Способ количественного определения фосфонатов в воде

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЫВ и 1) 80, А ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 2. Ав У 728080 (прототи УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИ ВТОРСИОМУ СВИДЕ(72) В.И. Рычкова и В,П. Маклакова (71) Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института,им. Ф.Э. Дзер жинского(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 658449, кл. С 01 В 21/25, 1977.торское свидетельство СССРкл, С 01 Ы 31/00, 1978.(54) (57) СПОСОБ КОЛИЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОНАТОВ В ВОДЕ путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония, о т л и ч а ю щ и й с я тем,.что, с целью сокращения времени определения и повышения избирательности способа, в качестве окислителя используют 210 -5"10 н, растворъсоли церия (1 У) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты.Изобретение относится к областианалитической химии, а именно к способам определения фосфонатов в воде,Фосфонаты - фосфорорганическиекомплексоны, содержащие фосфоновыегруппы (оксиэтилидендифосфоновая кислота и ее соли, нитрилтриметилфосфоновая, аминобензилидендифосфоновая,диаминоксипропипентетраметиленфосфоно"вая кислоты и др.), характеризуются 10высокой реакционной способностью,что обуславливает их широкое применение в различных областях народногохозяйства, в том числе для обработкистанционных ахлаждающйх вод с целью 15предотвращения накипеобразования втеплообменных установках,Для надежного и экономичного ведения режима обработки воды необходимэффективный химический контроль за 20содержанием этих соединений в охлаждающей воде.Известен способ определения фосфонатов путем обработки анализируемого вещества смесью сернокислого желе за и роданистого калия в среде соляной кислоты с последующим фотоколориметрированием окрашенного раствора 1Недостатком способа является егоневысокая избирательность (невозмдж- Зоно определять оксиэтилидендифосфоновую кислоту в присутствии ионов железа и алюминия при содержании вьппе0,1 мг) .Наиболее близким к изобретению35по технической сущности и достигаемому результату является способопределения фосфонатов путем окисления анализируемой пробы перекисьюводорода в присутствии раствора сернокислой меди при рН 8-12 и кипячениираствора на кипящей водяной бане споследующим фотометрированием с использованием молибдата аммония 2 .Недостатком известного способа45является его невысокая избирательность: мешающее влияние на процессминерализации фосфоновых кислот и последующее определение ортсфосфатионов оказывают соли, подвергающиесягидролизу в щелочной среде, например50соли алюминия, железа, цинка, магния.Кроме того, недостатком способа является его длительность: одно определение занимает 25-30 мин.55Целью изобретения является сакра" щение времени и повышение избиратель,ности способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу количественного определения фосфонатов в воде путем обработки анализируемой пробы окислителем при нагревании на кипящей водяной бане с последующим фотометрированием с использованием молибдата аммония в качестве окислителя используют 210 -5 10 н, раствор соли церия (1 У) и окисление ведут в присутствии 0,01-0,05 н. хлорной или серной кислоты.П р и м е р 1, Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают в термостойкий стакан емкостью 100 мл,. разбавляют до 20 мл дистиллированной водой, прибавляют 2 мл 0,01 н. раствора хлорной кислоты, 0,5 мл 0,001 н. раствора .гексанитратоцерата (1 У) ам-Бю мания (210 н, ) и нагревают в ки-. пящей водяной бане 3 мин.После охлаждения раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 мл, разбавляют до 35-40 мл дистиллированной водой, прибавляют 5 мл серной кислоты (180:820) и 2 мл раствора молибденовокислого аммония концентрации 50 г/л, перемешйвают. Спустя 2 мин вводят 0,5 мл раствора хлористого олова концентрации 10 г/л и переме-шивают, Затем доводят до метки дистиллированной водой, вновь перемешивают и через 5 мин производят измерение оптической плотности окрашенного в синий цвет раствора на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром (длина волны 650 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм относительно холостой пробы (дистиллированная вода, к которой прибавлены все реактивы в той же последовательности).Содержание фосфонатов находят по градуировочному графику.Для построения градуировочного графика готовят стандартные растворы, содержащие 0,001-0,050 мг фосфоната в пробе, разбавляют до 20 мл дистиллированной водой и далее поступают так же, как с анализируемой пробой. Градуировочный график строят, откладывая на горизонтальной оси содержание фосфоната в пробе, а на вертикальной - оптическую плотность. П р и м е р 2. Аликвотную часть анализируемого раствора, содержащую 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают в термостойкий стакан емкостью 100 мл,-4ной кислоты, 1 мл 0,001 н. раствора мония (510 н.),разбавляют дистилсульфата церия (1 Ч) (5 10 н.), раз- лированной водой до 20 мл и нагребавляют дистиллированной водой до вают в кипящей водяной бане 2 мин.20 мл и нагревают в кипящей водяной , 5 После охлаждения раствор переносят бане 3 мин. После охлаждения раствор в колбу емкостью 50 мл, разбавляют переносят в мерную. колбу емкостью до 35-40 мл дистиллированной водой 50 мл, разбавляют до 35-40 мл дис- и определяют содержание ортофосфаттиллированной водой и определяют со- ионов по методике, описанной в придержание ортофосфат-ионов по методимере 1ке, описанной в примереП р и м е р 3. Аликвотную часть Результаты определения фосфонатов анализируемого раствора, содержащую в искусственной смеси (10 мг Са+, 0,001-0,05 мг фосфонатов, помещают 10 мг Мд, 20 мг 2 пф, 2 мг Ре, в термостойкий стакан емкостью 2 мг .А 1+, 1 мг Сцм ) при укаэанных 100 мл, прибавляют 2 мл 0,5 н. раст- в примерах 1-3 концентрациях вводи- вора хлорной кислоты, 2 мл 0,005 н мых реагентов приведены в табл.1,Таблица 1 ф .1 ООЖределенияпо примеруОЭДФ 20 19 20 21 19 198 07 19 19 21 22 20 21. 20,6 1,0 2,7 17 18 18 20 20 18,6 1, 1 2,8 9,8 2 п ОЭДФ 13,4 НТФ 15,0 20 18 19 19 18 18,8 0,7 1,9 10,3 12,2 21 20 20 22 19 20,4 0,9 2,5 ДПФ П р и м е ч а н и е: ОЭДФ - оксиэтилидендифосфоновая кислота; 2 п ОЗДФ - оксиэтилидендифосфонат цинка; НТФ - нитрилтриметилфосфоновая кислота; АБДФ - аминобензилидендифосфоновая кислота; ДПФ - диаминоксипропилентетраметиленфосфоновая кислота,В табл. 2 приведены результаты по определению нитрилтриметилфосфоновой40 кислоты в присутствии различных колйчеств гексанитратоцерата (1 Ч) аммония. Концентрация серной кислоты0,03 н время нагревания 3 мин, количество параллельных анализов равнотрем. Таблица 2Найдено НТФ, мкг при концентрации церия (1 ч) ВведеноНТФ, мкг 2 ф 10 н. 1 е 10 н. 510 н. 6 АЙ 0 н. 110 н. 1,0+О, 1 21+1, 8 49+2, 1 1,0+О, 20,8+0,3 0,9+0,2 Выпадает осадок 16+4,6 38+5,0 20+1, 9 20+2, 1 51+2,8 20 50+2,7 50 Из данных табл. 2 видно, что при содержании церия (17) в пробе менее 2.ф 10 н. фосфонаты окисляются не полйостью, а при содержании более510 н. выпадаетосадок, которыйпрепятствует определению фосфонатов.122945 В табл. 3 приведены результаты зависимости оптической плотности при определении фосфонатов от кислотности среды при разложении фосфоКонцентрациякислоты, н. 0,005 0,007 0,009 0010 0,020 0,050 0,060 0,070 0340 0,355 0,370 0,380 0,380 0,380 0,350 0,300 А 1 0,345 0,350 0,370 0,385 0,385 0,384 0,356 0,310 П р и м е ч а н и е ф А 1 - оптическая плотность при подкислении растворов хлорной кислотой;А - оптическая плотность при подкислении растворов сергной кислотой. 25 Таблица 4 Введено20 мкг Найдено, мкг, в смеси2 1 Время минерализации фосфонатов, мин 20 По известному способу Не определяется Не определяется 19,8+1,2 20,011,320,2+0,9 ОЭДФ НТФ ДПФ По предлагаемому ОЭДФ 18,5+2,1 19,0+2,7 189128 19 8+12 195+15 НТФ 20,0+1,4 Оптическая плотность раствора,содержащего 0,02 мг фосфонатов, приминерализации их перекисью водорода,по известному способу равна 0,382.:Следовательно, приведенные в табл, 3бранные показывают, что фосфонатыполноСтью разлагаются при обработкепроб растворами солей церия (1 У) 19,811 9 186+28 20,4+2,5 Смеси имеют следующий состав.Смесь 1: 2 мг Са 2; 1 мг М 8 ф+;01 мг 2 пфф0,1 мг АЗ+0,01 мг Ре; 1 мг Софф фСмесь 2: 10 мг Сайф; 10 мг М 8;10 мг 2 п 2; 1 мг АР+;1 мг Рез+; 1 мг Со+;Смесь 3 50 мг Сайф 50 мг Мц20 мг 2 пфф; 2 мг АЬ+20 мг Ре; 20 мг Си" 1 натов (концентрация фосфонатов 0,02 мг в пробе, концентрация сульфата церия (1 У) 510н, время нагревания 3 мин).5 Таблица 3 в среде 0,01-0,05 н, хлорной или серной кислоты.Результаты определения фосфонатов предлагаемым и известным способами в растворах, содержащих различные количества катионов металлов, приве" дены в табл. 4. Количество параллельР ных анализов равно трем. Сопоставительный анализ определения, одних и тех же концентраций фос фонатов известным и предлагаемым способами показывает, что избирательность предлагаемого способа выше, При определении фосфонатов предлагаемым способом не мешают соли металлов в концентрациях, приведенных для смеси 3; при определении фосфонатов по известному способу не мешают солиСоставитель В. ГладковРедактор В. Иванова Техред Л.Михею Корректор О, Луговая Заказ 8129/35 Тираж 822 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 металлов в концентрациях, приведенных для смеси 1,При более высоком содержании катионов металлов в анализируемой воде наблюдается помутнение раствора при минерализации Аосонатов и дальней 22945 8шее фотометрическое определение ихстановится невозможным.Скорость минерализации фос 4 юнатовпо предлагаемому способу в шесть развыше скорости по известному способу