RU2128331C1

RU2128331C1 - Method of separately determining aniline and phenol in aqueous solutions

Info

Publication number: RU2128331C1
Application number: RU97105481A
Authority: RU
Inventors: Г.М. Смольский; М.И. Чубирко; Н.В. Макаров
Original assignee: Воронежская государственная технологическая академия; Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора Воронежской области
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1999-03-27

Abstract

FIELD: analytical methods. SUBSTANCE: method is applicable in analysis of treated waste waters in aniline-dye industry and other aniline- and phenol-containing waste waters. Method consists in, first, extraction of aniline with methyl acetate from potassium fluoride-saturated aqueous solution at pH 11-12 followed by extraction of phenol at pH 2-3, whereupon the two compounds are photometrically determined in reextracts: aniline from its reaction with chloramine T and phenol from its reaction with 4-aminoantipyrin. EFFECT: reduced selectivity and accuracy of determination. 3 tbl

Description

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (разделение и анализ) и может быть использовано при анализе очищенных сточных вод предприятий, например, анилинокрасочной и коксохимической промышленностей, взрывчатых веществ, пестицидов, пластмасс и других предприятий, содержащих анилин и фенол. The invention relates to the analytical chemistry of organic compounds (separation and analysis) and can be used in the analysis of treated wastewater from enterprises, for example, aniline-paint and coke-chemical industries, explosives, pesticides, plastics and other enterprises containing aniline and phenol.

Известен способ фотометрического определения фенола, основанный на образовании окрашенных n-хиноидных соединений с серной кислотой и формальдегидом (И.М. Коренман. Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. Изд.: Химия, 1970. с 183-184). Недостаток способа - неприменимость реагента для фотометрического определения анилина. A known method for the photometric determination of phenol, based on the formation of colored n-quinoid compounds with sulfuric acid and formaldehyde (IM Korenman. Photometric analysis. Methods for the determination of organic compounds. Publishing house: Chemistry, 1970. from 183-184). The disadvantage of this method is the inapplicability of the reagent for the photometric determination of aniline.

Известен способ фотометрического определения анилина, включающий его взаимодействие с фенолом и образование интенсивно окрашенных соединений (Коренман И. М. , Паничев П.А. Ученые записки Горьковского государственного университета. 1953. Т 24. С. 119-123). Недостатком способа является невозможность определения фенола. A known method for the photometric determination of aniline, including its interaction with phenol and the formation of intensely colored compounds (Korenman IM, Panichev PA, Scientific notes of Gorky State University. 1953. T 24. S. 119-123). The disadvantage of this method is the inability to determine phenol.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ фотометрического определения анилина по реакции с хлорамином Т (Коренман И.М., Паничев П.А Учен. зап. Горьков гос. ун-та. - 1962. - Т. 23. - с. 107). Однако и здесь раздельное определение анилина и фенола при их совместном присутствии невозможно из-за неприменимости реагента для фотометрического определения фенола. Closest to the claimed method according to its technical essence is a method for the photometric determination of aniline by reaction with chloramine T (Korenman I.M., Panichev P.A. Academic.Gorky State University. - 1962. - T. 23. - with . 107). However, here, a separate determination of aniline and phenol with their joint presence is impossible due to the inapplicability of the reagent for the photometric determination of phenol.

Задачей изобретения является достижение селективности определения анилина и фенола и снижение пределов их определения в водных растворах. The objective of the invention is to achieve the selectivity of determination of aniline and phenol and lowering the limits of their determination in aqueous solutions.

Поставленная задача достигается тем, что способ раздельного определения анилина и фенола в водных растворах включает экстракцию метилацетатом в присутствии фторида калия, в котором новым является то, что экстракцию проводят при pH 9-11 для извлечения анилина, затем при pH 2-3 для извлечения фенола, а в качестве органического реагента для определения фенола используют 4-аминоантипирин. The problem is achieved in that the method for the separate determination of aniline and phenol in aqueous solutions involves extraction with methyl acetate in the presence of potassium fluoride, in which it is new that the extraction is carried out at pH 9-11 to extract aniline, then at pH 2-3 to extract phenol and 4-aminoantipyrine is used as an organic reagent for the determination of phenol.

На основании проведенных исследований по источникам патентной и научно-технической литературы можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой, позволяет раздельно определять анилин и фенол при их совместном присутствии в водных средах и снизить пределы их определения
Способ раздельного определения анилина и фенола при их совместном присутствии в водных растворах осуществляют следующим образом.Based on the research conducted on the sources of patent and scientific and technical literature, we can conclude that the set of essential features is new, allows you to separately determine aniline and phenol when they are together in aqueous media and reduce the limits of their determination
A method for the separate determination of aniline and phenol with their joint presence in aqueous solutions is as follows.

В анализируемой водной пробе, содержащей анилин и фенол, растворяют фторид калия, затем pH водного раствора доводят до 11-12 и экстрагируют анилин метилацетатом. После расслаивания фаз (4 - 6 мин) экстракт, содержащий анилин, отделяют, к экстракту добавляют 10 см³ дистиллированной воды, подкисленной HCl, и реэкстрагируют анилин раствором HCl в течение 6-8 мин, который определяют по реакции с хлорамином Т. Содержание анилина находят по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам определяемого вещества в органической фазе. Оставшийся водный раствор подкисляют до pH 2-3 и тем же растворителем извлекают фенол. Второй экстракт помещают в делительную воронку и проводят реэкстракцию фенола, который определяют фотометрически по реакции с 4 - аминоантипирином.In the analyzed water sample containing aniline and phenol, potassium fluoride is dissolved, then the pH of the aqueous solution is adjusted to 11-12 and the aniline is extracted with methyl acetate. After phase separation (4–6 min), the aniline-containing extract is separated, 10 cm ^{3 of} distilled water, acidified with HCl are added to the extract, and aniline is reextracted with HCl for 6–8 min, which is determined by reaction with chloramine T. Aniline Content found according to the calibration graph, built on standard solutions of the analyte in the organic phase. The remaining aqueous solution is acidified to pH 2-3 and phenol is recovered with the same solvent. The second extract is placed in a separatory funnel and phenol is back-extracted, which is determined photometrically by reaction with 4-aminoantipyrine.

Примеры осуществления способа. Examples of the method.

По прототипу: к 10 см³ раствора, содержащего 0,1 мг анилина и 0,6 мг фенола, прибавляют 5 см³ 1 н. соляной кислоты и 3 см³ 2%-ного раствора хлорамина Т. Жидкость нагревают 10 мин при 100^oC, охлаждают до комнатной температуры, вводят 7 см³ 1 н. раствора NaOH и воду до объема 50 см³. Оптическую плотность желтого раствора измеряют при 500 нм. Дальнейшее определение фенола не представляется возможным.According to the prototype: to 10 cm ^{3 a} solution containing 0.1 mg of aniline and 0.6 mg of phenol, add 5 cm ³ 1 N. hydrochloric acid and 3 cm ^{3 of a} 2% solution of chloramine T. The liquid is heated for 10 minutes at 100 ^° C, cooled to room temperature, 7 cm ³ 1 N is introduced. NaOH solution and water to a volume of 50 cm ³ . The optical density of the yellow solution was measured at 500 nm. Further determination of phenol is not possible.

Пример 1 по заявляемому способу. Example 1 by the present method.

В делительную воронку помещают 100 см³ анализируемой воды, содержащей анилин и фенол, насыщают (94 г) фторидом калия (присутствие нерастворенной соли нежелательно), подщелачивают 1,5 см³ 5 моль/дм³ раствором NaOH до pH 11-12, вводят 10 см³ метилацетата и экстрагируют 5 мин. При этом анилин практически полностью переходит в органическую фазу. После расслаивания системы (6 мин) органическую фазу отделяют, помещают в делительную воронку и реэкстрагируют анилин 10 cм³ 1 моль/дм³ раствора HCl. К реэкстракту добавляют необходимые компоненты фотометрического реагента (2,5 см³ 1 моль/дм HCl, 1,5 см³ 2%-ного раствора хлорамина Т, 3,5 см³ 1 моль/дм³ раствора NaOH) и измеряют оптическую плотность реэкcтракта при λ = 500 нм.100 cm ^{3 of} analyzed water containing aniline and phenol are placed in a separatory funnel, saturated (94 g) with potassium fluoride (the presence of insoluble salt is undesirable), alkalized with 1.5 cm ³ 5 mol / dm ³ NaOH solution to pH 11-12, 10 cm ³ methyl acetate and extracted for 5 minutes In this case, aniline almost completely passes into the organic phase. After delamination of the system (6 min), the organic phase is separated, placed in a separatory funnel and aniline 10 cm ³ 1 mol / dm ³ HCl solution is re-extracted. The necessary components of the photometric reagent are added to the reextract (2.5 cm ³ 1 mol / dm HCl, 1.5 cm ^{3 of a} 2% solution of chloramine T, 3.5 cm ³ 1 mol / dm ³ of NaOH solution) and the absorbance of the reextract is measured at λ = 500 nm.

Концентрацию анилина в реэкстракте рассчитывают по градуировочному графику. В качестве раствора сравнения применяют водный раствор, содержащий все компоненты, кроме анилина. The concentration of aniline in the reextract is calculated according to the calibration curve. An aqueous solution containing all components except aniline is used as a comparison solution.

Концентрацию анилина и фенола в водной пробе (C_B) рассчитывают по уравнению
C_B=_o/D_c,
где D_с коэффициент распределения анилина (фенола) между растворителем и водно-солевым раствором;
C_о - концентрация анилина (фенола) в реэкстракте, мг/см³.The concentration of aniline and phenol in an aqueous sample (C _B ) is calculated by the equation
C _B = _o / D _c ,
where D _with the distribution coefficient of aniline (phenol) between the solvent and the water-salt solution;
C _about - the concentration of aniline (phenol) in the reextract, mg / cm ³ .

Для определения фенола оставшуюся водную пробу подкисляют 2 см³ 1 моль/дм³ HCl и экстрагируют фенол 10 см³ метилацетата. После расслаивания фаз (5 мин) водный слой отделяют, к экстракту добавляют 10 см³ дистиллированной воды, подщелоченной аммонийным буферным раствором, и реэкстрагируют 1 моль/дм³ раствором NaOH в течение 8 мин. После расслаивания системы к водному слою добавляют по 0,2 см³ растворов 4-аминоантипирина и через 5 мин окислителя (персульфат аммония). Через 15 мин измеряют светопоглощение окрашенного в красный цвет раствора при λ = 510 нм.To determine phenol, the remaining aqueous sample was acidified with 2 cm ³ 1 mol / dm ³ HCl and phenol was extracted with 10 cm ³ methyl acetate. After phase separation (5 min), the aqueous layer was separated, 10 cm ^{3 of} distilled water, basified with ammonium buffer solution, was added to the extract, and 1 mol / dm ³ NaOH solution was reextracted for 8 min. After delamination of the system, 0.2 cm ³ of 4-aminoantipyrine solutions are added to the aqueous layer and after 5 minutes an oxidizing agent (ammonium persulfate). After 15 minutes, the light absorption of the red-colored solution was measured at λ = 510 nm.

Концентрацию фенола в реэкстракте рассчитывают по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам фенола. The phenol concentration in the reextract is calculated according to the calibration curve constructed using standard phenol solutions.

Примеры со 2 по 12 приведены в таблице 1. Examples 2 to 12 are shown in table 1.

Относительная погрешность определения 4-10% (не выше, чем в прототипе), нижний предел определения анилина 1 мг/дм³, фенола - 1 мг/дм³.The relative error of determination of 4-10% (not higher than in the prototype), the lower limit of determination of aniline is 1 mg / dm ³ , phenol - 1 mg / dm ³ .

Соотношение объемов экстракта и реэкстрагирующих растворов (1 М соляная кислота и 1 М гидроксид натрия) принято равным 1:1 (в примерах 10 см³), увеличение объема реэкстрагирующего раствора нецелесообразно, т.к. приводит к повышению пределов определения анилина и фенола. Уменьшение объема реэкстрагирующего объема раствора приводит к значительным потерям анилина и фенола в процессе реэкстрагирующего раствора, и, как правило, к снижению правильности и воспроизводимости результатов анализа.The ratio of the volumes of the extract and stripping solutions (1 M hydrochloric acid and 1 M sodium hydroxide) was taken to be 1: 1 (in the examples 10 cm ³ ), an increase in the volume of the stripping solution is impractical, because leads to an increase in the limits of determination of aniline and phenol. A decrease in the volume of the stripping solution leads to significant losses of aniline and phenol in the process of the stripping solution, and, as a rule, to a decrease in the accuracy and reproducibility of the analysis results.

Экспериментальные данные, необходимые для обоснования оптимальных значений pH водного раствора при экстракции анилина и фенола, приведены в таблице 2. The experimental data necessary to justify the optimal pH of an aqueous solution during the extraction of aniline and phenol are shown in table 2.

Из таблицы 2 видно, что значения pH, обеспечивающие максимальное (95-96%-ное) извлечение анилина, находятся в интервале 9-11, в то время как соответствующие величины для фенола, обеспечивающие его наибольшую степень извлечения (96%), равны 1 - 3. From table 2 it can be seen that the pH values providing the maximum (95-96%) extraction of aniline are in the range of 9-11, while the corresponding values for phenol, providing its highest degree of extraction (96%), are 1 - 3.

По заявляемому способу сначала экстрагируется анилин, поэтому оптимальным является pH 9-11, при pH 3-4 происходит возрастание степени извлечения анилина и он будет переходить в экстракт вместе с фенолом, что недопустимо при раздельном определении. According to the claimed method, aniline is first extracted, therefore, pH 9-11 is optimal, at pH 3-4 an increase in the degree of aniline extraction occurs and it will pass into the extract together with phenol, which is unacceptable for separate determination.

Приводим сравнительные характеристики известного (прототипа) и заявляемого способов (таблица 3). We give the comparative characteristics of the known (prototype) and the proposed methods (table 3).

По сравнению с известными способами определения анилина и фенола заявляемое техническое решение имеет следующие преимущества: возможность селективного (раздельного) определения компонентов при их совместном присутствии в водных средах, нижний предел определяемых концентраций по сравнению с прототипом снижен в 10 раз для анилина и дает возможность определения фенола на уровне 0,01 мг/см³.Compared with the known methods for the determination of aniline and phenol, the claimed technical solution has the following advantages: the possibility of selective (separate) determination of the components when they are together in aqueous media, the lower limit of the determined concentrations in comparison with the prototype is reduced by 10 times for aniline and makes it possible to determine phenol at the level of 0.01 mg / cm ³ .

Claims

A method for the separate determination of aniline and phenol in aqueous solutions, including treatment with chloramine T and photometry, characterized in that before treatment with chloramine T, potassium fluoride is dissolved in the sample, extracted with aniline methyl acetate at pH 11 - 12, followed by its reextraction, treatment with chloramine T and photometry of the reextract after which phenol is extracted from the sample with methyl acetate at pH 2 - 3, followed by re-extraction, treatment with 4-aminoantipyrine and photometry of the reextract.