RU2408878C1 - Способ определения органических веществ - Google Patents
Способ определения органических веществ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408878C1 RU2408878C1 RU2010100351/28A RU2010100351A RU2408878C1 RU 2408878 C1 RU2408878 C1 RU 2408878C1 RU 2010100351/28 A RU2010100351/28 A RU 2010100351/28A RU 2010100351 A RU2010100351 A RU 2010100351A RU 2408878 C1 RU2408878 C1 RU 2408878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- sorbent
- organic substances
- bromine
- solution
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение при проведении анализов растворов на количественное определение органических веществ, в частности при определении фенолов в водных растворах, например воды, взятой из водоемов. Сущность способа согласно изобретению состоит в том, что способ осуществляется путем введения анализируемой пробы в раствор, содержащий бром, полученный генерированием из бромида калия, с последующем количественным определением пробы, при этом анализируемую пробу предварительно адсорбируют на сорбенте, генерирование проводят в фосфатном буферном растворе с pH 7-8 на графитовом электроде, а количественное определение пробы производят непосредственно на сорбенте путем кулонометрического титрования электрогенерированным бромом с последующим расчетом, исходя из времени титрования и силы тока. Изобретение обеспечивает возможность определения органических веществ в растворах и с их незначительным содержанием при минимальных затратах труда и средств, а также возможность расширения арсенала аналитических способов определения органических веществ. 1 ил., 3 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение при проведении анализов растворов на количественное определение органических веществ, в частности при определении фенолов в водных растворах, например воды, взятой из водоемов.
Известен способ определения органических веществ, заключающийся в кулонометрическом титровании анализируемого образца бромом, электрогенерированным в солянокислых растворах из бромида калия на платиновом или золотом аноде (Зозуля А.П. Кулонометрический анализ. - Л.: Химия, 1968, с.62-71).
Недостатком этого способа является то, что генерирование брома возможно только в сильнокислых и электропроводных растворах.
Широко известен способ определения производных фенолов, заключающийся в прибавлении к анализируемому веществу в сильнокислой среде избытка бромида калия и определенного количества бромата калия. Образующийся бром реагирует с органическим веществом. Избыток брома определяют йодометрически (Эшворт М.Р. Титрометрические методы анализа органических соединений. - М.: Химия, 1968, с.149-158).
Однако этим способом может быть определено наличие органических веществ, в частности фенола, только при их значительном содержании в растворе.
Наиболее близким к заявляемому решению является принятый в качестве прототипа способ определения органических веществ (патент РФ по Кл. G01N 27/42 №2183324, опубликован 10.06.2002), включающий введение анализируемой пробы в раствор, содержащий бром, полученный путем генерирования из бромида калия, и количественное определение пробы. При этом генерирование проводят в буферном растворе с pH 6-7 в присутствии сенсибилизатора бенгальского розового и персульфата калия под действием излучения лампы накаливания, а о количестве определяемой пробы судят по калибровочному графику.
Однако этот способ несколько сложен за счет наличия операций подготовки раствора Na2S2O3 с точной концентрацией, оттитровывания избытка брома, а также выполнения замеров изменения окраски раствора, что является субъективным и может быть несколько неточным.
Задачей изобретения является расширение арсенала аналитических способов, а также упрощение и повышение точности определения органических веществ, в частности фенолов, в растворах с малым их содержанием.
Техническим результатом является упрощение способа и повышение чувствительности к незначительному содержанию фенолов в растворах.
Технический результат достигнут за счет того, что в способе определения органических веществ, в частности фенолов, включающем введение анализируемой пробы в раствор, содержащий бром, полученный путем генерирования из бромида калия, и количественное определение пробы, анализируемую пробу предварительно адсорбируют на сорбенте, генерирование проводят в фосфатном буферном растворе с pH 7-8 на графитовом электроде, а количественное определение пробы производят непосредственно на сорбенте путем кулонометрического титрования электрогенерированным бромом с последующим расчетом, исходя из времени титрования и силы тока. При этом в качестве сорбента использован пенополиуретан.
Отличительной особенностью заявляемого технического решения является то, что генерирование брома из бромида калия проводят в фосфатном буферном растворе с pH 7-8 на графитовом электроде. Это упрощает способ за счет исключения операции подготовки раствора Na2S2O3 точной концентрации.
Пробу предварительно адсорбируют на сорбенте. Адсорбированную на сорбенте пробу воды подвергают кулонометрическому титрованию электрогенерированным бромом. Количество образовавшегося на сорбенте титранта рассчитывают с учетом времени титрования и количества электричества, израсходованного на получение титранта.
При этом конец титрования в заявляемом способе определяют по изменению силы тока в индикаторной цепи вместо замера изменения окраски раствора, как в прототипе, что повышает точность заявляемого способа по сравнения с прототипом.
Заявляемый способ определения органических веществ, в частности фенолов, осуществляют следующим образом.
Анализируемую пробу адсорбируют на сорбенте, в качестве которого использован пенополиуретан.
Используют известную установку для кулонометрического титрования, содержащую индикаторную и генераторную цепи с источниками тока, электролитические ячейки, индикаторные платиновые электроды, рабочий и вспомогательный электроды, электролитический ключ, связывающий электролитические ячейки, а также средства учета силы тока и времени титрования.
В одну из электролитических ячеек помещают раствор бромида калия, фосфатный буферный раствор с pH 7-8 и дистиллированную воду, в другую - насыщенный раствор сульфата калия (K2SO4), электролитический ключ, также заполняют раствором сульфата калия.
Адсорбированную пробу помещают в электролитическую ячейку с раствором, содержащим бромид калия и фосфатный буферный раствор с pH 7-8.
В пробу помещают рабочий электрод, который электрически связывают с вспомогательным электродом, помещенным во вторую электролитическую ячейку с насыщенным раствором сульфата калия (K2SO4), через электролитический ключ, также заполненный насыщенным раствором сульфата калия, образуя генераторную цепь. Причем рабочий электрод - графитовый, а вспомогательный - платиновый.
В первую электролитическую ячейку помещают индикаторные платиновые электроды и устанавливают на них напряжение 280 мВ. Включением постоянного тока 1.5 мА начинают процесс генерирования брома на графитовом электроде.
Количество содержащегося в пробе анализируемого вещества, в частности фенола, определяют расчетным путем, исходя из времени титрования и силы тока по формуле Фарадея
m=Э×I×t/96500,
где m - масса вещества, г;
Э - эквивалентная масса, г/моль;
I - сила тока, А;
t - время титрования, с;
96500 - постоянная Фарадея.
При выполнении расчетов учитывают чистое время титрования, без учета холостого времени опыта, т.е. без времени, необходимого для диффузии брома из сорбента (в частности из пенополиуретана) до индикаторных электродов.
Заявляемый способ реализован на следующем примере.
Проводилось определение фенола в пробах природной воды из реки Сура с использованием стандартных растворов и известной кулонометрической установки, а также с применением сорбента, в качестве которого использован пенополиуретан.
Воду объемом 1 л пропускают через фильтр из измельченного пенополиуретана. Таким образом получают анализируемую пробу, адсорбированную на сорбенте. Эту операцию выполняют на фильтровальной установке (не показана).
Подготавливают к работе известную установку для кулонометрического титрования (чертеж), содержащую индикаторную 1 и генераторную 2 цепи, электролитические ячейки 3 и 4, связанные электролитическим ключом 5, индикаторные платиновые электроды 6 и 7, рабочий графитовый 8 и вспомогательный платиновый 9 электроды, амперметр 10, источник постоянного тока 11. Анализируемую пробу 12 помещают в электролитическую ячейку 3 таким образом, что графитовый электрод 8 размещают непосредственно в пробе 12. Индикаторная цепь 1 содержит микровольтметр 13, гальванометр 14.
В электролитическую ячейку 3 помещают раствор бромида калия, фосфатный буферный раствор с pH 7-8 и дистиллированную воду в следующих объемах:
- дистиллированная вода - 100 мл,
- фосфатный буферный раствор - 10 мл,
- 0,1-нормальный раствор бромида калия - 5 мл.
В электролитическую ячейку 4 помещают насыщенный раствор сульфата калия (K2SO4).
Электролитический ключ 5, также заполняют насыщенным раствором сульфата калия, образуя генераторную цепь.
В электролитическую ячейку 3 помещают индикаторные платиновые электроды 6 и 7 и устанавливают на них напряжение 280 мВ. Включают источник постоянного тока 11, и при постоянной силе тока 1,5 мА проводят генерирование брома на графитовом электроде 8, размещенном в пробе 12.
По секундомеру определяют время от начала включения до изменения силы тока в индикаторной цепи, т.е. время, реакции брома, образующегося на графитовом электроде 8, с фенолом, сорбированным на измельченном пенополиуретане (в пробе).
Проведены анализы трех одинаковых проб, результаты которых сведены в таблицу 1.
Таблица 1 | |||||
Опыт 1 | Опыт 2 | Опыт 3 | |||
Время, t.сек | Сила тока I, мА | Время, t.сек | Сила тока I, мА | Время, t.сек | Сила тока I, мА |
30 | 0,7 | 30 | 1,6 | 30 | 1,3 |
60 | 0,7 | 60 | 1,6 | 60 | 1,3 |
90 | 0,7 | 90 | 1,6 | 90 | 1,3 |
125 | 0,7 | 126 | 1,6 | 125 | 1,4 |
140 | 0,8 | 140 | 1,8 | 136 | 1,5 |
190 | 0,9 | 160 | 2,0 | 160 | 1,6 |
210 | 1,0 | 210 | 2,3 | 210 | 1,8 |
В связи с тем, что бром, образующийся на графитовом электроде, реагируя с фенолом, находящемся в пробе, не сразу от начала включения установки достигает индикаторных электродов, определяют холостое время опыта, которое учитывают при выполнении расчетов.
Холостое время определяют аналогично определению фенолов с той разницей, что через сорбент пропускают дистиллированную воду вместо природной воды (или другого анализируемого раствора).
Проведены три опыта на дистиллированной воде. Результаты опытов приведены в таблице 2.
Таблица 2 | |||||
Опыт 1 | Опыт 2 | Опыт 3 | |||
Время, t.сек | Сила тока I, мА | Время, t.сек | Сила тока I, мА | Время, t.сек | Сила тока I, мА |
30 | 0,8 | 30 | 1,8 | 30 | 1,4 |
60 | 0,8 | 60 | 1,7 | 60 | 1,4 |
90 | 0,7 | 90 | 1,7 | 90 | 1,4 |
120 | 0,7 | 120 | 1,7 | 120 | 1,4 |
150 | 0,8 | 135 | 1,9 | 146 | 1,5 |
180 | 0,9 | 150 | 2,0 | 150 | 1,6 |
210 | 1,0 | 210 | 2,3 | 210 | 1,8 |
Из таблицы следует, что холостое время опыта, т.е. время до начала изменения силы тока в цепи, составило 120 секунд.
По вышеприведенной формуле определяют концентрацию фенола в пробе в каждом опыте:
опыт 1 m=(125-120)×94/6×1,0×0.001/96500=0,0012,
опыт 2 m=(126-120)×94/6×2,3×0.001/96500=0,0014,
опыт 3 m=(125-120)×94/6×1.8×0,001/96500=0,0014.
Определяют среднее арифметическое трех опытов и получают значение концентрации фенола в анализируемой воде.
Для доказательства эффективности способа определения проведены опыты с вводом учтенного количества фенола в дистиллированную воду. Воду с фенолом пропустили через пенополиуретан (получили пробу). Затем определили содержание фенола в пробе.
Результаты двух опытов приведены в таблице 3.
Таблица 3 | |||||
Концентрация фенола (мг/л) | Объем дистиллированной воды (мл) | Количество введенного фенола (мг/л) | Время опыта, t, сек | Холостое время опыта (t0), сек | Количество обнаруженного фенола (мг/л) |
0,078 | 2,5 | 0.195 | 525 | 130 | 0,192 |
0,078 | 4,5 | 0,351 | 848 | 134 | 0,348 |
Результаты расчетов по этим опытам:
Первый опыт (525-130)×94/6×3×0,001/96500=0,192 мг/л,
Второй опыт (848-134)×96/6×3×0.001/96500=0,348 мг/л.
В результате: - по первому опыту количество введенного (0,195 мг/л) в раствор фенола и обнаруженного (0,192 мг/л) близки;
- по второму опыту количество введенного (0,351 мг/л) раствор фенола и обнаруженного (0,348) близки.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность определения органических веществ в растворах с их незначительным содержанием при минимальных затратах труда и средств, а также расширить арсенал аналитических способов определения органических веществ.
Claims (1)
- Способ определения органических веществ, в частности фенолов, включающий введение анализируемой пробы в раствор, содержащий бром, полученный путем генерирования из бромида калия, и количественное определение пробы, отличающийся тем, что анализируемую пробу предварительно адсорбируют на сорбенте, генерирование проводят в фосфатном буферном растворе с pH 7-8 на графитовом электроде, а количественное определение пробы производят непосредственно на сорбенте путем кулонометрического титрования электрогенерированным бромом с последующим расчетом, исходя из времени титрования и силы тока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100351/28A RU2408878C1 (ru) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Способ определения органических веществ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010100351/28A RU2408878C1 (ru) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Способ определения органических веществ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2408878C1 true RU2408878C1 (ru) | 2011-01-10 |
Family
ID=44054697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010100351/28A RU2408878C1 (ru) | 2010-01-11 | 2010-01-11 | Способ определения органических веществ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2408878C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611390C2 (ru) * | 2015-07-09 | 2017-02-21 | Российская Федерация Федеральное государственное унитарное предприятие "Научный центр "Сигнал" | Способ определения примесей органических веществ в воде и ее растворах |
-
2010
- 2010-01-11 RU RU2010100351/28A patent/RU2408878C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2611390C2 (ru) * | 2015-07-09 | 2017-02-21 | Российская Федерация Федеральное государственное унитарное предприятие "Научный центр "Сигнал" | Способ определения примесей органических веществ в воде и ее растворах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Valenti et al. | An electrochemiluminescence-supramolecular approach to sarcosine detection for early diagnosis of prostate cancer | |
CN103926300A (zh) | 一种水泥净浆或砂浆中自由氯离子测定的改进方法 | |
Al-Ghamdi et al. | Electrochemical studies of new pyridazinium-based ionic liquid and its determination in different detergents | |
CN101551328A (zh) | 快速测定水中氨氮的共振散射光谱法 | |
CN105784814A (zh) | 一种基于浓差电池原理的传感器 | |
Zheng et al. | Flow injection chemiluminescence determination of captopril with in situ electrogenerated Mn3+ as the oxidant | |
RU2408878C1 (ru) | Способ определения органических веществ | |
US20220178833A1 (en) | Method for detecting skatole in a sample of pig adipose tissue | |
Duan et al. | Simultaneous determination of four local anesthetics by CE with ECL and study on interaction between procainamide and human serum albumin | |
Mahajan et al. | Cyclopentanone thiosemicarbazone, a new complexing agent for copper determination in biological samples by adsorptive stripping voltammetry | |
Zheng et al. | Flow-injection chemiluminescence detecting sulfite with in situ electrogenerated Mn3+ as the oxidant | |
Asakai et al. | Precise coulometric titration of cerium (IV) as an oxidising agent with electrogenerated iron (II) and reliability in cerium (IV) standardisation with sodium thiosulfate | |
CN107098890B (zh) | 一种高选择性超灵敏检测铜离子的比色荧光探针 | |
Jing et al. | Determination of melamine in dairy products and melamine tableware by inhibition electrochemiluminescent method | |
Takahashi et al. | Rapid determination of ascorbic acid, dehydroascorbic acid, and total vitamin C by electrochemiluminescence with a thin-layer electrochemical cell | |
Hotta et al. | New determination methods of halides and cyanide ions by electrospray ionization mass spectrometry based on ternary complex formation | |
Sun et al. | Capillary electrophoresis with electrochemiluminescence detection for simultaneous determination of proline and fleroxacin in human urine | |
RU2425365C1 (ru) | Способ инверсионно-вольтамперометрического определения бензилпенициллина | |
JP6179727B2 (ja) | カールフィッシャー試薬を使用した水分測定方法 | |
Stozhko et al. | Electrochemical sample preparation for the voltammetric determination of heavy-metal ions in wine | |
RU2302628C1 (ru) | Электрохимический способ определения селена и мышьяка в природных объектах | |
RU2537168C1 (ru) | Вольтамперометрический способ количественного определения бензойной кислоты | |
Su et al. | A new capillary electrophoresis-direct chemiluminescence system for the determination of epinephrine and mechanism study | |
RU2257570C1 (ru) | Способ одновременного определения иодид- и иодат-ионов методом вольтамперометрии | |
RU2217745C2 (ru) | Способ количественного определения цианидов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130112 |