SU1755138A1

SU1755138A1 - Method for quantitative determination of aniline and para- nitroaniline in aqueous solution

Info

Publication number: SU1755138A1
Application number: SU904881065A
Authority: SU
Inventors: Яков Израильевич Коренман; Геннадий Михайлович Смольский; Владимир Николаевич Данилов
Original assignee: Воронежский технологический институт
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1992-08-15

Abstract

Сущность изобретени : заключаетс в экстракционном извлечении п-нитроанили- на при рН 2 - 3 и анилина при рН 9-11 органическим реагентом, состо щим из бу- тилацетата (0,45 - 0,55 моль доли) и трикре- зилфосфата (0,45 - 0,55 моль, доли), с последующим фотометрическим определением компонентов в экстракте и раэкстрак- те соответственно по реакции с хлорамином Т. 3 таблSummary of the Invention: Extraction extraction of p-nitroaniline at pH 2-3 and aniline at pH 9-11 with an organic reagent consisting of butyl acetate (0.45-0.55 mole fraction) and tricresyl phosphate (0 , 45 - 0.55 mol, fractions), followed by photometric determination of the components in the extract and extraction, respectively, by reaction with chloramine T. 3 table

Description

Изобретение относитс к аналитической химии органических соединений (разделение и анализ) и может быть использовано при анализе очищенных сточных вод предпри тий анилинокрасочной промышленности, содержащих анилин и п- нитроанилин.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 of the aniline dye industry containing aniline and p-nitroaniline.

Известен способ фотометрического определени анилина и п-нитроанилина, включающий взаимодействие определ емых соединений с 4-диметилбензальдеги- дом с образованием интенсивно окрашенных продуктов.A known method of photometric determination of aniline and p-nitroaniline, including the interaction of the detected compounds with 4-dimethylbenzaldehyde with the formation of intensely colored products.

Недостатком способа вл етс невозможность раздельного определени анилина и п-нитроанилина при их совместном присутствии в водных растворах, так как максимумы светопоглощени этих веществ совпадают (Я 450 нм).The disadvantage of this method is the impossibility of separate determination of aniline and p-nitroaniline with their joint presence in aqueous solutions, since the maxima of the light absorption of these substances coincide (I 450 nm).

Известен способ фотометрического определени анилина и п-нитроанилина, основанный на образовании определ емыми веществами в щелочной среде окрашенныхA known method for the photometric determination of aniline and p-nitroaniline, based on the formation of detectable substances in an alkaline medium colored

соединений при взаимодействии с 2,4-ди- иитрофторбензолом,compounds when interacting with 2,4-di-yitrofluorobenzene,

Недостатком способа вл етс невозможность раздельного определени анилина и п-нитроанилина при их совместном присутствии , поскольку максимумы светопоглоще- веществ совпадают (А 495 нм),The disadvantage of this method is the impossibility of separate determination of aniline and p-nitroaniline with their joint presence, since the light absorption peaks coincide (А 495 nm),

Наиболее близким к за вл емому способу по технической сущности вл етс способ фотометрического определени анилина и п-нитроанилина по реакции с хлорамином Т.The closest to the claimed method according to the technical essence is the method of photometric determination of aniline and p-nitroaniline by reaction with chloramine T.

Недостаток способа состоит в невозможности раздельного определени анилина и п-нитроанилина, так как их окрашенные соединени с хлорамином Т имеют близкие максимумы светопоглощени . Нижний предел определени анилина и п-нитроанилина составл ет 6 мг/л.The disadvantage of this method is that it is impossible to separately determine aniline and p-nitroaniline, since their colored compounds with chloramine T have close absorption maxima. The lower limit of determination of aniline and p-nitroaniline is 6 mg / l.

Цель изобретени - обеспечение возможности раздельного определени анилина и п-нитроанилина в их смеси и повышение чувствительности способа.The purpose of the invention is to enable the separate determination of aniline and p-nitroaniline in their mixture and increase the sensitivity of the method.

слcl

сwith

4 СЛ СЛ4 SL SL

.«А."BUT

Сд 00Sd 00

Поставленна цель достигаетс тем, что способ количественного определени анилина и п-нитроэнилина включает экстракцию органическим растворителем сначала п-нитроанилина при рН 2 - 3, затем анилина при рН 9 - 11 с последующим фотометрическим анализом экстрактов, а в качестве органического растворител используют смесь бутилацетата и трикрезилфосфата при следующих соотношени х компонен- тов, моль, доли:The goal is achieved in that the method of quantitative determination of aniline and p-nitroeniline involves extraction with organic solvent, first p-nitroaniline at pH 2–3, then aniline at pH 9–11, followed by photometric analysis of the extracts, and as an organic solvent, butyl acetate and tricresyl phosphate in the following ratios of components, mol, fraction:

Бутилацетат0,45 - 0,55Butylacetate 0.45 - 0.55

Трикрезилфосфат0,45 - 0,55Tricresyl phosphate 0.45 - 0.55

Способ раздельного определени анилина и п-нитроанилина при их совместном присутствии в водных растворах осуществл ют следующим образом: в анализируемой пробе, содержащей анилин и п-нитроани- лин. раствор ют сульфат натри , затем рИ водного раствора довод т до 2 - 3 и экстра- гируют п-нитроанилин органическим растворителем , состо щим из смеси бутилацетата (0,45 - 0,55 моль доли) и трикрезилфосфата (0,45 - 0,55 моль доли). После расслаивани фаз (4-6 мин) экстракт, со- держащий п-нитроанилин, отдел ют. Затем водный раствор подщелачивают до рН 9 - 11 и тем же растворителем извлекают анилин . Экстракт, содержащий п-нитроанилин, обезвоживают 0,5 г сульфата натри . Содер- жание п-нитроанилина наход т по градуи- ровочному графику, построенному по стандартным растворам определ емого вещества в органической фазе. Второй экстракт помещают в делительную воронку и провод т реэкстракцию анилина, который определ ют фотометрически по реакции с хлорамином Т.The method of separate determination of aniline and p-nitroaniline with their joint presence in aqueous solutions is carried out as follows: in the analyzed sample containing aniline and p-nitroaniline. sodium sulfate is dissolved, then the pH of the aqueous solution is adjusted to 2 to 3 and extracted with p-nitroaniline with an organic solvent consisting of a mixture of butyl acetate (0.45-0.55 mole fraction) and tricresyl phosphate (0.45-0 55 mole fraction). After separation of the phases (4-6 minutes), the extract containing p-nitroaniline is separated. Then the aqueous solution is alkalinized to pH 9-11 and aniline is extracted with the same solvent. An extract containing p-nitroaniline, dehydrated with 0.5 g of sodium sulfate. The content of p-nitroaniline is found according to the graduation graph, constructed from the standard solutions of the analyte in the organic phase. The second extract is placed in a separatory funnel and the aniline is re-extracted, which is determined photometrically by reaction with chloramine T.

П р и м е р , По прототипу: к 10 мл раствора, содержащего 0,1 мг анилина и 0,5 мг п-нитроанилина, прибавл ют 5 мл 1 М раствора сол ной кислоты и 3 мл 2 %-ного раствора хлорамина Т. Жидкость нагревают 10 мин при 100°С, охлаждают до комнатной температуры, ввод т 7 мл 1 М раствора NaOH и воду до объема 50 мл. Оптическую плотность желтого раствора измер ют при 500 нм. Присутствие п-нитроанилинз не мешает определению анилина. Однако дальнейшее определение п-нитроанилина не представл етс возможным.Example 2: Prototype: To 10 ml of a solution containing 0.1 mg of aniline and 0.5 mg of p-nitroaniline, add 5 ml of a 1 M solution of hydrochloric acid and 3 ml of a 2% solution of chloramine T The liquid is heated for 10 minutes at 100 ° C, cooled to room temperature, 7 ml of 1 M NaOH solution and water are introduced to a volume of 50 ml. The optical density of the yellow solution is measured at 500 nm. The presence of p-nitroanilines does not interfere with the determination of aniline. However, further determination of p-nitroaniline is not possible.

Пример 1 по способу количественного определени анилина и п-нитроанилина в водном растворе.Example 1 by the method of quantitative determination of aniline and p-nitroaniline in aqueous solution.

В 100 мл водного раствора, содержаще- го анилин и п-нитроанилин, раствор ют 21,3 г (1,5 моль/л) сульфата натри , добавл ют 1 мл сол ной кислоты (d 1,639 г/л) до рН 2 и приливают 20 мл органического растворител , состо щего из 5,1 мл бутилацетата (0.45 моль доли) и 14,9 мл трикрезилфосфата (0,55 моль доли), встр хивают в делительной воронке 5 мин. При этом п-нитроанилин практически полностью переходит в органический слой, который отдел ют после расслаивани системы (через 5 мин). Затем дл обезвоживани в экстракт ввод т 0,5 г сульфата натри и измер ют оптическую плотность прозрачного экстракта (А 405 нм). Концентрацию п-нитроанилина рассчитывают по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам п-нитроанилина в смешанном органическом растворителе.21.3 g (1.5 mol / l) of sodium sulfate is dissolved in 100 ml of an aqueous solution containing aniline and p-nitroaniline, 1 ml of hydrochloric acid (d 1.639 g / l) is added to pH 2 and 20 ml of an organic solvent consisting of 5.1 ml of butyl acetate (0.45 mole fractions) and 14.9 ml tricresyl phosphate (0.55 mole fractions) are added, shaken in a separating funnel for 5 minutes. At the same time, p-nitroaniline is almost completely transferred to the organic layer, which is separated after separation of the system (after 5 min). Then, 0.5 g of sodium sulfate is introduced into the extract for dehydration, and the optical density of the clear extract (A 405 nm) is measured. The concentration of p-nitroaniline calculated according to the calibration curve, constructed from standard solutions of p-nitroaniline in a mixed organic solvent.

К водному раствору, содержащем анилин , приливают 1,5 мл 1 М раствора гидро- ксида натри до рН 9, ввод т 25 мл органического растворител , состо щего из 6,4 мл бутилацетата (0,45 моль доли) и 18,6 мл трикрезилфосфата (0,55 моль доли), встр хивают в делительной воронке 6 мин, При этом анилин практически полностью переходит в органический слой, который отдел ют после расслаивани системы (через 5 мин). Экстракт помещают в делительную воронку и провод т реэкстракцию анилина 25 мл 1 М раствора сол ной кислоты, К ре- экстракту добавл ют необходимые фотометрические реагенты (2,5 мл 1 М раствора сол ной кислоты, 1,5 мл 2 %-ного раствора хлорамина Т и 3,5 мл 1 М раствора гидро- ксида натри ) и измер ют оптическую плотность реэкстракта при Я 500 нм, Концентрацию анилина рассчитывают по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам анилина.To a water solution containing aniline, add 1.5 ml of 1 M sodium hydroxide solution to a pH of 9, 25 ml of an organic solvent consisting of 6.4 ml of butyl acetate (0.45 mole fraction) and 18.6 ml are added. tricresyl phosphate (0.55 mole fraction), shaken in a separating funnel for 6 minutes. At the same time, the aniline almost completely passes into the organic layer, which is separated after separation of the system (after 5 minutes). The extract is placed in a separatory funnel and aniline is reextracted with 25 ml of 1 M hydrochloric acid solution. The necessary photometric reagents are added to the extract (2.5 ml of 1 M hydrochloric acid solution, 1.5 ml of 2% chloroamine solution T and 3.5 ml of a 1 M solution of sodium hydroxide) and the optical density of the reextract is measured at H 500 nm. The concentration of aniline is calculated using a calibration curve constructed from standard solutions of aniline.

Примеры с 2 по 25 приведены в табл. 1.Examples 2 to 25 are given in table. one.

Относительна погрешность определени 6 - 10 % (не выше, чем в прототипе), нижний предел определени анилина 1 мг/л, п-нитроанилина - 2 мг/л.The relative determination error is 6–10% (not higher than in the prototype), the lower limit of determination of aniline is 1 mg / l, and p-nitroaniline is 2 mg / l.

При проведении избирательной экстракции из водного раствора, содержащего анилин и п-нитроанилин, использованы различные объемы органического растворител (20 и 25 мл). Соотношение объемов водной и органической фаз выбирают так, чтобы достигалось 95 - 96 %-ное извлечение компонентов . Такой эффект в отношении анилина наблюдаетс при соотношении объемов фаз 4 : 1 (в примерах 100 мл водного раствора и 25 мл органического растворител ). Экстрагирующа эффективность органического растворител в отношении п-нитроанилина выше, чем дл анилина, поэтому при определении п-нитроанилина соотношение объемов фаз увеличивают до 5 : 1 (в примерах 100 мл водного раствора и 20 мл органического растворител ).When conducting a selective extraction from an aqueous solution containing aniline and p-nitroaniline, various volumes of organic solvent were used (20 and 25 ml). The ratio of the volumes of aqueous and organic phases is chosen so that 95 - 96% recovery of the components is achieved. This effect on aniline is observed when the volume ratio of the phases is 4: 1 (in the examples, 100 ml of an aqueous solution and 25 ml of an organic solvent). The extraction efficiency of the organic solvent in relation to p-nitroaniline is higher than for aniline, therefore, in determining p-nitroaniline, the ratio of the volumes of the phases is increased to 5: 1 (in the examples, 100 ml of an aqueous solution and 20 ml of an organic solvent).

Степень извлечени анилина и п-нитро- анилина рассчитывают по уравнению:The degree of extraction of aniline and p-nitroaniline is calculated by the equation:

RR

S -8ьS -8b

100%,100%,

где S - исходное содержание анилина или п-нитроанилина в анализируемом растворе, мг; SB - содержание анилина или п-нитроанилина в реэкстракте, найденное пор гра- дуировочному графику, мг; г-соотношение объемов водной и органической фаз.where S is the initial content of aniline or p-nitroaniline in the analyzed solution, mg; SB is the content of aniline or p-nitroaniline in reextract, found in the calibration curve, mg; r is the ratio of the volumes of aqueous and organic phases.

Соотношение объемов экстракта и реэк- страгирующего раствора (1 М сол на кислота ) прин то равным 1 : 1 (в примерах 25 мл дл реэкстракции анилина), увеличение объема реэкстрагирующего раствора нецелесообразно , так как это приводит к повышению пределов определени анилина. Уменьшение объема реэкстрагирующего раствора приводит к значительным анилина в процессе реэкстракции, и; как правило, к снижению правильности и воспроизводимости результатов анализа.The ratio of the volumes of the extract and the reextraction solution (1 M hydrochloric acid) is assumed to be 1: 1 (in examples 25 ml for aniline reextraction), an increase in the volume of the reextraction solution is impractical because it leads to an increase in the detection limits for aniline. Reducing the volume of reextracted solution leads to significant aniline during the process of reextraction, and; as a rule, to reduce the accuracy and reproducibility of the analysis results.

Из представленных в таблице данных следует, что дл раздельного определени анилина и п-нитроанилина оптимальным вл етс следующий состав органического растворител : 0,45 - 0,55 моль доли бутила- цетата и 0,45 - 0,55 моль доли трикрезил- фосфата. Изменение соотношени компонентов предлагаемого органического растворител в сторону увеличени содержани бутилацетата свыше 0,55 моль доли приводит к снижению степени извлечени анилина, следовательно, к значительным потер м его при экстракции и увеличению погрешности определени , Увеличение содержани трикрезилфосфата в органическом растворителе выше 0,55 моль доли, хот и приводит к незначительному повышению степени извлечени определ емых соединений, но сопровождаетс образованием в водной фазе труднораздел емой физическими методами устойчивой эмульсии. Кроме того, увеличение содержани трикрезилфосфата в органическом растворителе приводит к значительному насыщению ре- экстракта этим компонентом, что вызываетFrom the data presented in the table it follows that for the separate determination of aniline and p-nitroaniline the following composition of the organic solvent is optimal: 0.45-0.55 mole fraction of butyl acetate and 0.45-0.55 mole fraction of tricresyl phosphate. A change in the ratio of the components of the proposed organic solvent towards an increase in the content of butyl acetate over 0.55 mol of a fraction leads to a decrease in the recovery of aniline, therefore, to a significant loss during extraction and an increase in the determination error. An increase in the content of tricresyl phosphate in an organic solvent is above 0.55 mol , although it leads to a slight increase in the degree of extraction of the compounds being determined, but it is accompanied by the formation in the aqueous phase of hardly separated physical methods of stable emulsion. In addition, an increase in the content of tricresyl phosphate in an organic solvent leads to a significant saturation of the extract with this component, which causes

помутнение резкстракта и делает фотометрическое определение невозможным.clouding of the extract and makes photometric determination impossible.

Экспериментальные данные, небходи- мые дл обосновани оптимальных значений рН водного раствора при экстракции анилина и п-нитроанилина, приведены в табл. 2.Experimental data that are not needed to substantiate the optimal pH values of an aqueous solution in the extraction of aniline and p-nitroaniline are given in Table. 2

Из табл. 2 видно, что значени рН, обеспечивающие максимальное (95 - 96 %-ное) извлечение анилина, наход тс в интервале 9 - 11, в то врем , как соответствующие величины дл п-нитроанилина, обеспечивающие его наибольшую степень извлечени (95 %), равны 2-11.From tab. 2, it can be seen that the pH values providing the maximum (95% to 96%) extraction of aniline are in the range of 9 to 11, while the corresponding values for p-nitroaniline ensuring its highest recovery rate (95%), equal to 2-11.

По за вл емому способу сначала экстрагируетс п-нитроанилин, поэтому оптимальным вл етс рН - 2 - 3; при рН 3 происходит возрастание степени извлечение анилина и он будет переходить в экс- т ракт вместе с п-нитроанилином, что недопустимо при раздельном определенииAccording to the claimed method, p-nitroaniline is first extracted, therefore the optimum pH is 2–3; at pH 3, the degree of extraction of aniline increases and it will be transferred to the extraction together with p-nitroaniline, which is unacceptable in the case of separate determination

По сравнению с известным способами определени анилина и п-нитроанилина за вл емое техническое решение имеет следующие преимущества: возможность раздельного (селективного) определени компонентов при их совместном присутствии в водных средах, нижний предел определ емых концентраций по сравнений с прототипом снижен в 5 раз дл анилина и в 4 раза дл п-нитроанилина.Compared with the known methods for determining aniline and p-nitroaniline, the proposed technical solution has the following advantages: the possibility of separate (selective) determination of components when they are present together in aqueous media, the lower limit of the detected concentrations is reduced by 5 times compared to the prototype and 4 times for p-nitroaniline.

Claims

Formula isotope method for the quantitative determination of aniline and p-nitroaniline in an aqueous solution by extraction with an organic solvent followed by photometric analysis of the extract, characterized in that, in order to ensure the separate determination of aniline and p-nitroaniline in their mixture and increase the sensitivity of the method, first, p-nitroaniline is extracted at pH 2–3, then aniline at pH 9–11, a mixture of butyl acetate and tricresyl phosphate is used as the organic solvent in the following ratios ENTOV. mole share: Butylacetate 0.45 - 0.55,

Tricresyl phosphate 0.45 - 0.55.

-J ate ate

with

oh

table 2

The degree of extraction of aniline and p-nitroaniline (R,%) with an organic solvent consisting of 0.45 mol. the proportion of butyl acetate and 0.55 mol of the fraction of tricresyl phosphate, depending on the pH of the aqueous solution with the content of components 1-2 mg / l

Table 3 Comparative characteristics of the known method (prototype) and the claimed method