Способ определения растворенного в воде кислорода

Союз Советск илСоциалис 1 ическилРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 9220633 Ъеударстюный квинтет СССР па делам пзобретений и открытий(5 З) УДК 543.426: ".546.21(088.8) Пенс а 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО В ВОДЕ КИСЛОРОДАИзобретение отн ческой химии, а им количественного оп воренного в воде к быть использовано тся к аналит нно к способам еделения растслорода и може биологических станов х высокого давления ен способ определен го в воде кислорода послесвечения индикпогруженного в ан ду. В качестве носи зве ае ворен туашению имадсорбатруемую восорбента а изиеляпользуют. силикаг радиационнохимических и фотохимических исследованиях, а также при анализе воды в пароэнергетических а в качестве индикатора - краситель фосфин В. Нижний предел определения кислорода составляет 0,03 мкг/лСпособ недостаточно избирателен.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им долгоживущей люминесценции т(послес вечения ) индикатора-адс орбата красителя акрифлавина (АКР) наносителе-сорбенте, в качестве которого используют гидрофильные силика-.5гели со средним радиусом пор6 Э5,2 нм, Времена жизни послесвечения,равные приблизительно 0,1 с, многобольше времен жизни флуоресценции.Это обуславливает высокую вероят Оность тушения, и соответственно,много большую, чем при тушении флуоресценции, чувствительность определения (0,3 мкг/л) Г 21 .Однако, вследствие особенностеймеханизма послесвечениямолекул АКРн пограничном слое адсорбат - вода,воэможности метода по чувствительности реализуются не полностью: чувствительность оказалась более чемна порядок ниже по сравнению с чувствительностью аналогичного способаопределения кислорода в гаэах(0,01 мкг/л). Кроме того, указанный способ является недостаточно иэ9220633бирательным; послесвечение гидро- .фильных адсорбатов может быть чувствительно к ионам тяжелых металлов,анионам иода и к некоторым органическим соединениям, поэтому применение его ограничено анализом обессоленной воды, свободной от органических примесей.Цель изобретения - повышение чувствительности и избирательности оп,ределения,Поставленная цель достигается тем,что в способе количественного определения растворенного в воде кислородапо тушению им послесвечения погружен.ного в поток анализируемой воды адсорбата-красителя на носителе-сорбенте в качестве носителя-сорбента.используют гидрофобные сорбенты соаредним радиусом пор 0,2-200 нм,о В качестве носителя-сорбента дляиндикатора-адсорбата используют гидрофобные макропористые силохромы сосредним радиусом пор 20-30 и 402560 нм.Газовая оболочка гранул гидрофобного сорбента изолирует молекулылкиинесцирукцего активатора (красителя) от различных примесей в воде,ЭОкоторые могли бы вызывать тушащийэффект, повышая тем самым избирательность определения. Кроме того,вследствие гидрофобной природы индикатора, хотя он располагается непосредственно в потоке анализируемой воды, его чувствительность ккислороду будет определяться чрезвычайно высокой чувствительностьюпослесвечения адсорбатов в газовойфазе, если только активатор распределен по поверхности ненабухакщего сорбента, и сорбент имеет средний радиус пор ь 0,2 нм, так чтоне могут возникнуть диффузионныепрепятствия процессу тушения. Таккак газовая оболочка гранул гидрофобного сорбента оказывается обогащенной кислородом по отношениюк окружающей водной среде из-за большей растворимости кислорода в газепо сравнению с водой, то чувствительность послесвечения индикатора поотношению к растворенному в водекислороду (относительная чувствительность) будет еще, по крайней мере,. в несколько раэ больше,В таблице приведены сравнительные характеристики различных спосо 4бов определения растворенного в .воде кислорода.Как видно из таблицы, в предлагаемом способе, который является более избирательным, чувствительность определения выше, чем в известном Щ способе в 25 раз,а в известном 21- в 250 раз. Положительный эффект достигается за счет принципиальной но- визны предлагаемого способа,которую обуславливает новое качество сорбента-носителя - гидрофобность,, П р и м е р. В качестве носителейсорбентов для индикатора-адсорбента используют гидрофобизов анные диметилдихлорсиланом однородно макропористые силикагели-силохромы. с уделъной поверхностью 10 Цм /г и 70-100 м/г и средним радиусом пор 20-30 нм и 40-60 нм, соответственно, фракция 0,16-0,25 мм. Гидрофобные сорбенты не смачиваются водой, но хорошо смачиваются спиртом, четыреххлористым углеродом и т.д. Поэтому для введения гидрофильного поприроде активатора, например красителя акрифлавина АКР), на поверхность этих сорбентов их пропитывают спиртовым раствором красителя. Еавеску 0,5- г обрабатывают 2,5 мл 2 1 О "М спиртового раствора. Спирт испаряют при комнатной температуре. Чтобы внедрившиеся в .поры сорбента молекулы активатора равномерно распределились по поверхности, адсорбат вакуумируют 2 ч при температуре приблизительно 200 С. Полученный адсорбат, разбавив его индифферентным к свету балластом гидрофильной природы в объемном отношении при.близительно 1:1,5,.в сухом виде переносят в измерительную ячейку. Такой балласт должен был предотвратить в процессе испытаний образование больших газовых образований при контакте гранул гидрофобного индикатора-адсорбата, что могло приводить к увеличению времени установления равновесия между жидкой и газовой фазами и, следовательно, к увеличению инерционности при установлении показаний приборов, регистрирукщих люминесценцйю. Над смесью адсорбата с балластом засыпают слой чистого балласта высотой 1-1,5 см, который должен был в процессе испытаний препятствовать ясплыванию гидрофобных частиц. Далее ячейку заполняют водой5 922063 6 и через шлиф соединяют с уСтановкой . входных сопротивлений электроннодля испытаний способом, который ис- го самописца ЭППВ. ключает образование, по крайней ме- На чертеже приведена калибровочре, больших воздушных пузырей в ячей- ная крИвая определения растворенно-ф ке и над фосфором, го в. воде кислорода, полученная изУстановка для испытаний модели- :опыта, в котором на возбуждении исрует установку для непрерывного опре- пользуют комбинацию фильтров СЗС 7 деления кислорода в потоке воды. и НС 9, и скорость потока воды равна Основные узлы установки: большой ре- приблизительно 50 мл/мин. зервуар воды, колонка заполненная Ю . Калибровочная кривая из-за некоэлектроноионообменником, для глубо- торого проявления эффектов фотопокого обескислороживания воды, элек- глощения, особенно в области малых трохиьический дозатор кислорода - концентраций, не строго соответству 1 платиновый электролизер и измери-ет линейной зависимости Штерна-фольтельная ячейка. мера,Ьь/Е=(+Кщ Со Адсорбаты АКРна основегицуг 4-к;. нхсили ка гелей Известный оиодатяжелых ионы металлов, нее оргакие соеди раст кото чес нени вори окис е в воде,азо зв естный 13 аемы Пре наРофкагелбен 0,0012 Окис ь аз о та Измерительная ячейка установки монтировалась в фосфороскопе, Послесвечение возбуждадт светом лампы накаливания, прошедшим светофильтр СЗС 7 рбласть пропускания 340-580 нм) и нейтральные све 1;офильтры НС. Интенсивность возбуждающего света мак-, симально уменьшают, чтобы уменьшить возможные побочные действия света, щ и прежде всего, эффект Фотопоглощения кислорода гидрофобным адсорбатом, который может искажать результаты. Кроме того, чтобы уменьшитЬ проявление эффектов фотопоглощения, работают на максимально. возможных скоростях потока воды, равных приблизительно 50 мл/мин. Интенсивность послесвечения измеряют фотоумножителем ФЭУтаким образом, что анодЗэ ной нагрузкой ФЭУ служит одно из Адсорбаты фосфина 4 К на основе макропористых гидрофильных силикагелейАдсорбаты АКРоснове гид-обных силией (,сортов) где 10 и 1 - интенсивности послесвечения в обескислороженной воде и при концентрации кислорода С, соотлаветственно;1 т - константа тушения, характеризукщая чувствительность определения.Интерполяция экспериментальных данных законом Штерна-фольмера с помощью метода наименьших квадратов дает некоторое условное значение константы тушения, Для этого значения Кт приведена пунктирная кривая на чертеже. Погрешность определения Кт с надежностью 0,95 не превышает 5 Й. Расхождение в результатах опытов незначительно: среднее значение Кт равно (57,1+4,4) мкг л,р Ю09 оог ао з 2488/30 Тираж 514 ПИ писно нт", г, Ужгород, ул. Проектная,иал 1. Способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения погруженного в анали- % зируемую воду индикатора-адсорбата на носителе-сорбенте, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повы" шения чувствительности и избирательности, в качестве носителя-сорбен" 6 та используют гидрофобный сорбент со средним радиусом пор в области 0,2-200 нм. 82. Способ по п. 1 о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что в качествегидрофобного сорбента используютгидрофобные макропористые силохромысо средним радиусом пор 20-30 и40-.60 нм.Источйики инФормации,принятые во .внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2917913/23-26,кл. С 01 В 13/00, 30.04.80.2. Журнал аналитической химии,1980, 35, 481.