС, при вміст! їх в воді на рівні ГДК - 0,5 мг/дм 3 [11]. Недоліком вказаного методу є застосування токсичних органічних розчинників, тривалість та трудомісткість аналізу, що обумовлені необхідністю випарювання проби, флотації та багаторазової екстракцією, а також недостатня вибірковість визначення ДДС. В основу винаходу поставлено задачу підвищення чутливості, вибірковості, експресності, зменшення трудомісткості та токсичності визначення ДДС. Вирішення задачі досягається тим, що в способі визначення ДДС шляхом попереднього вилучення з водного розчину в Ін шу фазу органічним реагентом з наступним фотометруванням, для вилученн ДДС використовується модифікований сіллю дидециламіноетил-b-тридециламонію та метилового оранжевого силікагель, а метиловий оранжевий, що при цьому переходить у водний розгин, поглинають при рН 3-8 силікагелем, модифікованим йодидом дидециламіноетил-b-тридециламонію і вимірюють його концентрацію спектроскопією дифузного відбиття. Використання способа визначення ДДС у воді, що заявляється, дає позитивний ефекту порівнянні з відомим способом, який полягає в підвищенні чутливості в 2 рази, експресності в 1,5 рази (70 хв замість 120 хв за прототипом), збільшенні вибірковості (не заважають сульфіди, сульфіти та Ін ші відновники, 1000-кратний надлишок хлоридів, нітратів та тіоціанатів, білки, що заважають за прототипом), зменшенні токсичності (не застосовуються вогненебезпечні токсичні органічні розчинники - хлороформ, етилацетат, метанол) та трудомісткості (кількість операцій 10 - замість 36 за прототипом). Оптимальні умови визначення ДДС: сорбент Ν; 1 - силікагель "Chemapol" L 100/250 для хроматографії, модифікований йодидом дидециламіноетил-b-тридециламонію (ДДАТД). Ємність сорбенту за ДДАТД становить 0,24 ммоль/г; сорбент № 2 - силікагель "Chemapol" L 100/250 для хроматографії, модифікований сіллю ДДАТД та метилового оранжевого. Ємність силікагеля - 0,216 ммоль/г. Оптимальне рН - 3-10. Калібрувальний графік лінійний в Інтервалі концентрацій ДДС 0,03-0,28 мг/дм 3 при об'ємі проби 50 см 3. Границя визначення складає 0,03 мг/дм 3. Таким чином суттєвими ознаками способу, що пропонується, є те, що вилучення ДДС з водної фази здійснюється при рН 3-8 силікагелем, модифікованим сіллю дидециламінбетил-b-тридециламонію та метилового оранжевого, а метиловий оранжевий, що при цьому переходить у водний розчин, поглинають силікагелем, модифікованим йодидом дидециламіноетил-b-тридециламонію, і вимірюють його концентрацію спектроскопією дифузного відбиття. Застосування силикагелей, модифікованих йодидом дидециламіноетил-b-тридециламонію та сіллю дидециламіноетил-b-тридециламонію та метилового оранжевого, для визначення ДДС в літературі не знайдено, що дозволяє вважати запропонований спосіб, як такий, що відповідає ознакам "новизна" та "суттєві відмінності. Приклади 1-3. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбенту № 2 50 мл розчину ДДС з концентраціями 0,03-0.28 мг/дм 3 з рН 5,5. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр "червона" стрічка в інший стакан ємністю 150 мл, куди вміщували 0.1 г сорбенту № 1. Розчин перемішували на магнітній , мішалці протягом 30 хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр "червона" стрічка. Сорбент № 1 підсушували на повітрі, а потім в сушильній шафі при t -80°С [12] І вимірювали Інтенсивність забарвлення за допомогою спектрів дифузного відбиття проти сорбенту порівняння, який готували слідуючим чином. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл дистильованої води з рН 5,5. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр "червона" стрічка в стакан ємністю 150 мл, куди вміщували 0,1 г сорбенту № 1. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр "червона" стрічка. Сорбент № 1 підсушували на повітрі, а потім в сушильній шафі при t - 80°С. Вміст ДДС знаходили за калібрувальним графіком, побудованим в координатах - коефіцієнт дифузного відбиття - концентрація ДДС. Рівняння графіка - у - 0,39 С (мг/дм 3) + +0,35. Лінійність калібрувального графіка зберігається в Інтервалі 0,03-0,28 мг/дм 3. Границя визначення складає - 0.03 мг/дм 3. , В табл. 1 наведена статистична обробка результатів визначення ДДС в стандартних розчинах. З даних табл. 1 видно, що даний спосіб є достатньо точним та має задовільну відтворюваність. Приклади 4-7. Обгрунтування часу сорбції ДДС на сорбент № 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 5,5. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 10 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили за калібрувальним графіком як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 75%. В стакан ємністю 150 мл вміщували всі компоненти, як вказано в прикладі 4. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 20 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення 92 %. В стакан ємністю 150 мл вміщували всі компоненти, як вказано в прикладі 4. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС Знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення 99 %. В стакан ємністю 150 мл вміщували всі компоненти, як вказано в приклади. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 40 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення 100 %. З наведених данних видно, що за 30 хвилин сорбція ДДС сягає 99%, що достатньо для масових аналізів. Приклади 8-11. Обгрунтування часу сорбції метилового оранжевого на сорбент №2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 5,5. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Потім розчин відфільтровували через фільтр "червона" стрічка в стакан ємністю 150 мл, β який вміщували 0,1 г сорбенту № 1. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 10 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили за калібрувальним графіком так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення -65%. В стакан ємністю 150 мл вміщували всі компоненти, як вказано в прикладі 8. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин, потім відфільтровували через фільтр "червона" стрічка в стакан ємністю 150 мл, в який вміщували 0,1 г сорбента № 1. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 20 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення-87%. В стакан ємністю 150 мл вміщували всі компоненти, як вказано в прикладі 8. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин, потім відфільтровували через фільтр "червона" стрічка в стакан ємністю 150 мл, в який вміщували 0,1 г сорбента № 1. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення -98%. В стакан ємністю 150 мл вміщували всі компоненти, як вказано в прикладі 8. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 30 хвилин, потім відфільтровували через фільтр "червона" стрічка в стакан ємністю 150 мл, в який вміщували 0,1 г сорбента № 1. Розчин перемішували на магнітній мішалці протягом 40 хвилин. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення -100%. Таким чином, з наведених даних видно, що за 30 хвилин сорбція метилового оранжевого сягає 98%, що достатньо для масових аналізів. Приклади 11-20. Обгрунтування оптимального інтервалу рН визначення ДДС. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 2. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили за калібрувальним графіком так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 150%. В стакан ємністю 150-мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 3. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 4, Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 6. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм розчину ДДС з рН 7. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 8. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента Ν; 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 9. Далі експеримент проводили так, як вказано в приклад! f. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 10. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 100%. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 0,05 мг/дм 3 розчину ДДС з рН 11. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Правильність визначення - 150%. Приклади 21-45. Дослідження заважаючого впливу сторонніх іонів, В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 1 10-6 моль/л розчину ДДС та 1 10-5-2 10-3 моль/л розчину NaNO3 з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як, вказано в прикладі 1. Результати наведені в табл. 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 21 50 мл 1 10-6 моль/л розчину ДДС та 1 * 10-5—2 10-3 моль/л розчину NaCI з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента №2 150мл 1*10 моль/л розчину ДДС та 1*10-5-2 10-3 моль/л розчину Na2SO4 з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. В міст ДД С знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50мл 1*10-6моль/л розчину ДДС та 1*10-5-2*10-3 моль/л розчину Na3PO4 з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента №2 і 50 мл 1*10-6моль/л розчину ДДС та 2*10-3—4* 103 моль/л розчину NаНСО3 з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 50 мл 1* 10-6 моль/л розчину ДДС та 1*10 -3*10-4 моль/л розчину неіоногенної ПАР (тритон Х-305) з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 2. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 150 мл 1* 10 -6 моль/л розчину ДДС та (1-2) 10-5 моль/л розчину катіонної ПАР (додецилпіридиній бромід) з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 2. З даних табл. 2 видно, що визначенню ДДС не заважають 10-кратний надлишок катіонних ПАР, 200кратний надлишок неіоногенних ПАР, 1000-кратні надлишки хлорид-, нітрат-, сульфат- та фосфат-іонів. 3000кратний надлишок гідрокарбонатів. Катіони металів не заважають визначенню ДДС. Приклади 46, 47. Визначення ДДС в модельних розчинах. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбенту № 2 І 50 мл модельного розчину з рН 5,5 та вмістом ДДС 0,14 мг/дм 3. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі, 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбенту №2 І 50 мл модельного розчину з рН 5,5 та вмістом ДДС 0,28 мг/дм 3. Далі експеримент проводили так, як вказано в прикладі 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі 1. Результати наведено в табл. 3. З даних табл. З видно, що значний надлишок Сl- та ΝO3- - Іонів не заважають визначенню ДДС. Приклади 48-50. Визначення ДДС в стічній воді прального комбінату, В стакан ємністю 150 мл вміщували 0,02 г сорбента № 2 і 1 мл стічної води та 9 мл дистильованої води з рН 5,5. Далі експеримент проводили так, як вказано в приклад! 1. Вміст ДДС знаходили так, як вказано в прикладі ί. Результати наведено в табл. 4. Правильність одержаних результатів підтверджено методом внутрішнього стандарта {"введенознайдено"), а також спектрофотометричним методом з метиленовим синім (Міжнародний стандарт 7875/1) [10]. Практичне застосування способу, що заявляється, дозволяє підвищити чутли вість в 2 рази, спростити аналіз (зменшити кількість операцій в 3,5 рази), підвищити експресність в 1,5 рази, зменшити токсичність (не потребує застосування токсичних органічних розчинників).