RU2091766C1

RU2091766C1 - Method of determining concentration of phenol and its fluorescent derivatives in aqueous media

Info

Publication number: RU2091766C1
Application number: RU94032094/25A
Authority: RU
Inventors: А.А. Крашенинников; А.А. Строганов; А.Ю. Тихомиров
Original assignee: Крашенинников Анатолий Александрович
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU94032094A

Abstract

FIELD: analytical methods. SUBSTANCE: aqueous medium sample is extracted with organic solvent or a mixture of organic solvents. Organic extract is then reextracted by distilled water with suitable pH control, whereupon fluorescence intensity in aqueous extract is measured and concentration of phenol compound is found from calibration scale. EFFECT: simplified procedure. 3 cl

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности, количественного определения фенола и его флуоресцирующих производных (алкил, амино, галоген, гидрокси, дианофенолов и др.) и может быть использовано для контроля содержания фенолов в водных средах как в технологических процессах, так и природоохранной деятельности. The invention relates to the field of analytical chemistry, in particular, the quantitative determination of phenol and its fluorescent derivatives (alkyl, amino, halogen, hydroxy, dianophenols, etc.) and can be used to control the content of phenols in aqueous media both in technological processes and environmental activities.

Фенол и его производные являются наиболее распространенными загрязнителями и обладают сильным токсическим действием и низкими предельно допустимыми концентрациями (ПДК), в водных средах ПДК фенола равен 0,001 мг/л. Phenol and its derivatives are the most common pollutants and have a strong toxic effect and low maximum permissible concentrations (MPC); in aqueous media, phenol MPC is 0.001 mg / l.

Известны способы количественного определения фенола, основанные на фотометрировании окрашенного соединения фенола и его производных [1]
К недостаткам фотометрических способов следует отнести значительное концентрирование пробы для достижения уровня ПДК.Known methods for the quantitative determination of phenol based on the photometry of a colored phenol compound and its derivatives [1]
The disadvantages of photometric methods include significant concentration of the sample to achieve the maximum permissible concentration.

Люминесцентные методы, как правило, позволяют достичь значительно более низких, по сравнению с фотометрическими, пределов обнаружения. Luminescent methods, as a rule, make it possible to achieve significantly lower detection limits compared to photometric ones.

Наиболее близким по схеме анализа и инструментальному методу регистрации к предлагаемому изобретению является способ количественного определения фенола [2] который развивает оптимальную схему анализа, согласно которой проба обрабатывается с помощью смеси органических растворителей и измеряется интенсивность флуоресценции пробы, которая при использовании градуировочного графика позволяет определить концентрацию фенола. Closest to the analysis scheme and instrumental registration method to the proposed invention is a method for the quantitative determination of phenol [2] which develops an optimal analysis scheme, according to which the sample is processed using a mixture of organic solvents and the fluorescence intensity of the sample is measured, which, using a calibration curve, allows to determine the phenol concentration .

Однако достигнутая чувствительность позволяет определить концентрацию фенола в пробе 0,04 мг/л, что в 40 раз выше ПДК фенола. Достижение более низких определенных концентраций затруднено из-за нагревания пробы при обработке органическими растворителями, что связано с легкостью окисления фенола особенно при малых его концентрациях (менее 0,01 мг/л). However, the achieved sensitivity allows us to determine the phenol concentration in the sample of 0.04 mg / l, which is 40 times higher than the MAC of phenol. Achieving lower specific concentrations is difficult due to the heating of the sample during processing with organic solvents, which is associated with the ease of oxidation of phenol, especially at low concentrations (less than 0.01 mg / l).

Целью изобретения является повышение чувствительности способа определения и понижение порога обнаружения фенола и его флуоресцирующих производных. The aim of the invention is to increase the sensitivity of the determination method and lower the detection threshold of phenol and its fluorescent derivatives.

Поставленная цель достигается тем, что при обработке пробы органическим растворителем или смесью органических растворителей проводят экстракцию из пробы, затем проводят реэкстракцию в дистиллированную воду при соответствующем контроле pH водной среды, после чего измеряют интенсивность флуоресценции и определяют по градуировочному графику его концентрацию, причем в качестве органического растворителя используют, например, диэтиловый эфир или эфиры уксусной кислоты. This goal is achieved by the fact that when processing the sample with an organic solvent or a mixture of organic solvents, extraction is carried out from the sample, then it is reextracted into distilled water with an appropriate control of the pH of the aqueous medium, after which the fluorescence intensity is measured and its concentration is determined from the calibration curve, moreover, as organic the solvent is used, for example, diethyl ether or acetic acid esters.

Совокупность условий двухступенчатая экстракция, контроль pH водной среды, рекомендуемый спектральный диапазон при измерении интенсивности флуоресценции позволяет достичь поставленную цель и обеспечить селективность предложенного способа по отношению к таким широкораспространенным мешающим компонентам, как нефтепродукты, белковые вещества, ионы тяжелых металлов. The combination of conditions two-stage extraction, control of the pH of the aqueous medium, the recommended spectral range when measuring the fluorescence intensity allows us to achieve the goal and to ensure the selectivity of the proposed method in relation to such widespread interfering components as oil products, protein substances, heavy metal ions.

Предлагаемый способ определения концентрации фенола и его флуоресцирующих производных в водных средах содержит следующие стадии:
1) Экстракция определяемого компонента органическим растворителем, обладающим селективностью по отношению к определяемому компоненту.The proposed method for determining the concentration of phenol and its fluorescent derivatives in aqueous media contains the following stages:
1) Extraction of the determined component by an organic solvent having selectivity with respect to the determined component.

2) Реэкстракция определяемого компонента в дистиллированную воду. 2) Reextraction of the detected component in distilled water.

3) Измерение интенсивности флуоресценции определяемого компонента и по градуировочному графику определение его концентрации. 3) Measurement of the fluorescence intensity of the determined component and the determination of its concentration according to the calibration schedule.

На первой стадии в качестве растворителей-экстрагентов используется, например, диэтиловый эфир, метил-, этил-, пропил-, изопропил-, н-бутилацетат. Можно использовать также смеси органических растворителей, позволяющие уменьшить или устранить недостатки индивидуальных растворителей, например, смеси указанных экстрагентов с эфирами фосфорной кислоты (трибутилфосфат). Причем основным компонентом смесей (более 2/3 по объему), как привило, являются указанные эфиры. In the first stage, as solvent extractants, for example, diethyl ether, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl acetate are used. Mixtures of organic solvents can also be used to reduce or eliminate the disadvantages of individual solvents, for example, mixtures of these extractants with phosphoric acid esters (tributyl phosphate). Moreover, the main component of the mixtures (more than 2/3 by volume), as a rule, are these esters.

Фенол и его производные экстрагируются в молекулярной форме при pH пробы меньше или равным 8, что определяется величиной рКа. Phenol and its derivatives are extracted in molecular form at a sample pH of less than or equal to 8, which is determined by the pKa value.

Вторая стадия реэкстракции в дистиллированную воду производится в условиях, когда фенол и его производные будут находиться в водной фазе в ионной форме (анионы) при pH водной фазы более 10. The second stage of reextraction into distilled water is performed under conditions when phenol and its derivatives will be in the aqueous phase in ionic form (anions) at a pH of the aqueous phase of more than 10.

Измерение интенсивности флуоресценции фенола и его производных производится при pH среды, обеспечивающей их нахождение в молекулярной форме (pH≅8). The fluorescence intensity of phenol and its derivatives is measured at a pH of the medium that ensures their presence in molecular form (pH-8).

Рекомендуемым спектральным диапазоном интенсивности флуоресценции фенола и его производных в случае белковых соединений является диапазон короче 340 нм. The recommended spectral range of the fluorescence intensity of phenol and its derivatives in the case of protein compounds is a range shorter than 340 nm.

Пример (определение фенола на анализаторе "Флюорат"). Example (determination of phenol on the analyzer "Fluorate").

Точную навеску фенола (0,1-0,001 г) вносят в мерную колбу емкостью 100 мл и растворяют в дистиллированной воде, объем раствора доводят до метки (раствор А). 1 мл раствора А вносят в мерную колбу емкостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой (раствор Б). К 10 мл раствора Б добавляют соляной кислоты до pH 2 и 10 мл диэтилового эфира (или Н-бутилацетата) проводят экстракцию. Из верхнего органического слоя отделяют 5 мл и помещают экстракт в делительную воронку, затем в воронку добавляют пипеткой 5 мл раствора гидроксида натрия (0,05). Проводят реэкстракцию и реэкстракт подкисляют соляной кислотой до pH 7. В полученном реэкстракте проводят измерение интенсивности флуоресценции λ_возб.= 280 нм, λ_{регистр.}= 310 нм Концентрация вещества определяется по градуировочному графику.An exact portion of phenol (0.1-0.001 g) was added to a 100 ml volumetric flask and dissolved in distilled water, the volume of the solution was adjusted to the mark (solution A). 1 ml of solution A is added to a 100 ml volumetric flask and adjusted to the mark with distilled water (solution B). Hydrochloric acid was added to 10 ml of solution B to pH 2, and 10 ml of extraction was carried out with 10 ml of diethyl ether (or N-butyl acetate). 5 ml is separated from the upper organic layer and the extract is placed in a separatory funnel, then 5 ml of sodium hydroxide solution (0.05) are added to the funnel with a pipette. Reextraction is carried out and the reextract is acidified with hydrochloric acid to pH 7. In the obtained reextract, the fluorescence intensity λ _{exc is measured.} = 280 nm, λ _register. = 310 nm The concentration of the substance is determined by the calibration curve.

Использование предлагаемого способа позволяет достичь предела обнаружения по фенолу 0,0002 мг/л при коэффициенте концентрирования, равном единице. (Для предотвращения влияния окисления фенола растворенным в воде кислородом при определении концентраций менее 5 мкг/л используются обескислороженные растворители). Using the proposed method allows to reach the detection limit for phenol of 0.0002 mg / l with a concentration coefficient equal to unity. (To prevent the effects of phenol oxidation with oxygen dissolved in water, oxygen-free solvents are used to determine concentrations below 5 μg / L).

Claims

1. A method for determining the concentration of phenol and its fluorescent derivatives in aqueous media, namely, that the sample is treated with an organic solvent or a mixture of organic solvents, after processing, the fluorescence intensity is measured and its concentration is determined from the calibration curve, characterized in that when the sample is processed with an organic solvent carry out extraction from the sample at pH ≅ 8, then carry out re-extraction into distilled water at pH ≥ 10.

2. The method according to claim 1, characterized in that the measurement of fluorescence intensity is carried out at pH ≅ 8 and in the spectral range shorter than 340 nm.

3. The method according to claim 1, characterized in that diethyl ether or acetic acid esters, as well as mixtures containing them as a main component, are used as an organic solvent.