PL220219B1 - Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych - Google Patents

Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Info

Publication number
PL220219B1
PL220219B1 PL400877A PL40087712A PL220219B1 PL 220219 B1 PL220219 B1 PL 220219B1 PL 400877 A PL400877 A PL 400877A PL 40087712 A PL40087712 A PL 40087712A PL 220219 B1 PL220219 B1 PL 220219B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
concentration
poly
diallyldimethylammonium chloride
pdda
absorbance
Prior art date
Application number
PL400877A
Other languages
English (en)
Other versions
PL400877A1 (pl
Inventor
Dorota Ziółkowska
Oleksandr Shyichuk
Małgorzata Sajna
Original Assignee
Univ T Przyrodniczy Im Jana I Jędrzeja Śniadeckich W Bydgoszczy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ T Przyrodniczy Im Jana I Jędrzeja Śniadeckich W Bydgoszczy filed Critical Univ T Przyrodniczy Im Jana I Jędrzeja Śniadeckich W Bydgoszczy
Priority to PL400877A priority Critical patent/PL220219B1/pl
Publication of PL400877A1 publication Critical patent/PL400877A1/pl
Publication of PL220219B1 publication Critical patent/PL220219B1/pl

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób spektrofotometrycznego oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, przydatny szczególnie do kontroli procesów uzdatniania wody.
W ostatnich dwóch dekadach rośnie zainteresowanie kationowymi polimerami wodorozpuszczalnymi. Najczęściej są one stosowane w przemyśle papierniczym jako dodatki zwiększające wytrzymałość, czy też jako flokulanty w procesach oczyszczania ścieków [1] lub usuwania substancji humusowych (tj. kwasów huminowych i fulwowych) z wody [2]. Wykorzystuje się je również w wielu procesach przemysłowych jako zagęszczacze i emulgatory, stabilizatory zawiesin [3-5], a także modyfikatory powierzchni [6, 7]. Ostatnio zaproponowano zastosowanie kationowych polielektrolitów do kontroli zarodkowania i wzrostu cząsteczek oraz jako składników polielektrolitowych wielowarstw do pokrywania płaskich podłoży [4, 8]. Liczne są też zastosowania w medycynie i biotechnologii, np. jakościowe i ilościowe oznaczanie enzymów [9], otrzymywanie membran rozdzielczych, unieruchamianie enzymów lub komórek, przenoszenie leków, czy też oczyszczanie protein [10]. Z kolei w praktyce analitycznej polielektrolity kationowe służą jako odczynniki do oznaczania stężenia polimerów anionowych [11].
Jednym z polielektrolitów kationowych o szerokim spektrum zastosowań jest poli(chlorek diallilodimetyloamonowy), w skrócie PDDA lub PDADMAC, którego strukturę przedstawiono na rys. 1. Ustalenie optymalnych dawek PDDA w większości spośród wymienionych zastosowań jest zdeterminowane możliwością precyzyjnego oznaczania jego stężeń w roztworach. Szczególnej precyzji i niezawodności wymagają pomiary koncentracji PDDA stosowanego jako flokulant w procesie oczyszczania wody, ponieważ jako polimer syntetyczny nie jest on obojętny dla zdrowia. Dodatkowym warunkiem, jaki powinna spełniać metoda analizy tego polimeru w wodzie wodociągowej jest wysoka czułość, umożliwiająca oznaczanie pozostałości PDDA na poziomie mikrogramowym.
Stężenie PDDA w roztworze wodnym można oznaczyć wieloma metodami. Jedna z nich jest oparta na pomiarze zawartości ogólnego węgla organicznego (Total Organie Carbon, TOC) [3, 12]. Następna należy do grupy metod elektrochemicznych i polega na potencjometrycznym oznaczaniu anionu chlorkowego, będącego przeciwjonem kationu diallilodimetyloamonowego [13]. Z kolei miareczkowanie potencjometryczne z elektrodą jonoselektywną, najczęściej wykorzystujące poliwinylosiaczan potasowy jako titrant [14, 15], może być realizowane nawet w roztworach barwnych i zawiesinach [1, 15, 16]. Do ilościowego oznaczania kationowych polielektrolitów stosuje się także metodę koloidalnego miareczkowania z użyciem Błękitu Toluidynowego jako wskaźnika ([8, 9] w [14]). Zwiększenie dokładności tej analizy można uzyskać oznaczając punkt końcowy miareczkowania metodą konduktometryczną ([11] w [14]), turbidymetryczną ([12] w [14]), potencjometryczną z wykorzystaniem elektrod jonoselektywnych ([13-21] w [14]), fluorymetryczną ([23-26] w [14]) oraz woltamperometryczną ([27, 28] w [14]); obecnie szeroko stosowane są też strumieniowe detektory prądu [2, 17]. Tradycyjna metoda miareczkowania może być również uzupełniona techniką fluorescencyjnego znakowania analitu [18]. W przypadkach powstawania trwałych koloidalnych zawiesin na skutek tworzenia się par jonowych pomiędzy kationowym i anionowym polielektrolitem oznaczenie stężenia można przeprowadzić metodą turbidymetryczną [19, 20, 21]. Wśród metod oznaczania stężeń PDDA znajdują się ponadto izotermalna kalorymetria [11] czy też reflektometria [4]. PDDA tworzy też połączenia z anionowymi barwnikami trifenylometanowymi, co daje możliwość jego oznaczania w roztworach wodnych metodą spektrofotometryczną [22].
Chociaż wymienione metody ilościowej analizy PDDA należą do technik o dość wysokim stopniu zaawansowania, często dają zafałszowane wyniki.
Np. w metodzie TOC rezultaty oznaczenia są uzależnione od obecności innych substancji organicznych w badanej próbce. Wyniki analizy opartej na potencjometrycznym oznaczaniu anionu chlorkowego mogą zostać zniekształcone obecnością w próbie innych chlorków rozpuszczalnych. Metoda koloidalnego miareczkowania z użyciem Błękitu Toluidynowego jako wskaźnika charakteryzuje się niską czułością i trudnym do określenia punktem końcowym miareczkowania. W przypadku turbidymetrii tworzenie kompleksów polimerowych zależy od wielu czynników, do których należą m.in. stosunek ładunków polielektrolitów, siła jonowa, pH, temperatura, stężenie polimeru, gęstości ładunku, masa molowa i struktura polimeru [10]. Z kolei spektrofotometryczne oznaczenie stężeń PDDA za pomocą barwników trifenylometanowych okazuje się metodą o zadowalającej czułości, która waha
PL 220 219 B1 3 się w granicach 0,05-0,3 mg/dm w zależności od rodzaju barwnika, jednak jest obarczone dość dużym błędem względnym, wynoszącym ± 2-25% [22].
W metodzie spektrofotometrycznej oznaczenia stężenia PDDA w roztworach wodnych ozna-3 czano za pomocą Fioletu Pirokatechinowego, używając roztworu barwnika o stężeniu 1-10' M oraz 3 roztworu polimeru o stężeniu 25 mg/dm3. Żądane pH ustalano przy pomocy konwencjonalnych buforów lub 2 M roztworu HCl. Pomiary absorbancji wykonano w temperaturze 20-22°C, w zakresie długości fali 380-650 nm, stosując kuwety o długości drogi optycznej 30 mm i tzw. ślepą próbę jako odnośnik.
Stwierdzono, że wynik oznaczenia w dużym stopniu zależy od wyboru analitycznej długości fali, odczynu układu pomiarowego i stosunku stężeń polimeru i barwnika. Układ jest także wrażliwy na obecność dodatkowych mieszających się z wodą rozpuszczalników polarnych (aceton, etanol) oraz obcych elektrolitów. Ustalono, że optymalne warunki oznaczenia to: długość fali 590 nm, zakres pH od
9,5 do 10,5 oraz stężenie barwnika 4-10-5 M. Metoda pozwala na oznaczanie stężeń PDDA w zakresie od 0,10 do 1,00 mg/dm3. Czułość metody jest równa 0,1 mg/dm3, a bezwzględna wartość błędu wynosi od 6,2% dla roztworów o dużych stężeniach polimeru do 17,5% dla roztworów o stężeniach małych.
Z wymienionych wyżej powodów poszukiwanie czułej i niezawodnej metody analizy PDDA pozostaje wciąż aktualnym zadaniem. W niniejszym wniosku opisano możliwość zastosowania barwnika Czerń amidowa 10B (rys. 2), do ilościowego oznaczania stężeń PDDA w roztworach wodnych. Proponowany odczynnik należy do barwników diazowych rozpuszczalnych w wodzie. Znajduje zarówno zastosowania technologiczne (barwienie szerokiej gamy materiałów syntetycznych oraz włókien naturalnych), jak i analityczne (w badaniach biochemicznych do barwienia białek [23, 24], w badaniach kryminalistycznych do wykrywania śladów krwi [25] itp.).
Istota sposobu według wynalazku, spektrofotometrycznego oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych polega na zastosowaniu barwnika czerń amidowa 10B (nazwa według lUPAC: 4-amino-5-hydroxy-3-[(4-nitrophenyl)azo]-6-(phenylazo)-2,7-Naphthalene disulfonic acid, disodium salt; C22H14N6Na2O9S2, C.I. 20470, CAS 1064-48-8, M=616.49 g/mol) do spektrofotomerycznego oznaczania stężeń poIi(chlorku dallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych. Barwnik tworzy z PDDA kompleksy, w wyniku czego ze wzrostem stężenia polimeru w roztworze stężenie Czerni amidowej maleje. Podstawę oznaczenia stanowi pomiar absorbancji układu złożonego z określonej ilości Czerni amidowej 10B oraz próbki analitu zawierającego PDDA.
Sposób według wynalazku do wodnego roztworu poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) dodaje się wodny roztwór barwnika Czerń amidowa 10B w ilości 5 części objętościowych na 1 część objętościową analitu, następnie miesza i odstawia na 24 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie mierzy absorbancję roztworów. Korzystnie absorbancję mierzy się względem wody destylowanej, w tych samych probówkach, w których przygotowano próbki, przy długości fali 620 nm, a wartość absorbancji roztworu zmniejsza się poprzez zwiększenie stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w próbce. Korzystnie absorbancja w zależności od stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego), pełni rolę krzywej kalibracyjnej i ma przebieg prostoliniowy gdy stosunek molowy polimeru i barwnika wynosi od 0,1-1,3.
Roztwory wzorcowe do wyznaczenia krzywej kalibracyjnej, jak również próbki do badań, przy3 gotowuje się w następujący sposób - do zakręcanej probówki o średnicy 16 mm wprowadza się 5 cm3 3 wodnego roztworu barwnika o stężeniu 30 μΜ oraz 1 cm badanego roztworu. Dopuszczalne stężenia polimeru w roztworze mieści się w zakresie 20-200 μΜ meru. Po wymieszaniu probówkę odstawia się na 24 godziny w celu umożliwienia wytrącenia i sedymentacji osadu, a następnie umieszcza w komorze spektrofotometru i dokonuje pomiaru absorbancji przy długości fali 620 nm.
Jeżeli pH analitu jest niższe od 5 lub wyższe od 8 należy je wyregulować za pomocą bufora fosforanowego. W oznaczeniu przeszkadzają sole metali jedno- i wielowartościowych, jeżeli ich stężenia przekraczają odpowiednio 1 oraz 0,2 M, a także surfaktanty niejonowe, kationowe i anionowe, jeżeli ich stężenia przekraczają odpowiednio 0,48, 0,06 oraz 0,04 mM. W zakresie dopuszczalnych stężeń substancji przeszkadzających krzywa kalibracyjna powinna być wyznaczona w obecności takich ilości tych substancji, jakie stwierdzono w roztworze analitu.
Sposób według wynalazku pozwala na dokonanie oznaczenia przy pomocy nieskomplikowanego przyrządu pomiarowego (spektrofotometry Vis są zaliczane do podstawowego wyposażenia każdego laboratorium). Sposób może być stosowany w dość szerokim zakresie pH analitu (tj. od 5 do 8). W razie konieczności buforowania analitu można użyć buforu fosforanowego, który jest odczynnikiem standardowym i łatwo dostępnym. Sposób cechuje się niskim stopniem komplikacji (wymaga użycia tylko jednego odczynnika - czerni amidowej 10B, a przygotowanie próbki oraz pomiar odbywają się
PL 220 219 B1 w tym samym naczyniu). Sposób cechuje się wysoką czułością (umożliwia oznaczanie stężeń w zakresie od 20 do 200 μΜ meru PDDA).
Fig. 1. Wzór strukturalny poli(chlorku diallilodimetyloamonowego), (C8H16NCl)n
Fig. 2. Wzór strukturalny barwnika Czerń amidowa 10B, C22H14N6Na2O9S2
P r z y k ł a d r e a l i z a c j i w y n a l a z k u
Wodne roztwory PDDA o żądanych stężeniach otrzymano przez rozcieńczenie handlowego poli(chlorkudiallilodimetyloamonowego) (M = 161,5 g/mol, C = 20%, d = 1,04 g/cm3) wodą destylowaną. Roztwór barwnika o stężeniu 30 μM otrzymano przez rozpuszczenie naważki Czerni amidowej 10B (M = 616.49 g/mol) w wodzie destylowanej.
Próbki do badań przygotowywano w następujący sposób: do zakręcanej probówki o średnicy mm wprowadzano 5 cm3 wodnego roztworu barwnika oraz 1 cm3 badanego roztworu (zawierającego PDDA oraz ewentualnie substancje przeszkadzające). Po wymieszaniu składników układu probówkę odstawiano do statywu na 24 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie dokonywano pomiaru absorbancji wobec wody destylowanej przy długości fali 620 nm, używając spektrofotometru Spectroquant Pharo 300 (Merck).
Względny błąd oznaczenia (δ, %) obliczano ze wzoru:
δ = (Co-Cexp)*100/CO gdzie:
C0, μΜ meru - rzeczywiste stężenie PDDA w roztworze analitu, Cexp, μΜ meru - stężenie PDDA wyznaczone doświadczalnie.
P r z y k ł a d 1
T a b e l a 1
Wyniki oznaczenia stężenia PDDA w roztworach niezawierających substancji przeszkadzających
Cq, μ Cexp, μ δ, %
-0,4
-0,8
-0,0
T a b e l a 2
Wyniki oznaczenia stężenia PDDA w środowisku bufora fosforanowego o różnych odczynach pH
C0, μ pH=5 pH=6 pH=7 pH=8
Cexp, μ δ, % Cexp, μ δ, % Cexp, μ δ, % Cexp, μ δ, %
P r z y k ł a d 3
T a b e l a 3
Wyniki oznaczenia stężenia PDDA w roztworach zawierających sole metali
C0, μ 0,5 M NaCl 0,25 M AlCia
Cexp, μ δ, % Cexp, μ δ, %
2,7 14,1
-4,9 -7,6
-0,8 -0,1
PL 220 219 B1
P r z y k ł a d 4
T a b e l a 4
Wyniki oznaczenia stężenia PDDA w roztworach zawierających surfaktanty
Cq, μ 0,05 mM Rokanol T18 0,03 mM Hyamine* 0,04 M ABSNa***
Cexp, μ δ, % Cexp, μ δ, % Cexp, μ δ, %
* eter polioksyetylenoglikolowy nasyconego alkoholu tłuszczowego (niejonowy) ** chlorek benzotioniowy (kationowy) *** sól sodowa kwasu alkilo(C10-C13)benzenosulfonowego (amonowy)

Claims (4)

1. Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych metodą spektrofotometryczną, znamienny tym, że do wodnego roztworu poIi(chlorku diallilodimetyloamonowego) dodaje się wodny roztwór barwnika Czerń amidowa 10B w ilości 5 części objętościowych na 1 część objętościową analitu, następnie miesza i odstawia na 24 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie mierzy absorbancję roztworów.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że absorbancję mierzy się względem wody destylowanej, w tych samych probówkach, w których przygotowano próbki, przy długości fali 620 nm.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wartość absorbancji roztworu zmniejsza się poprzez zwiększenie stężenia poli(chIorku diallilodimetyloamonowego) w próbce.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że absorbancja w zależności od stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego), pełni rolę krzywej kalibracyjnej i ma przebieg prostoliniowy, gdy stosunek molowy polimeru i barwnika wynosi 0,1-1,3.
PL400877A 2012-09-24 2012-09-24 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych PL220219B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL400877A PL220219B1 (pl) 2012-09-24 2012-09-24 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL400877A PL220219B1 (pl) 2012-09-24 2012-09-24 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL400877A1 PL400877A1 (pl) 2014-03-31
PL220219B1 true PL220219B1 (pl) 2015-09-30

Family

ID=50350270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL400877A PL220219B1 (pl) 2012-09-24 2012-09-24 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL220219B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL400877A1 (pl) 2014-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105223143B (zh) 一种测定油田污水中压裂液含量的方法
CN105973824A (zh) 一种废水中重金属的检测方法
Maldonado et al. A multiparameter colloidal titrations for the determination of cationic polyelectrolytes
PL220219B1 (pl) Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych
Guinovart et al. Sulphate-selective optical microsensors: overcoming the hydration energy penalty
Masadome Determination of cationic polyelectrolytes using a photometric titration with crystal violet as a color indicator
US9599566B2 (en) Method for measuring polymer concentration in water systems
CN110907586A (zh) 一种测定水中亚硫酸根含量的方法
CN114280221B (zh) 一种磷含量的检测方法
CN113884459B (zh) 一种海水中硝酸盐含量的直接测定方法及应用
RU2605965C1 (ru) Способ твердофазной экстракции красителя толуидинового синего
Asaoka et al. A membrane extraction method for trace level phosphate analysis
Li et al. The determination of phosphate in seawater by reverse flow injection spectrophotometry.
CN114460064B (zh) 一种钻井液用氯化钾纯度快速检测方法
EA047272B1 (ru) Способы титрования для выявления поливинилсульфоната (pvs) в буферах
RU2617347C2 (ru) Способ одновременной оценки потенциала доннана в восьми электромембранных системах
Baka Development and examination of solubility measurement methods for drug solubility determination
PL234346B1 (pl) Sposób ilościowego oznaczania polimerów anionowych w roztworach wodnych
TH2101002767A (th) ดีเอ็นเอแอปตาเมอร์โครงสร้างหลายลูปแบบเส้นและแบบกิ่งที่จำเพาะต่อพาราควอท และกรรมวิธีตรวจวัดพาราควอทด้วยดีเอ็นเอแอปตาเมอร์ดังกล่าว
Ibanez et al. Alkalinity and Buffering Capacity of Water: Reference Chapters: 6, 8
PL237752B1 (pl) Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych o średnich i dużych stężeniach
RU2155331C1 (ru) Способ амперометрического контроля процесса нейтрализации хрома (6+)
RU2619442C1 (ru) Способ определения роданида
PL223704B1 (pl) Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych
Kumar et al. Solutions, pH, and Buffers