CS268000B1

CS268000B1 - Stable test for quick proof and semiquantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions

Info

Publication number: CS268000B1
Application number: CS879921A
Authority: CS
Inventors: Pavel Ing Csc Mencl
Original assignee: Pavel Ing Csc Mencl
Priority date: 1987-12-27
Filing date: 1987-12-27
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS992187A1

Abstract

Řešení se týká uspořádání stabilního testu pro rychlý důkaz a semikvantitativní stanovení kyanidových iontů ve vodě a vodných roztocích, složeni impregnačního roztoku nosičů /vhodných indikátorových papírků, rouna apod./ pro výrobu indikačních zon testovacích proužků a složení kapalného činidla. Jedná se o rychlý a jednoduchý test, který se skládá z testovacích proužků a kapalného činidla. Důkaz a semikvantitativní stanovení kyanidových iontů je založeno na známé barevné chemické reakci. Indikační zóny testovacích proužků obsahují 1-fenyl-3-»ethyl-5- -pyrazolon na vhodném nosiči a kapalné činidlo, které je vodným roztokem chloraminu T, pyridinu a uhličitanu sodného smíšením ve vhodném poměru.The solution concerns a stable arrangement test for rapid proof and semiquantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions, folded impregnating solution carrier (s) indicator papers, fleece, etc./ for the production of test zones strips and the composition of the liquid reagent. This is a quick and simple test which consists of test strips and a liquid agent. Evidence and semiquantitative determination of cyanide ions It is based on a well-known color chemical reaction. Testing Zone Testing strips contain 1-phenyl-3-ethyl-5- -pyrazolone on a suitable carrier and liquid an agent which is an aqueous solution of chloramine T, pyridine and sodium carbonate mixing in an appropriate ratio.

Description

Vynález se týká stabilního testu pro rychlý důkaz a semikvantitativní stanovení kyanidových iontů ve vodě a vodných roztocích, složení impregnačního roztoku nosičů (vhodných indikátorových papírků, rouna a podobně) pro výrobu indikačních zón testovacích proužků a složení kapalného činidla. Jedná se o rychlý a jednoduchý teet, který se skládá z testovacích proužků a kapalného činidla. Důkaz a samikvantitativní stanovení kyanidových iontů je založeno na známé barevné chemické reakci. Indikační zóny testovacích proužků obsahují 1-fenyl-3methyl-5-pyrazolon na vhodném nosiči a kapalné činidlo, které je vodným roztokem chloramlnu T, pyridinu a uhličitanu sodného smíSeném ve vhodném poměru.The present invention relates to a stable assay for rapid detection and semiquantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions, to the composition of an impregnating carrier solution (suitable indicator papers, webs and the like) for the production of test strip indication zones and to a liquid reagent composition. It is a quick and easy teet, which consists of test strips and a liquid reagent. The detection and self-quantitative determination of cyanide ions is based on a known color chemical reaction. The indicator zones of the test strips contain 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone on a suitable carrier and a liquid reagent which is an aqueous solution of chloramine T, pyridine and sodium carbonate mixed in a suitable ratio.

Je však znám test k důkazu a semikvantitativnímu stanovení volných kyanidových iontů vyráběný firmou MERCK (NSR), který je dodáván spolu s testem k stanovení chloru pod obchodním názvem Chlor-und Cyanid-Test Merckoquant 10027.However, a test for the detection and semi-quantitative determination of free cyanide ions manufactured by MERCK (NSR) is known, which is supplied together with a test for the determination of chlorine under the trade name Chlor- und Cyanid-Test Merckoquant 10027.

Test fy MERCK je založen z části na stejném principu (převedení kyanidu na chlorkyan a následující reakce chlorkyanu a pyridinem za vzniku glutakondialdehydu). Ke kondenzační reakci s glutakondialdehydem a vzniku červenofialového barviva se používá kyselina 1,3-dimethylbarbiturová, která je obsažena v indikačních zónách testovacích proužků.The MERCK test is based in part on the same principle (conversion of cyanide to cyanogen chloride and subsequent reaction of cyanogen chloride and pyridine to form glutacondialdehyde). For the condensation reaction with glutacondialdehyde and the formation of a red-violet dye, 1,3-dimethylbarbituric acid is used, which is contained in the indication zones of the test strips.

Souprava testu obsahuje: testovací proužky v hliníkové tubě s indikačními zónami obsahující kyselinu 1,3-dimethylbarbiturovou, speciální odměrnou nádobku z plexiskla (5ml), lahvičku s pevnou směsí pufru, odměrnou polyethylenovou lžičku k dávkování směsi pufru a kapalné činidlo v kapací polyethylenové lahvičce (vodný roztok chloračního činidla a pyridinu).The test kit contains: test strips in an aluminum tube with indication zones containing 1,3-dimethylbarbituric acid, a special measuring container made of plexiglass (5 ml), a vial with a solid buffer mixture, a measuring polyethylene spoon for dosing the buffer mixture and a liquid reagent in a dropping polyethylene bottle ( aqueous solution of chlorinating agent and pyridine).

Důkaz a semikvantitativní stanovení volných kyanidových iontů v roztoku vzorku se provádí po předchozí úpravě pH vzorku na hodnotiu pH = 6 až 7. Do odměrné nádobky z plexiskla se naleje upravený vzorek po rysku (5ml) a přidá se odměrnou lžičkou pevná směs pufru, kterou se po rozpuštění a zamíchání obsahu upraví pH vzorku na hodnotu 7. Potom se z kapací polyethylenové lahvičky přidá 5 kapek činidla a po zamíchání směsi se ihned do roztoku ponoří testovací proužek s indikační zónou. Po 30 sekundách se testovací proužek vyjme z roztoku a zbarvení indikační zóny se ihned porovná se srovnávací barevnou stupnicí na etiketě obalu tuby.Demonstration and semi-quantitative determination of free cyanide ions in the sample solution is performed after pre-adjustment of the sample pH to pH = 6 to 7. Pour the treated sample to the mark (5 ml) into a plexiglass measuring vessel and add a solid buffer mixture after dissolving and mixing the contents, the pH of the sample is adjusted to 7. Then 5 drops of reagent are added from the dropwise polyethylene vial, and after mixing the mixture, a test strip with an indication zone is immediately immersed in the solution. After 30 seconds, the test strip is removed from the solution and the color of the indication zone is immediately compared to a comparative color scale on the tube package label.

Předností testu fy MERCK ve srovnání s navrženým testem je vyšší přesnost semikvantitativního stanovení volných kyanidových iontů ve vzorku v rozmezí koncentrací 1 až 30 mg/litr CN~. Jistou nevýhodou však je to, že k provedení testu je zapotřebí mít k dispozici 5 ml vzorku a reakce se provádí ve speciální odměrné nádobce z transparentní plastické hmoty. Další nevýhodou je to, že test vyžaduje úpravu vzorku na pH 6 až 7 a přídavek pevného pufru.The advantage of the MERCK test in comparison with the proposed test is the higher accuracy of the semi-quantitative determination of free cyanide ions in the sample in the concentration range of 1 to 30 mg / liter CN ~. However, a certain disadvantage is that 5 ml of sample must be available to perform the test and the reaction is carried out in a special measuring container made of transparent plastic. Another disadvantage is that the assay requires adjusting the sample to pH 6 to 7 and adding solid buffer.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vynález, jehož předmětem je způsob uspořádání stabilního testu pro rychlý důkaz a semikvantitativní stanovení kyanidových iontů ve vodě a vodných roztocích a jehož podstata spočívá v tom, že po ovlhčení indikační zóny testovacího proužku vzorkem s obsahem volných kyanidových iontů a po nakápnutí činidla na indikační zónu se tyto kyanidové ionty převedou působením chloraminu T na chlorkyan, který potom reaguje s pyridinem z* vzniku kyanamidu a glutakondialdehydu, jenž se potom kondenzuje s 1-fenyl-3-methyl-5-pyrazolonem v slabě alkalickém prostředí. Uvedené chemické reakce přitom proběhnou velmi rychle za sebou ve vrstvě čtverečku impregnovaného nosiče, například papíru. Potom se změní barva indikační zóny z bílé na červenou, kde intenzita zabarvení indikační zóny je závislá na koncentraci volných kyanidových iontů ve zkoumaném roztoku. Při uspořádání a provedení testu se využívá poznatku, že v pozitivním případě vzniká zvláště intenzívní červené zabarvení zóny po nakápnutí činidla jen v malé ohraničené porézní vrstvě nosiče, umístěné na nenasákavé podložce. Tímto uspořádáním se zabrání rozpíjení kapaliny do okolního prostředí a přitom dochází k zreagování prakticky veškerého vzniklého těkavého chlorkyanu, který vzniká při reakci ze vzorku.The above-mentioned drawbacks are overcome by the present invention, which relates to a method for arranging a stable assay for rapid detection and semi-quantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions, and which comprises to the indicator zone, these cyanide ions are converted by treatment with chloramine T to cyanogen chloride, which is then reacted with pyridine to form cyanamide and glutacondialdehyde, which is then condensed with 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone in a weakly alkaline medium. Said chemical reactions take place very rapidly in succession in a layer of a square of impregnated support, for example paper. Then the color of the indicator zone changes from white to red, where the intensity of the color of the indicator zone depends on the concentration of free cyanide ions in the test solution. When arranging and performing the test, the knowledge is used that in the positive case a particularly intense red coloration of the zone occurs after dripping of the reagent only in a small delimited porous layer of the carrier placed on a non-absorbent substrate. This arrangement prevents the liquid from spreading into the environment and at the same time reacts with practically all the volatile cyanogen chloride formed, which is formed during the reaction from the sample.

Navržený test má však oproti uvedenému testu fy MERCK několik předností:However, the proposed test has several advantages over the MERCK test:

1. Test je značně jednodušší v provedení a tím i rychlejší.1. The test is much simpler to perform and thus faster.

2. Nižší přesnost semikvantitativního stanovení volných kyanidových iontů v roztoku vzorku je částečně kompenzována větším rozsahem srovnávací barevné stupnice pro semikvantitativní stanovení (1 až 250 mg/litr CN“). V praxi tak odpadá v mnoha případech ředění vzorků.2. The lower accuracy of the semi-quantitative determination of free cyanide ions in the sample solution is partially offset by a larger range of the comparative color scale for the semi-quantitative determination (1 to 250 mg / liter CN '). In practice, this eliminates the need to dilute samples in many cases.

3. K rozboru se spotřebuje jen 1 kapka roztoku vzorku (asi 0,03 ml).3. Use only 1 drop of sample solution (about 0.03 ml) for analysis.

4. Test je možno použít přímo bez předchozí úpravy pH vzorku v širším rozmezí hodnot (pH = 6 až 10).4. The test can be used directly without prior adjustment of the pH of the sample in a wider range of values (pH = 6 to 10).

5. Odpadá použití pufru, nebot optimální hodnota pH prostředí při reakci (pH = 9 až 10) ve vrstvě papíru indikační zóny testovacího proužku je zabezpečena kapkou slabě alkalického činidla.5. The use of a buffer is eliminated, as the optimal pH value of the reaction medium (pH = 9 to 10) in the paper layer of the indicator zone of the test strip is provided by a drop of a weakly alkaline reagent.

6. K impregnaci indikátorových papírů pro výrobu testovacích proužků se u navrženého testu používá 1-fenyl-3-methyl-5-pyrazolon, který je značně levnější než kyselina 1,3-dimethylbarbiturová používaná pro výrobu testu fy MERCK. Navíc je námi použitá složka dostupná v tuzemsku na rozdíl od složky fy MERCK.6. To impregnate the indicator papers for the production of test strips, the proposed test uses 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone, which is considerably cheaper than the 1,3-dimethylbarbituric acid used for the production of the MERCK test. In addition, the component we use is available in the country, unlike the MERCK component.

7. Z hlediska výrobních nákladů je výroba navrženého testu podstatně levnější (odpadá odměrná nádobka z plexiskla, odměrná lžička a lahvička s pevným pufrem).7. In terms of production costs, the production of the proposed test is significantly cheaper (a plexiglass measuring container, a measuring spoon and a bottle with a solid buffer are eliminated).

Způsob přípravy provedení testu a příklady složení impregnačního roztoku a roz-Method of preparation for carrying out the test and examples of the composition of the impregnating solution and

toku činidla bude vysvětlen na následujících příkladech. reagent flow will be explained in the following examples. Příklad složení impregnačního roztoku Example of composition of impregnating solution I AND II II III III l-fenyl-3-methyl-5-pyrazolon 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone 0,5 0.5 g G 0,7 g 0.7 g l,o g l, o g ethanol ethanol do to 100 100 ml ml 100 ml 100 ml 100 ml 100 ml Příklad složení roztoku činidla Example of reagent solution composition I AND II II III III chloramin T chloramine T l.o l.o g G 1,5 g 1.5 g 1,0 g 1.0 g 1% roztok NajCO} 1% solution NajCO} - - - - 14,0 ml 14.0 ml 3,5½ roztok Na^CO^ 3.5½ Na 2 CO 2 solution 13,0 13.0 ml ml 13,0 ml 13.0 ml - - pyridin pyridine 3,0 3.0 ml ml 5,0 ml 5.0 ml 3,0 ml 3.0 ml

Roztok činidla se připraví rozmícháním navážky chloraminu T (N-chlor-4-toluensulfonamid, sodná sůl trihydrát) CH^CgH^SOjNDlNa. 3HgO p. a. v uvedeném objemu roztoku uhličitanu sodného NajCO^ p. a. v destilované vodě a po jeho rozpuštění se přidá uvedený objem pyridinu p. a. Po zamícháni směsi vznikne čirý, nepatrně nažloutlý roztok, který se uchovává v dobře těsnicích lahvičkách z polyethylénu s kapátkem. Roztok činidla reaguje slabě alkalicky (pH = 9 až 10) a je za podmínek skladování při laboratorní teplotě značně stabilní (minimálně 1 rok).A reagent solution was prepared by stirring a portion of chloramine T (N-chloro-4-toluenesulfonamide, sodium trihydrate). 3HgO p.a. in said volume of a solution of sodium carbonate NajCO2 p.a. in distilled water and after dissolving it, the said volume of pyridine p.a. is added. The reagent solution reacts weakly alkaline (pH = 9 to 10) and is highly stable (minimum 1 year) under storage conditions at room temperature.

Příprava testovacích proužků: impregnačním roztokem se napojí pruhy indikátorového papíru /Šířky asi 7,5 cm/ o plošné hmotnosti 180 g/cm², například indikátorový papír nebo jiný vhodný papír hodící se k tomuto účelu. Impregnované papíry se usuší volně zavěSené na vzduchu. Po usuSení se papíry rozřežou na čtverečky o rozměrech 5x5 nebo 6 x 6 mm a nalepí na proužky bílé plastické fólie například PVC o tlouštce 0,2 až 0,3. Délka proužků se volí 7 až 8 cm. Proužky se uchovávají v hliníkových tubách se sušidlem, např. silikagel s indikátorem vlhkosti, molekulární sítě a podobně, přičemž jsou tuby uzavřeny dobře těsnicími zátkami z PE nebo PVC apod. Stabilita takto uchovávaných proužků je rovněž velmi dobrá. Při skladování za normálních laboratorních podmínek se jejich vlastnosti nemění po dobu jednoho roku.Preparation of test strips: strips of indicator paper (widths of about 7.5 cm) with a basis weight of 180 g / cm ² , for example indicator paper or other suitable paper suitable for this purpose, are attached to the impregnation solution. Impregnated papers are dried loose in air. After drying, the papers are cut into 5x5 or 6 x 6 mm squares and glued to strips of white plastic film, for example PVC 0.2 to 0.3. The length of the strips is chosen to be 7 to 8 cm. The strips are stored in aluminum tubes with a desiccant, e.g. silica gel with a moisture indicator, molecular sieves and the like, the tubes being closed well with sealing plugs made of PE or PVC, etc. The stability of the strips stored in this way is also very good. When stored under normal laboratory conditions, their properties do not change for one year.

Provedení testu: indikační zóna testovacího proužku se ovlhčí zkoumaným roztokem (pH = 6 až 10) ponořením proužku do zkoumaného roztoku na 1 sekundu nebo jeho nakápnutím. Přebytečná kapalina se odstraní lehkým oklepnutím a proužek se položí na vodorovnou nenasákavou podložku. Potom se na indikační zónu testovacího proužku kápne 1 kapka činidla z polyethylenové lahvičky s kapátkem. V pozitivním případě vznikne během 1 až 30 sekund červené zabarvení, které dosáhne maxima při koncentracích 5 až 250 mg/litr CN^- ve vzorku za 60 sekund po nakápnutí činidla. Při koncentracích 1 až 5 mg,'litr CN ve vzorku je nutno vyčkat maxima zabarvení za 2 až 3 minuty. V negativním případě vznikne slabě nahnědlé (béžové) zbarvení. K pozdějším změnám zbarvení indikačních zón testovacích proužků se nepřihlíží.Test procedure: the indicator zone of the test strip is moistened with the test solution (pH = 6 to 10) by immersing the strip in the test solution for 1 second or by instilling it. Excess liquid is removed by light tapping and the strip is placed on a horizontal non-absorbent pad. Then 1 drop of reagent from a polyethylene dropper bottle is dropped onto the indicator zone of the test strip. In the positive case, a red color develops within 1 to 30 seconds, which reaches a maximum at concentrations of 5 to 250 mg / liter CN ^- in the sample 60 seconds after the instillation of the reagent. At concentrations of 1 to 5 mg, 1 liter of CN in the sample, it is necessary to wait for the maximum color in 2 to 3 minutes. In the negative case, a slightly brownish (beige) color develops. Subsequent changes in the color of the indication zones of the test strips are not taken into account.

Hodnocení testu se provádí vizuálním srovnáním s barevnou stupnicí zhotovenou podle výsledku zbarvení indikačních zón testovacích proužků provedených s roztoky o známých koncentracích volných kyanidových iontů za podmínek provedení testu. Test umožňuje v uvedeném uspořádání semikvantitativní stanovení obsahu volných kyanidových iontů v poměrně Širokém rozsahu koncentrací 1 až 25θ mg/litr CN. Vzorky s koncentracemi nad 25Ο mg/litr CN” je nutno pro stanovení volných kyanidových iontů příslušně zředit.The test is evaluated by visual comparison with a color scale made according to the color of the indication zones of the test strips made with solutions of known concentrations of free cyanide ions under the conditions of the test. In this arrangement, the test allows the semi-quantitative determination of the content of free cyanide ions in a relatively wide range of concentrations of 1 to 25θ mg / liter CN. Samples with concentrations above 25Ο mg / liter CN ”must be diluted appropriately to determine free cyanide ions.

Interference a selektivita: vzorky silně kyselé nebo silně alkalické je nutno před provedením textu upravit 10%ním roztokem hydroxidu sodného nebo 25%ním roztokem kyseliny sírové na požadovanou hodnotu pH pro provedení testu.Interference and selectivity: strongly acidic or strongly alkaline samples must be adjusted to the required pH for the test to be performed with 10% sodium hydroxide solution or 25% sulfuric acid solution before performing the text.

Z aniontů dává podobnou reakci jen rhodanidový iont SCN^- (červenooranžové zbarvení, které později zhnědne). Komplexně vázané kyanidy, kyanidy mědi, paladia, rtuti a stříbra nelze tímto testem stanovit.Of the anions, only the rhodanide ion SCN ^- (red-orange color, which later turns brown) gives a similar reaction. Complexly bound cyanides, cyanides of copper, palladium, mercury and silver cannot be determined by this test.

3ěžné kationty, obsažené ve vodách, reakci neruší. Reakci ruší silně zbarvené anionty (např. chromany, manganistany aj.) a silně redukční látky.The cationic cations contained in the water do not interfere with the reaction. The reaction is disturbed by strongly colored anions (eg chromates, permanganates, etc.) and strongly reducing substances.

Způsob užití testu podle přihlašovaného řešení: navržený test řeší potřebu chybějícího vhodného testu k rychlému orientačnímu důkazu a semikvantitativnímu stanovení volných kyanidových iontů ve vodě a vodných roztocích v různých odvětvích národního hospodářství. Jednoduchost technologie impregnace indikátorových papírků a dostupnost použitých chemikálií a materiálů v tuzemsku dávají jeho možnost zavedení do výroby. Tento test je srovnatelný a uvedeným výrobkem vedoucí firmy v oboru Merck a v radě parametrů má několik předností. Navržený test lze používat všude tam, kde se používají nebo zpracovávají kyanidy, tj. chemické laboratoře, provozovny, galvanizovny apod. jako orientační rychlotest ke kontrole vzorků roztoků lázní, odpadních vod atd. Dále lze test použít ke kvalitativnímu důkazu a semikvantitativnímu stanovení volných kyanidových iontů. Další rozsáhlé použití v laboratořích pro soudní chemii a toxikologii, laboratořích hygienických stanic, v kriminalistické a bezpečnostní praxi. Test může být použit pro výrobu přenosných souprav a pojízdných laboratoří, pro kontrolu vod v terénu apod.How to use the test according to the applied solution: the proposed test addresses the need for the lack of a suitable test for rapid orientation evidence and semi-quantitative determination of free cyanide ions in water and aqueous solutions in various sectors of the national economy. The simplicity of the technology of impregnation of indicator papers and the availability of used chemicals and materials in the country give its possibility to introduce it into production. This test is comparable to that of the leading Merck company and has several advantages in a number of parameters. The proposed test can be used wherever cyanides are used or processed, ie chemical laboratories, establishments, galvanizing plants, etc. as an indicative rapid test to check samples of bath solutions, wastewater, etc. Furthermore, the test can be used for qualitative evidence and semiquantitative determination of free cyanide ions. . Other extensive uses in forensic chemistry and toxicology laboratories, hygienic station laboratories, forensic and security practice. The test can be used for the production of portable sets and mobile laboratories, for the control of water in the field, etc.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A stable test for rapid detection and quantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions, characterized in that after wetting the indicator zone of the test strip with a sample containing free cyanide ions and pouring the reagent onto the indicator zone, these cyanide ions are converted by chloramine. Cyanogen chloride, which then reacts with pyridine to form cyanamide and glutacondialdehyde, which is then condensed with 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone in a weakly alkaline medium, the chemical reactions taking place very rapidly in a square layer of the impregnated support square. , such as paper, after which the color of the indicator zone changes from white to red, where the intensity of the indicator zone depends on the concentration of free cyanide ions in the test solution. only in a small bounded porous layer of the carrier, placed on a non-absorbent substrate.

2. A stable test for the rapid detection and semi-quantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions according to item 1, characterized in that it consists of indication zones of test strips made of indicator papers (carriers) impregnated with an impregnating solution of 0.5 to 1, 0 g of 1-phenyl-3-methyl-5-pyrazolone dissolved in 100.0 ml of 96% ethanol.

3. A stable test for the rapid detection and semi-quantitative determination of cyanide ions in water and aqueous solutions according to item 1, characterized in that it consists of a solution of a reagent consisting of a mixture of 1.0 to 1.5 g of chloramine T, 13.0 to 14.0 ml and 1 to 3.5% of a solution of sodium carbonate NajCO 2 (pa) in distilled water and 3.0 to 5.0 ml of pyridine (pa).