PL236990B1 - Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych - Google Patents

Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych Download PDF

Info

Publication number
PL236990B1
PL236990B1 PL417169A PL41716916A PL236990B1 PL 236990 B1 PL236990 B1 PL 236990B1 PL 417169 A PL417169 A PL 417169A PL 41716916 A PL41716916 A PL 41716916A PL 236990 B1 PL236990 B1 PL 236990B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
poly
concentration
titration
diallyldimethylammonium chloride
pdda
Prior art date
Application number
PL417169A
Other languages
English (en)
Other versions
PL417169A1 (pl
Inventor
Dorota Ziółkowska
Maria Kozak
Alexander Shyichuk
Original Assignee
Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich 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 Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich W Bydgoszczy filed Critical Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich W Bydgoszczy
Priority to PL417169A priority Critical patent/PL236990B1/pl
Publication of PL417169A1 publication Critical patent/PL417169A1/pl
Publication of PL236990B1 publication Critical patent/PL236990B1/pl

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób spektrofotometrycznego oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, cechujący się dużą czułością. Ilościowe oznaczanie stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) wykorzystuje się w kontroli procesów uzdatniania wody oraz oczyszczania ścieków. Do spektrofotomerycznego oznaczania stężeń poli(chlorku dallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych stosuje się wodny roztwór barwnika - czerni eriochromowej T. Porcję analitu o znanej objętości miareczkuje się roztworem barwnika w temperaturze pokojowej, rejestrując w sposób ciągły absorbancję mieszaniny roztworów przy długości fali z zakresu od 530 do 550 nm. Punkt końcowy miareczkowania odczytuje się z krzywej miareczkowania na podstawie położenia miejsca skokowego obniżenia absorbancji, a stężenie PDDA oblicza się z krzywej kalibracyjnej. Zachowanie proponowanych warunków pomiaru umożliwia oznaczenie stężeń PDDA w zakresie od 0,01 mmol meru / dm3 wzwyż. Metoda może być stosowana w roztworach o niskiej i średniej kwasowości (odczyn pH od 3 do 6,5) bez dodatkowej korekcji odczynu.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób spektrofotometrycznego oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, cechujący się dużą czułością. Ilościowe oznaczanie stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) wykorzystuje się w kontroli procesów uzdatniania wody oraz oczyszczania ścieków.
Kationowe polimery wodorozpuszczalne najczęściej są 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 oraz stabilizatory zawiesin [3-5].
Jednym z powszechnie wykorzystywanych polielektrolitów kationowych jest poli(chlorek diallilodimetyloamonowy), w skrócie PDDA lub PDADMAC wzór 1. Ustalenie optymalnych dawek PDDA w większości procesów technologicznych 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 [6]. Wśród nich znajdują się metody spektrofotometryczne, wykorzystujące zdolność PDDA do tworzenia połączeń z anionowymi barwnikami trifenylometanowymi [7]. Czułość takiego oznaczenia jest zadowalająca (0,050,3 mg/dm3 w zależności od rodzaju barwnika), jednak błąd względny przyjmuje dość duże wartości (± 2-25%).
Oznaczenia spektrofotometryczne realizuje się różnymi technikami. Jedna z nich polega na przygotowaniu mieszaniny polimer-barwnik w kolbce miarowej, a następnie wykonanie standardowego pomiaru spektrofotometrycznego [8, 9]. Uproszczenie tej metody, tj. zmniejszenie ilości operacji podczas oznaczenia, polega na przygotowaniu mieszaniny polimer-barwnik w probówce, w której następnie przeprowadza się pomiar absorbancji [6]. Niestety w większości tych procedur ograniczeniem są dość wąskie dopuszczalne zakresy pH lub siły jonowej analitu [6, 8, 10].
Inna technika zakłada miareczkowaniu próbki analitu roztworem barwnika [10, 11]. Miareczkowanie jest dość pracochłonne, jednak podlega automatyzacji, a także zapewnia dużą czułość oznaczenia.
Przykład 1 [10]
Próbkę analitu o pH równym 7 miareczkuje się spektrofotometrycznie wodnym roztworem barwnika Coomassie Brilliant Blue przy długości fali z zakresu 575-588 nm. Barwnik dozuje się z częstotliwością 1/min., porcjami o objętości 6-60 μL. Miareczkowanie prowadzi się do momentu wystąpienia skokowej zmiany absorbancji, a wynik oblicza się na podstawie prostego równania. Zakres oznaczenia wynosi 1,5-60 μmoli meru / dm3. Błąd oznaczenia sięga -13%.
Przykład 2 [11]
Porcję analitu o znanej objętości miareczkuje się barwnikiem Czerń Amidowa 10B w temperaturze pokojowej, stosując intensywne mieszanie oraz rejestrując w sposób ciągły absorbancję mieszaniny roztworów przy długości fali 600-650. Punkt końcowy miareczkowania odczytuje się z krzywej miareczkowania na podstawie położenia miejsca obniżenia absorbancji, a stężenie PDDA oblicza się z prostej zależności analitycznej.
Metoda dopuszcza zasolenie próbki równoważne 1% NaCl. Zachowanie proponowanych warunków pomiaru umożliwia oznaczenie stężeń PDDA w zakresie od 0,01 mM wzwyż. Błąd oznaczenia sięga -16%.
W rozwiązaniu według wynalazku proponuje się procedurę oznaczania PDDA w roztworach o stężeniu powyżej 0,01 mM, wykorzystującą technikę miareczkowania spektrofotometrycznego, umożliwiającą wykonanie analizy w szerokim zakresie pH oraz zapewniającą większą dokładność, niż metoda opisana w przykładzie 2.
Istotą wynalazku jest zastosowanie barwnika czerń eriochromowa T (CET), C.I. 14645, identyfikowanego numerem CAS:1787-61-7, o wzorze sumarycznym C20H12N3O?SNa i strukturze pokazanej na wzorze 1 oraz masie molowej M = 461,38 g/mol, do spektrofotometrycznego oznaczania stężeń
PL 236 990 B1 poli(chlorku dallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych. Podstawę oznaczenia stanowi miareczkowanie próbki analitu zawierającego PDDA roztworem CET o określonym stężeniu z jednoczesnym pomiarem absorbancji układu przy długości fali z zakresu od 530 do 550 nm. Punkt końcowy miareczkowania wyznacza się poprzez określenie położenia punktu skokowego obniżenia absorbancji na wykresie zależności A = f(Vbarwnika). Stężenie analitu wylicza się z krzywej kalibracyjnej uzyskanej na podstawie miareczkowania serii wzorcowych roztworów PDDA. Krzywa kalibracyjna ma postać zależności Cpdda = f(VpK), gdzie Vpk oznacza objętość CET w punkcie końcowym miareczkowania.
Sposób charakteryzuje się dobrą powtarzalnością i dokładnością. Czułość metody wynosi 0,01 mmol meru / dm3. Dla uzyskania dobrej dokładności oraz powtarzalności niezbędne jest zachowanie odczynu w zakresie pH 3 - 6,5 oraz zasolenia poniżej 550 mg/L, a także zaleca się sporządzenie krzywej kalibracyjnej dla wartości pH i zasolenia takich, jak badanych próbek.
Sposób według wynalazku charakteryzuje się • dużą czułością oraz stosunkowo szerokim zakresem pomiarowym (umożliwia oznaczanie stężeń PDDA od 0,01 mmol meru / dm3 wzwyż).
• niskim stopniem komplikacji (wymaga użycia tylko jednego odczynnika - czerni eriochromowej T oraz ewentualnie buforu).
• może być stosowany w roztworach słabo kwaśnych (3 < pH < 6,5) bez dodatkowej korekcji odczynu pH.
Przykład realizacji wynalazku
Wodne roztwory PDDA o żądanych stężeniach otrzymano przez rozcieńczenie handlowego poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) (M = 161,5 g/mol, C = 20%, d = 1,04 g/cm3) wodą destylowaną. Odczyn próbek wyrażał się wartością pH = 6,5. Roztwór barwnika o stężeniu 0,1 mmol/dm3 otrzymano przez rozpuszczenie naważki czerni eriochromowej T w wodzie destylowanej.
Oznaczenia wykonano w następujący sposób:
Do kuwety pomiarowej o drodze optycznej 20 mm oraz objętości 30 cm3 zaopatrzonej w mieszadło magnetyczne wprowadzano 15 cm3 badanego roztworu PDDA. Kuwetę umieszczano w przystawce Ti spektrofotometru Spekol 10. Próbkę miareczkowano roztworem czerni eriochromowej T przy długości fali 535 nm, używając powtarzalnego dozownika Ripette i stosując delikatne mieszanie. Barwnik dozowano porcjami o objętości 100-200 gL co 60-180 s (zależnie od szybkości ustalania się wskazania spektrofotometru).
Z krzywej miareczkowania (A = f(Vbarwnika)) odczytywano położenie punktu końcowego, a następnie wyliczano stężenie PDDA na podstawie linii kalibracyjnej: C = 6·10-6·Α + 4·10-4. Linia kalibracyjna została wyznaczona wg wyżej opisanej procedury, w oparciu o 7 wzorcowych roztworów PDDA o stężeniach od 0,01 do 0,05 mM, z dokładnością R2 = 0,9916.
Względny błąd oznaczenia (δ,%) obliczano ze wzoru:
δ = (Co - Cexp)-100/Co gdzie:
Co, mM - rzeczywiste stężenie PDDA w roztworze analitu, Cexp, mM - stężenie PDDA wyznaczone doświadczalnie.
Przykładowe krzywe miareczkowania roztworów PDDA o podanych stężeniach roztworem barwnika CET oraz sposób wyznaczania punktu końcowego miareczkowania.
Odczytane z krzywych wartości punktu końcowego miareczkowania (Vpk), a także obliczone wartości stężenia polimeru (Cexp) i błędu względnego oznaczenia (δ) dla wybranych wartości stężenia PDDA (Co) zestawiono poniżej w tabeli.
PL 236 990 Β1
Wyniki oznaczenia stężeń roztworów PDDA za pomocą standardowego roztworu barwnika CET przedstawiono w poniższej tabeli.
Co, mmol meru / dm3 Vpk, pL Cexp, nunol meru / dm3 δ, %
0,015 2500 0,0154 -2,7
0,020 3000 0,0184 8,0
0,035 5600 0,0340 2,9
0,040 6800 0,0412 -3,0
0,050 7600 0,0460 8,0
LITERATURA
[1] Hou Sijian, Ha Runhua, The Electrochemical Analysis of Cationic WaterSoluble Polymer, Eur. Polym. J„ VoL 34, No. 2, 283-286, 1998
[2] Sang-Kyu Kam, John Gregory, The Interaction Of Humic Substances with Cationic Polyelectrolytes, Wat. Res., VoL 35, No. 15, 3557-3566, 2001
[3] Chalothorn Soponvuttikul, John F. Scamehorn and Chintana Saiwan, Aqueous Dispersion Behavior of Barium Chromate Crystals: Effect of Cationic Polyelectrolyte, Langmuir, 19, 4402-4410, 2003
[4] lonel Popa, Brian P. Cahill, Plinio Maroni, Georg Papastavrou, Michał Borkovec, Thin adsorbed films of a strong cationic polyelectrolyte on silica substrates, Journal of Colloid and Interface Science, 309 28-35, 2007
[5] Yu-Jen Shin, Chia-Chi Su, Yun-Hwei Shen, Dispersion of aqueous nano-sized alumina suspensions using cationic polyelectrolyte, Materials Research Bulletin, 41, 1964-1971,2006
[6] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, M. Sajna, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.400877, nr prawa wyłącznego 220219
[7] T. V. Antonova, V. I. Vershinin, Yu. M. Dedkov, Use of Triphenylmethane Dyes forthe Spectrophotometric, Determination of Polymer Flocculants in Aqueous Solutions, Journal of Analytical Chemistry, VoL 60, No. 3, 247-251,2005
[8] D. Ziółkowska, I. Szeflińska, A. Shyichuk, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.406860
[9] K. Żelazko, D. Ziółkowska, A. Shyichuk, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.397682, pat PL 217871
[10] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, J. Lamkiewicz, Sposób oznaczania śladowych ilości poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.407434
[11] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.406649

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób oznaczania stężeń poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, znamienny tym, że roztwór poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) miareczkuje się wodnym roztworem barwnika czerń eriochromowa T z ciągłą rejestracją absorbancji roztworu przy długości fali z zakresu 530-550 nm, przy czym miareczkowanie prowadzi się w odczynie pH 3-6,5, przy zasoleniu < 550 mg/L, przy mieszaniu, zaś sygnałem analitycznym jest objętość titranta, przy której następuje skokowe zmniejszenie absorbancji mieszaniny roztworów.
  2. 2. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie czerni eriochromowej T dobiera się tak, aby absorbancja mieszaniny barwnik-polimer w punkcie równoważnikowym miareczkowania mieściła się w zakresie pomiarowym stosowanego spektrofotometru.
  3. 3. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) odczytuje się z krzywej kalibracyjnej wyznaczonej na podstawie miareczkowania wzorcowych roztworów PDDA, prowadzonego w warunkach analogicznych jak dla prób badanych.
  4. 4. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, że stężenie poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w badanej próbce wynosi 0,01-0,05 mmola meru / dm3.
PL417169A 2016-05-12 2016-05-12 Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych PL236990B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL417169A PL236990B1 (pl) 2016-05-12 2016-05-12 Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL417169A PL236990B1 (pl) 2016-05-12 2016-05-12 Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL417169A1 PL417169A1 (pl) 2017-11-20
PL236990B1 true PL236990B1 (pl) 2021-03-08

Family

ID=60324435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL417169A PL236990B1 (pl) 2016-05-12 2016-05-12 Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL236990B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL417169A1 (pl) 2017-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kam et al. Charge determination of synthetic cationic polyelectrolytes by colloid titration
KR101489017B1 (ko) 용수 시스템 중의 중합체 농도의 결정 방법
BR112020020717B1 (pt) Sistema de titulação automatizado, e, método para quantificar uma concentração de analito alvo em uma corrente de amostra
Thevarajah et al. Towards a less biased dissolution of chitosan
Galovic et al. A new sensing material for the potentiometric determination of anionic surfactants in commercial products
Kotrba et al. Measurement of pH in ethanol, distilled water, and their mixtures: on the assessment of pH in ethanol-based natural history wet collections and the detrimental aspects of dilution with distilled water
CN101339139A (zh) 一种测定阴离子型聚丙烯酰胺水解度的方法
ES2946680T3 (es) Determinación óptica de la carga aniónica en una corriente del procedimiento
Andrulionis et al. Laboratory studies of main component composition of hyperhaline lakes
PL236990B1 (pl) Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych
CN106770273A (zh) 氯化银浊度法测定氧化铁粉中氯离子含量的方法
KR101346660B1 (ko) 칼륨이온 농도 검출 방법 및 검출 키트
PL237752B1 (pl) Sposób ilościowego oznaczania poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych o średnich i dużych stężeniach
CN115469054B (zh) 含有amps的部分水解聚丙烯酰胺水解度和阴离子度测试方法
Masadome Determination of cationic polyelectrolytes using a photometric titration with crystal violet as a color indicator
Stejskal et al. Refractive index increments of polyacrylamide and comments on the light scattering from its solutions
CN1325904C (zh) 纸浆悬浮液胶体溶解电荷的光度滴定测量方法
CN106248608A (zh) 一种pae树脂湿强剂有效固含量的紫外光谱检测方法
Gumbi et al. Direct spectrophotometric detection of the endpoint in metachromatic titration of polydiallyldimethylammonium chloride in water
CN103743740B (zh) 蒸汽干度测定方法及装置
Hubbe Selecting and interpreting colloidal charge measurements
ES2969450T3 (es) Método para detectar y controlar la cantidad de especies catiónicas en una corriente de agua
RU2617347C2 (ru) Способ одновременной оценки потенциала доннана в восьми электромембранных системах
Aggeryd et al. Determination of the degree of substitution of sodium carboxymethylcellulose by potentiometric titration and use of the extended henderson-hasselbalch equation and the simplex method for the evaluation
KR102258375B1 (ko) 정밀도가 향상된 수용성 염소이온 측정방법