Спосіб визначення перхлорату у водному розчині (варіанти)

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб визначення перхлорату у водному розчині, що включає одержання іонного асоціату перхлорату з катіонним барвником родаміном у кислому середовищі і фотометричне визначення, який відрізняється тим, що одержаний іонний асоціат концентрують фільтруванням через целюлозний фільтр з розміром пор 0,8-5,0 мкм і визначають перхлорат методом спектроскопії дифузного відбиття.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як підкислюючий агент використовують фосфорну кислоту.

3. Спосіб за одним із пп. 1, 2, який відрізняється тим, що як целюлозний фільтр використовують паперовий або мембранний фільтр.

4. Спосіб за одним із пп. 1-3, який відрізняється тим, що використовують целюлозний фільтр, модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною (КПАР) з довжиною вуглеводневого радикала 10-16 груп СН2.

5. Спосіб за одним із пп. 1-4, який відрізняється тим, що модифікований целюлозний фільтр містить 0,05-0,25 % масових КПАР.

6. Спосіб визначення перхлорату у водному розчині, що включає одержання іонного асоціату перхлорату з родаміном у кислому середовищі і визначення люмінесцентним методом, який відрізняється тим, що одержаний іонний асоціат концентрують фільтруванням через целюлозний фільтр, причому целюлозний фільтр вміщують у кювету люмінометра і обробляють послідовно сумішшю гідрокарбонату натрію з пероксидом водню і водним розчином солі кобальту (II), і визначення здійснюють, вимірюючи інтенсивність хемілюмінесценції.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що як підкислюючий агент використовують фосфорну кислоту.

8. Спосіб за одним із пп. 6, 7, який відрізняється тим, що використовують суміш гідрокарбонату з пероксидом водню при їх молярному співвідношенні 40:(0,9÷1,1) відповідно.

9. Спосіб за одним із пп. 6-8, який відрізняється тим, що використовують водний розчин солі кобальту(ІІ) концентрації (0,9÷1,1)х10-6 М.

10. Спосіб за одним із пп. 6-9, який відрізняється тим, що як целюлозний фільтр використовують паперовий або мембранний фільтр.

11. Спосіб за одним із пп. 6-10, який відрізняється тим, що використовують целюлозний фільтр, модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною (КПАР) з довжиною вуглеводневого радикала 10-16 груп СН2.

12. Спосіб за одним із пп. 6-11, який відрізняється тим, що модифікований целюлозний фільтр містить 0,05-0,25 % масових КПАР.

Текст

Винахід відноситься до аналітичної хімії, зокрема, до визначення перхлорату у водних розчинах методом спектроскопії дифузного відбиття або хемілюмінесцентним методом, і може бути використаний в аналізі питних, поверхневих та ґрун тових вод, в контролі процесів водоочищення, у наукових дослідженнях. Відомий спосіб визначення перхлорату, суть якого полягає в утворенні іонного асоціату перхлорату з катіонним барвником фероїном, екстракції отриманого іонного асоціату бутиронітрилом і фотометруванні інтенсивності забарвлення одержаного бутиронітрильного екстракту [Fritz J. S., Abbink J.E., Campbell P.A. // Analytical Chemistry. - 1964. - V.36, №11. - С.2123-2126] [1]. Спосіб використаний для аналізу перхлорату в сумішах хлорат-перхлорат. Спосіб [1] реалізується наступним чином. Беруть 2см 3 проби, що містить 5-500мг/дм 3 перхлорату, і переносять в центрифужну пробірку з притертою скляною пробкою. Додають 1см 3 0,01 розчину фероїну і 3см 3 ацетатного буферного розчину з рН 5,0. Далі додають 4,00см 3 бутиронітрилу, закривають пробірку і стр ушують її протягом 1 хвилини. Центрифугують для розшарування водної та органічної фаз. Відбирають піпеткою точно 2,00см 3 бутиронітрильного екстракту в мірну колбу на 25см 3 і доводять до риски ацетоном. Отриманий неводний розчин фотометрують на спектрофотометрі при 510нм в 1-см кюветі відносно бутиронітрильного екстракту контрольного досліду. За градуювальним графіком визначають концентрацію перхлорату в пробі. Нижня межа визначення - 5мг/дм 3 перхлорату. Час аналізу 20 - 30 хвилин. Таким чином, як основні недоліки способу [1] можна відзначити високу нижню межу визначення та недостатню експресність. Також слід відзначити токсичність застосованого органічного розчинника і шкідливість для навколишнього середовища. Відомий також спосіб визначення перхлорату [Cyganski A., Kowalczyk P., Krystek J., Ptaszynski B. // Chemia Analityczna (Warsaw). - 2000. - V.45, №6. - P.911-919] [2]. Суть способу [2] полягає в утворенні малорозчинного у воді іонного асоціату перхлорату з катіонною поверхнево-активною речовиною -цетилтриметиламоній бромідом і нефелометричному або турбідиметричному визначенні, тобто фотометруванні помутніння водного розчину. Спосіб використано для визначення перхлорату в препаратах комплексних сполук, що містять ClO4-. Спосіб [2] реалізується наступним чином. В мірну колбу об'ємом 25см вносять 20см модельного розчину, що містить 2,5-50мг/дм перхлорату, додають 3см 3 0,2% розчину цетилтриметиламоній броміду, доводять дистильованою водою до мітки, перемішують. Через 30 хвилин фотометрують мутність або інтенсивність розсіяного світла на спектрофотометрі Spekol 11 з приставкою для нефелометрії і турбідиметрії при довжині хвилі 415нм відносно контрольного досліду. За градуювальним графіком визначають концентрацію перхлорату в пробі. Нижня межа визначення - 2,5мг/дм 3 перхлорату. Час аналізу 35 - 40 хвилин. Таким чином, як основні недоліки способу [2] можна відзначити високу нижню межу визначення перхлорату та недостатню експресність. Найбільш близьким аналогом до запропонованого способу визначення перхлорату (варіанти) за технічною сутністю та результатом, що досягається, є спосіб визначення перхлорату [Jaya S., Prasada Rao Т., Ramakrishna T.V. // Talanta. - 1983. - V.30, №5. - P.363-364] [3]. Спосіб використаний для визначення перхлорату в зразках хлорату калію різного ступеню чистоти. С уть способу [3] полягає в утворенні іонного асоціату перхлорату з катіонним барвником родаміном 6Ж (Rhodamine 6G), екстракції отриманого іонного асоціату бензолом і фотометруванні інтенсивності забарвлення або вимірюванні люмінесценції (флуоресценції) одержаного бензольного екстракту. Спосіб фотометричного визначення перхлорату [3, с.364] реалізується наступним чином: для визначення беруть 6см проби, що містить 0,2 - 2,0мг/дм 3 перхлорату і переносять в ділильну лійку об'ємом 60см 3. Додають 1см цитратного буферного розчину з рН 4,0 і 3см 3 0,1% розчину родаміну 6Ж. Екстрагують двома порціями по 10см 3 бензолу, струшуючи протягом 1 хвилини кожну порцію. Бензольні екстракти об'єднують, центрифугують та переносять в мірну колбу на 25см 3. Доводять бензолом до риски та вимірюють світлопоглинання при довжині хвилі 530нм в 1-см кюветі відносно бензольного екстракту контрольного досліду. За градуювальним графіком визначають концентрацію перхлорату в пробі. Нижня межа визначення - 0,2мг/дм 3 перхлорату. Час аналізу 20 хвилин. Спосіб люмінесцентного (флуориметричного) визначення перхлорату [3, с.363] реалізується таким чином: для визначення беруть 6см 3 проби, що містить 0,04-1,0мг/дм 3 перхлорату і переносять в ділильну лійку об'ємом 60см 3. Додають 1см цитратного буферного розчину з рН 4,0 і 3см 3 0,1% розчину родаміну 6Ж. Екстрагують двома порціями по 10см 3 бензолу, струшуючи протягом 1 хвилини кожну порцію. Бензольні екстракти об'єднують, центрифугують та переносять в мірну колбу на 25см 3. Доводять бензолом до риски та вимірюють флуоресценцію в 1-см кюветі при 560нм відносно бензольного екстракту контрольного досліду; збуджують флуоресценцію опроміненням при 365нм. За градуювальним графіком визначають концентрацію перхлорату в пробі. Нижня межа визначення - 0,04мг/дм 3 перхлорату. Час аналізу 20 хвилин. Таким чином, основними недоліками спектрофотометричного і люмінесцентного способів визначення перхлорату [3] є недостатньо низька нижня межа визначення та недостатня експресність. Вагомий недолік також - застосування токсичного органічного розчинника бензолу, небезпечного для здоров'я і шкідливого для навколишнього середовища. В основу винаходу поставлено завдання розробити способи визначення перхлорату у водному розчині, що базуються на одержанні малорозчинного іонного асоціату перхлорату з катіонним барвником родаміном у кислому водному розчині, в якому використано концентрування зазначеного іонного асоціату шляхом фільтрування через целюлозний фільтр з наступним визначенням перхлорату методом спектроскопії дифузного відбиття або люмінесцентним методом. Все вищезазначене забезпечить суттєве зниження нижньої межі визначення перхлорату в ґр унтови х та поверхневих водах та скорочення затрат часу. Для вирішення поставленого завдання заявником запропоновано спосіб визначення перхлорату (варіанти): 1. Спосіб визначення перхлорату у водному розчині (спектроскопія дифузного відбиття), що включає одержання іонного асоціату перхлорату з катіонним барвником родаміном у кислому середовищі і фотометричне визначення, в якому, згідно з винаходом, одержаний іонний асоціат концентрують фільтруванням через целюлозний фільтр з розміром пор 0,8 - 5,0мкм, і визначають перхлорат методом спектроскопії дифузного відбиття (СДВ); при цьому, як підкислювач, використовують фосфорну кислоту; як целюлозний фільтр використовують паперовий або мембранний фільтр, нативний або модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною (КПАР) з довжиною вуглеводневого радикалу 10 - 16 груп СН 2, причому модифікований целюлозний фільтр містить КПАР в кількості 0,05 - 0,25% масових. 2. Спосіб визначення перхлорату у водному розчині (ХЛ), що включає одержання іонного асоціату перхлорату з родаміном у кислому середовищі і визначення люмінесцентним методом, в якому, згідно з винаходом, одержаний іонний асоціат концентрують фільтруванням через целюлозний фільтр з розміром пор 0,8 - 5,0мкм, причому целюлозний фільтр вміщують у кювету люмінометра і обробляють послідовно сумішшю гідрокарбонату натрію з пероксидом водню і водним розчином солі кобальту(II), і визначення здійснюють, вимірюючи інтенсивність хемілюмінесценції (ХЛ). Перед фільтруванням як підкислювач використовують фосфорну кислоту, а при детектуванні використовують суміш гідрокарбонату натрію з пероксидом водню при молярному співвідношенні 40:(0,9¸1,1) і дозують водний розчин солі кобальту(II) концентрації (0,9¸1,1)´10-6Μ, при цьому, як целюлозний фільтр використовують паперовий або мембранний фільтр, нативний або модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною (КПАР) з довжиною вуглеводневого радикалу 10 16 груп СН2, причому модифікований целюлозний фільтр містить КПАР в кількості 0,05 - 0,25% масових. Відмінними ознаками запропонованого способу визначення перхлорату є концентрування нерозчинного іонного асоціату перхлорату з барвником шляхом фільтрування водного розчину через целюлозний фільтр, нативний або модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною. Нами вперше запропоновано використання целюлозного фільтру для визначення перхлорату, що забезпечило високу ефективність процесів концентрування та визначення. Концентрування іонного асоціату на целюлозному фільтрі з розміром пор 0,8 - 5,0мкм забезпечує утворення яскраво забарвленого тонкого шару на фільтрі, що значно збільшує коефіцієнт концентрування самого перхлорату. Це, в свою чергу, забезпечує високочутливе детектування методом СДВ або ще більш високочутливе детектування ХЛ методом, чим забезпечується значне зниження нижньої межі визначення перхлорату - до 0,02мг/дм 3 у випадку детектування методом СДВ і до 0,005мг/дм 3 у випадку детектування ХЛ методом, що в 8 і 10 разів менше, ніж в [3], при детектуванні спектрофлуориметричним і спектрофотометричним методом відповідно. При цьому підвищена чутливість ХЛ методу досягається також додаванням до целюлозного фільтра розчину гідрокарбонату натрію в суміші з пероксидом водню і розчину солі кобальту(II). Слід відмітити, що зазначений прийом концентрування на целюлозному фільтрі не потребує значного часу, що призводить до скорочення тривалості аналізу (3 - 5 хвилин). Використання целюлозного фільтра, модифікованого КПАР, в заявляємих умовах дозволяє розширити концентраційний діапазон визначення і знизити нижню межу визначення перхлорату. Таким чином, сукупність суттєвих ознак групи винаходів, що заявляються, є необхідною і достатньою для досягнення технічного результату, який забезпечується способом визначення перхлорату у водному розчині (варіанти), - зниження нижньої межі визначення перхлорату відповідно до 0,005 - 0,01мг/дм 3 (ХЛ детектування) та 0,02 - 0,05мг/дм 3 (СДВ-детектування) та скорочення витрат часу на аналіз (3 - 5 хвилин). Спосіб спектроскопії дифузного відбиття реалізується наступним чином. Аналізували модельні розчини та поверхневі і ґрунтові води, що містять перхлорат-іони (0,02 - 1,00мг/дм 3) методом спектроскопії дифузного відбиття (СДВ). Для цього використовували воронку Бюхнера з вакуумним насосом. В конічну колбу вносять 50см 3 аналізованої води, що містить перхлорат, фосфорну кислоту до рН 1 3 і барвник родамін 6Ж до концентрації (6,1±0,8)·10-4Μ, розчин перемішують. Здійснюють концентрування перхлорату у вигляді іонного асоціату з родаміном 6Ж шляхом фільтрування водного розчину через целюлозний фільтр з розміром пор 0,8 - 5,0мкм, нативний або модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною, за допомогою воронки Бюхнера і вакуумного насосу. Вимірюють інтенсивність дифузного відбиття фільтру на кишеньковому приладі PocketSpec. Порівнюють одержану інтенсивність дифузного відбиття з градуювальним графіком, одержаним за таких же умов на фоні аналізованої води з доданими відомими кількостями перхлорату (0; 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,30; 0,50; 1,00мг/дм 3). Нижня межа визначення перхлорату 0,02 - 0,05мг/дм 3, тривалість аналізу 3 - 5 хвилин. Спосіб хемілюмінесцентний реалізується наступним чином. Аналізували модельні розчини та поверхневі і ґрунтові води, що містять перхлорат-іони (0,005 - 0,20мг/дм 3) хемілюмінесцентним методом (ХЛ). В конічну колбу вносять 50см 3 аналізованої води, що містить перхлорат, фосфорну кислоту до рН 1 - 3 і барвник родамін 6Ж до концентрації (6,1±0,8)·10-4Μ, розчин перемішують. Здійснюють концентрування перхлорату у вигляді іонного асоціату з родаміном 6Ж шляхом фільтрування водного розчину через целюлозний фільтр, нативний або модифікований катіонною поверхнево-активною речовиною, за допомогою воронки Бюхнера і вакуумного насосу. Вимірюють на люмінометрі інтенсивність хемілюмінесценції фільтру, до якого додано суміш гідрокарбонату натрію з пероксидом водню в молярному співвідношенні 40:(0,9¸1,1), відповідно та розчин солі кобальту(II) концентрації (0,94¸1,1)´10-6Μ. Порівнюють одержану інтенсивність хемілюмінесценції з градуювальним графіком, одержаним за таких же умов на фоні аналізованої води з доданими відомими кількостями перхлорату (0; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,07; 0,10; 0,20мг/дм 3 ). Нижня межа визначення перхлорату 0,005 - 0,01мг/дм 3, тривалість аналізу 3 - 5 хвилин. Висока ефективність способів визначення перхлорату методами СДВ і ХЛ забезпечується використанням целюлозного фільтра з розміром пор 0,8 - 5,0мкм, при цьому як целюлозний фільтр використовують паперовий ("червона стрічка", "біла стрічка", "синя стрічка") та мембранний фільтр (нітроцелюлозний та ацетилцелюлозний). Ефективне визначення забезпечує розмір пор 0,8 - 5,0мкм. Для розширення інтервалу визначуваних концентрацій перхлорату використовують КПАР з довжиною вуглеводневого радикалу 10 - 16 груп СН2 в кількості 0,05 - 0,25% масових, наприклад, цетилпіридиній хлорид, децилтриметиламоній бромід. Заявлюваний спосіб можна реалізувати у польових умовах. По-перше, фільтрування розчину іонної пари через воронку Бюхнера можна здійснити за допомогою вакуумного електричного насосу, який живиться від батареї акумуляторів автомобіля. По-друге, концентрування перхлорату у вигляді іонного асоціату на целюлозному фільтрі, нативному або модифікованому катіонною поверхнево-активною речовиною, можна здійснювати за допомогою шприца з насадкою-фільтроутримувачем. Порівнюють забарвлення одержаного концентрату зі шкалою стандартів, підготовленою заздалегідь і одержаною за таких же умов для проб води з відомим вмістом перхлорату. Характеристика реагентів і приладів. - Натрій хлорнокислий (перхлорат натрію), ТУ 6-09-3582, "ч". - Родамін 6Ж, МРТУ 6-09-1171 -64, «ч.д.а.» - Фосфорна кислота, ГОСТ 6552-58, "хч". - Пероксид водню, ГОСТ 10929-76, «х.ч.» - Натрію гідрокарбонат, ГОСТ 4201-79, «х.ч.» - Кобальту(П) нітрат, ГОСТ 4528-78, «ч.д.а.» - Вода дистильована, ГОСТ 6700-72. - N-цетилпіридиній хлорид 1 -водний, ТУ 6-09-15-121 -74, "ч". - Децилтриметиламоній бромід фірми Fluka, puriss. (>99,0%). - Додецилтриметиламоній бромід фірми Fluka, puriss. (>99,0%). - Фільтри паперові "червона стрічка", розмір пор 3 - 5мкм, ГОСТ 12026-76. - Фільтри паперові "біла стрічка", розмір пор 2 - 3мкм, ГОСТ 12026-76. - Фільтри паперові "синя стрічка", розмір пор 1 - 2мкм, ГОСТ 12026-76. - Фільтри мембранні нітроцелюлозні фірми Тоуо, розмір пор 0,8 - 5,0мкм. - Фільтри мембранні ацетилцелюлозні фірми Advantec MFS, розмір пор 0,8мкм. - Прилад "PocketSpec" (Денвер, Колорадо, США) або інший прилад для вимірювання інтенсивності дифузного відбиття у польових умовах. - Люмінометр TRIATHLER фірми HIDEX, Фінляндія або інший прилад для вимірювання хемілюмінесценції. Приклади реалізації способів СДВ і ХЛ за винаходом Приклад 1. Визначення концентрації перхлорату в модельному розчині, що містить 0,05мг/дм 3 перхлорату, способом СДВ. Для цього до 50см 3 модельного розчину додають 1,5см 3 0,5моль/дм розчину фосфорної кислоти до рН 2,3, 23см 3 2×10-3моль/дм 3 розчину родаміну 6Ж, перемішують і фільтрують через паперовий фільтр "червона стрічка", нативний. Фільтр промивають 3 рази по 2,5см 3 води. Вимірюють інтенсивність дифузного відбиття фільтру на приладі PocketSpec. Вміст перхлорату у модельному розчині визначають по градуювальному графіку. В аналізованому розчині знайдено 0,052±0,005мг/дм 3 перхлорату (n=5; Р=0,95), точність 9,6% методом спектрофотометрії дифузного відбиття. Затрати часу на аналіз складають 3 хвилини (таблиця 1, пр.3). Слід відзначити, що аналізом цього ж модельного розчину відомим фотометричним способом [3] перхлорат не виявлено через недостатню чутливість способу [3]. Приклад 2. Визначення концентрації перхлорату в модельному розчині, що містить 0,02мг/дм 3 перхлорату, способом СДВ з модифікованим целюлозним фільтром. Проводять всі операції, як вказано у прикладі 1, але концентрування здійснюють на паперовому фільтрі «червона стрічка», що модифікований КПАР цетилпіридиній хлоридом (С16) в кількості 0,12% масових. В аналізованому розчині знайдено 0,022±0,002мг/дм 3 перхлорату (n=5; Р=0,95), точність 9,1% методом спектрофотометрії дифузного відбиття. Затрати часу на аналіз складають 3 хвилини (таблиця 1, пр.9). Слід відзначити, що аналізом цього ж модельного розчину відомим фотометричним способом [3] перхлорат не виявлено через недостатню чутливість способу [3]. Приклад 3. Визначення концентрації перхлорату в модельному розчині, що містить 0,01мг/дм 3 перхлорату, способом ХЛ. Для цього до 50см 3 модельного розчину додають 1,5см 3 0,5моль/дм 3 розчину фосфорної кислоти до рН 2,3, 23см 3 2×10-3моль/дм 3 розчину родаміну 6Ж, перемішують і фільтрують через паперовий фільтр "червона стрічка", нативний. Фільтр промивають 3 рази по 2,5см 3 води. Вимірюють інтенсивність хемілюмінесценції фільтру на люмінометрі після додавання до фільтру 0,5см 3 0,8моль/дм 3 Nа2СО3 та 0,5см 3 0,02моль/дм 3 Н2О2, що відповідає їх молярному співвідношенню 40:1, і дозування 0,5см 3 1×10-6моль/дм 3 розчину Co(NO3)2. Вміст перхлорату у модельному розчині визначають по градуювальному графіку. В аналізованому розчині знайдено 0,011±0,001мг/дм 3 перхлорату (n=5; Р=0,95), точність 9,1% хемілюмінесцентним методом. Затрати часу на аналіз складають 5 хвилин (таблиця 2, пр.3). Слід відзначити, що аналізом цього ж модельного розчину відомим флуориметричним способом [3] перхлорат не виявлено через недостатню чутливість способу [3]. Приклад 4. Визначення концентрації перхлорату в модельному розчині, що містить 0,005мг/дм 3 перхлорату, способом ХЛ з модифікованим целюлозним фільтром. Проводять всі операції, як вказано у прикладі 3, але концентрування здійснюють на паперовому фільтрі «червона стрічка», що модифікований КПАР цетилпіридиній хлоридом (С16) в кількості 0,12% масових. В аналізованому розчині знайдено 0,0052±0,0003мг/дм 3 перхлорату (n=5; Р=0,95), точність 5,8% хемілюмінесцентним методом. Затрати часу на аналіз складають 5 хвилин (таблиця 2, пр.7). Слід відзначити, що аналізом цього ж модельного розчину відомим флуориметричним способом [3] перхлорат не виявлено через недостатню чутливість флуориметричного способу [3]. Таблиця 1 Спосіб СДВ №п/п Целюлозний фільтр Показники, що характеризують спосіб 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Натив ний Модифіков аний Паперов ий мембранний Нижня межа Відносна Паперов ий, Мембранний, Назв а Розмір Назв а речов ини, Розмір в изначення похибка % розмір пор, розмір пор, мкм мкм пор, мкм % масов их пор, мкм речов ини, % масових За в инаходом 1-2 0,05 5,6 2-3 0,05 7,1 3-5 0,05 9,6 0,8 0,05 3,5 3,0 0,05 4,8 5,0 0,05 6,2 Децилтри3-5 0,02 9,2 метиламоній бромід (С10), 0,12% Додецилтри3-5 метиламоній 0,02 9,0 бромід (С12), 0,12% Цетилпіридиній 3-5 0,02 9,1 хлорид (С16),0,12% Цетилпіридиній 3-5 хлорид (С16), 0,02 9,3 0,05% Цетилпіридиній 3-5 хлорид (С16), 0,02 6,5 0,25% Цетилпіридиній 3,0 хлорид (С16), 0,02 5,3 0,12% Позамежні значення Октилпіридиній 3-5 0,05 5,0 бромід (С8), 0,12% Октадецилтри3-5 метиламоній 0,25 12 бромід (С18), 0,12% Цетилпіриди-ній 3-5 хлорид (С16), 0,02 0,05 4.9 % Цетилпіриди-ній 3-5 хлорид (С16), 0,20 16 0,30% Цетилпіридиній 0,6 0,50 15 хлорид (С16), 0,30% Таблиця 2 Спосіб ХЛ Целюлозний фільтр №п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Натив ний Модифіков аний Паперов ий Мембранний Паперов ий, Мембранний, Назв а Розмір Назв а розмір пор, розмір пор, Розмір пор, речов ини, % пор, речов ини, % мкм мкм мкм масових мкм масових За в инаходом 1-2 2-3 3-5 0,8 3,0 5,0 Цетилпіридиній 3-5 хлорид (С16), 0,12% Цетилпіридиній 3,0 хлорид, 0,12% 3-5 3-5 Позамежні значення 3-5 3-5 3-5 Суміш Концентрація НСО3Со(ІІ), Μ :Н2О2 Показники, що характеризують спосіб Нижня Відносна межа похибка, в изначення % 40:1,0 40:1,0 40:1,0 40:1,0 40:1,0 40:1,0 1,0´10-6Μ 1,0´10-6Μ 1,0´10-6Μ 1,0´10-6Μ 1,0´10-6Μ 1,0´10-6Μ 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 6,2 7,5 9,1 5,4 6,3 8,7 40:1,0 1,0´10-6Μ 0,005 5,8 40:1,0 1,0´10-6Μ 0,005 6,7 -6 40:0,9 40:1,1 1,1´10 Μ 0,9´10-6Μ 0,01 0,01 9,2 10 40:0,8 40:1,2 40:1,1 1,1´10-6Μ 0,9´10-6Μ 0,8´10-6Μ 0,06 0,08 0,12 12 16 17 14. 3-5 40:0,9 1,2´10-6Μ 0,30 20 Аналогічно прикладам 1,2 за способом СДВ були проведені досліди з використанням паперових та мембранних фільтрів із заявляємим розміром пор як в нативному вигляді, так і модифікованих поверхневоактивними речовинами заявляємої хімічної природи (з довжиною вуглеводневого радикалу 10 - 16 груп СН2) з різною кількістю модифікатора як в заявляємому діапазоні, так і при позамежних значеннях (таблиця 1, приклади 1 - 16). Встановлено, що заявлені умови визначення перхлорату, а саме: природа целюлозного фільтра і розмір його пор, природа модифікатора і його кількість є оптимальними і забезпечують низьку нижню межу визначення перхлорату (0,02 - 0,05мг/дм 3) з високою точністю (відносна похибка 3,5 - 9,6 %) (таблиця 1, приклади 1 - 12). При використанні як модифікатора КПАР з довжиною вуглеводневого радикалу, яка перевищує заявляєму величину, наприклад, C18, значно зростає величина "холостого" досліду, що призводить до значного підвищення нижньої межі визначення та відносної похибки (таблиця 1, пр.14). При використанні як модифікатора КПАР з довжиною вуглеводневого радикалу, яка нижча за заявляєму величину, наприклад, С8, не спостерігається вплив модифікатора на нижню межу визначення (нижня межа визначення така сама, як і при відсутності модифікатора) (таблиця 1, пр.13). Важливим моментом для ефективного визначення перхлорату є кількість модифікатора заявляємої природи на целюлозному фільтрі. Позамежне зменшення кількості модифікатора на целюлозному фільтрі, наприклад, 0,02% масових, нівелює вплив КПАР на величину нижньої межі визначення перхлорату (таблиця 1, пр.15). Позамежне збільшення кількості КПАР на целюлозному фільтрі призводить до зменшення інтенсивності забарвлення концентратів, що, в свою чергу, призводить до значного збільшення нижньої межі визначення і точності визначення перхлорату (таблиця 1, пр.16). Оптимальними з точки зору ефективності концентрування є заявляємі розміри пор целюлозного фільтра 0,8 - 5,0мкм, що забезпечує масимально низьку нижню межу визначення перхлорату (таблиця 1, пр.1 - 12 і таблиця 2, пр.1 - 10). Як нами встановлено, використання целюлозних фільтрів, як нативних, так і модифікованих, з розмірами пор менше заявляємих, наприклад, 0,6мкм, призводить до збільшення величини "холостого" досліду, що значно підвищує нижню межу визначення (таблиця1, пр.17). Аналогічно прикладам 3 і 4 за способом ХЛ були проведені досліди, в яких створені умови люмінесцентного детектування з використанням заявляємих хімічних реагентів, їх природи та кількості, як в заявляємому діапазоні, так і при позамежних значеннях (таблиця 2, пр.1 - 14). Нами встановлено, що використання суміші гідрокарбонату натрію і пероксиду водню в заявляємому співвідношенні і заявляємої кількості кобальту(ІІ) є необхідним для одержання значного за величиною люмінесцентного (хемілюмінесцентного) сигналу, що забезпечує максимально низьку нижню межу визначення перхлорату (таблиця 2, пр.1 - 10). При позамежному збільшенні співвідношення НСО3-:Н2О2, наприклад, 40:0,8, тобто при недостачі пероксиду в розчині, зменшується інтенсивність світіння концентратів, що призводить до підвищення нижньої межі визначення (таблиця 2, пр.11). При позамежному зменшенні співвідношення НСО3-:Η2О2, наприклад, 40:1,2, тобто при надлишку пероксиду в розчині, збільшується інтенсивність світіння "холостого" досліду, що також призводить до підвищення нижньої межі визначення перхлорату (таблиця 2, пр.12). Для одержання світіння в системі Η 2Ο2 - НСО3- - родамін - перхлорат необхідна присутність мікрокількостей кобальту(ІІ) (0,9¸1,1)´10-6Μ, який суттєво впливає на величину ХЛ сигналу і, як наслідок, на величину нижньої межі визначення СІО4-, яка в оптимальних умовах складає 0,005 - 0,01мг/дм (таблиця 2, пр.1 - 10). Якщо в розчині концентрація кобальту(ІІ) є нижчою за заявляєму концентрацію, наприклад 0,8´10-6Μ, навіть при максимальній заявляємій кількості пероксиду значно зменшується величина ХЛ сигналу, що призводить до підвищення нижньої межі і точності визначення (таблиця 2, пр.13). Верхня заявляєма концентрація кобальту(ІІ) обмежена тим, що при її збільшенні, наприклад, до 1,2´10-6Μ, різко зростає інтенсивність світіння "холостого" досліду, що не дає можливості помітити невелике за величиною зростання інтенсивності світіння від мікроконцентрацій перхлорату навіть при мінімальній заявляємій кількості Н 2О2 (таблиця 2, пр.14). Слід відмітити, що способи визначення перхлорату, як СДВ, так і ХЛ, забезпечують значне скорочення затрат часу на аналіз, які становлять 3 - 5 хвилин. Переваги способів визначення перхлорату, що заявляються, у порівнянні з відомими, полягають у наступному: - реалізація способу спектроскопії дифузного відбиття забезпечує нижню межу визначення при використанні нативних целюлозних (паперових і мембранних) фільтрів - на рівні 0,05мг/дм 3 СІО4-, а при використанні тих же модифікованих фільтрів - на рівні 0,02мг/дм 3 CIО4-, що в 4 - 10 разів менше, ніж у відомому (0,2мг/дм 3); а також забезпечує зменшення затрат часу з 20хв. до 3 - 5хв., тобто в 4 - 7 разів [3, с.364]. - Реалізація хемілюмінесцентного способу забезпечує нижню межу визначення при використанні нативних фільтрів (паперових і мембранних) - на рівні 0,01мг/дм 3 CIО4-, а при використанні тих же модифікованих фільтрів - на рівні 0,005мг/дм 3 CIО4-, що в 4 - 8 разів менше, ніж у відомому (0,04мг/дм 3); а також забезпечує зменшення затрат часу з 20хв. до 3 - 5 хв., тобто в 4 - 7 разів [3, с.363]. Досягнення низької нижньої межі визначення перхлорату та незначні трудозатрати при його визначенні забезпечуються природою фільтра і умовами його використання. Достоїнством способів визначення перхлорату, що заявляються, є відсутність використання токсичних органічних розчинників, простота виконання, можливість використання в польових умовах із застосуванням простих пристроїв - наприклад, шприц, воронка Бюхнера.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for determination of perchlorate in water solution (variants)

Автори англійською

Zui Oleh Viktorovych, Kuschevska Nina Fedorivna, Honcharuk Vladyslav Volodymyrovych

Назва патенту російською

Способ определения перхлората в водном растворе (варианты)

Автори російською

Зуй Олег Викторович, Кущевская Нина Федоровна, Гончарук Владислав Владимирович

МПК / Мітки

МПК: G01N 30/00, G01N 21/76, G01N 21/47

Мітки: спосіб, визначення, водному, розчині, перхлорату, варіанти

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/5-83434-sposib-viznachennya-perkhloratu-u-vodnomu-rozchini-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб визначення перхлорату у водному розчині (варіанти)</a>

Подібні патенти