Способ количественного определения анилина и n-нитроанилина в водном растворе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) ГОСУДАРСТВЕН.ПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР Й КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИЯ ИЯ НИЕ ИЗОБРЕТ ОП АВТОРС кий институтскийи В. Н трический анаганических со 148,еа,1960, ч.5, р. в П. А, Ученые дарственногоУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Коренман И. М, Фотомелиз методом определения орединений, М.: Химия, 1975, сМаогсе й., Вапз . Таап216.Коренман И, М., Ганичезаписки горьковского госууниверситета, 952, т. 23, с. Изобретение относится к аналитической химии органических соединений (разделение и анализ) и может быть использовано при анализе очищенных сточных вод предприятий анилинокрасочной промышленности, содержащих анилин и инитроанилин,Известен способ фотометрического определения анилина и п-нитроанилина, включающий взаимодействие определяемых соединений с 4-диметилбензальдегидом с образованием интенсивно окрашенных продуктов,. Недостатком способа является невозможность раздельного определения анилина и и-нитроанилина при их совместном присутствии в водных растворах, так как максимумы светопоглощения этих веществ совпадают (А = 450 нм).Известен способ фотометрического определения анилина и п-нитроанилина, осйованный на образовании определяемыми веществами в щелочной среде окрашенных е.БО аи 1 7551 38(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЛИНА И и-НИТРОАНИЛИНА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ(57) Сущность изобретения. заключается в экстракционном извлечении и-нитроанйлина при рН 2 - 3 и анилина при рН.9 - 11 ; органическим реагентом, состоящим из бутилацетата (0,45 - 0,55 моль доли) и трикрезилфосфата (0,45 - 0,55 моль. доли), с последующим фотометрическим определением компонентов в экстракте и раэкстрактесоответственно па реакции с хлорамином Т. 3 табл. соединений при взаимодействии с 2,4-динитрофторбензолом,Недостатком способа является невозможность раздельного определения анилина и и-нитроанилина при их совместном присутствии, поскольку максийумы светопоглощениУэтих веществ совпадают (А= 495 нм),Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является спо- соб фотометрического определения анилина и и-нйтроанилина по реакции с хлорамином Т.Недостаток способа состоит в невозможности раздельного определения анилина и п-нитроанилина, так как их окрашенные соединений с хлорамином Т имеют близкие максимумы светопоглощения. Нижний предел определения анилина и и-нитроанилина составляет 6 мг/л.Цель изобретения - обеспечение возможности раздельного определения анилина и и-нитроанилина в их смеси и повышение чувствительности способа,5 10 15 2025 30 40 Поставленная цельдостигается тем, что способ количественного определения анилина и и-нитроанилина включает экстракцию органическим растворителем сначала и-нитроанилина при рН 2 - 3, затем анилина при рН 9 - 11 с последующим фотометрическим анализом экстрактов, а в качестве органического растворителя используют смесь бутилацетата и трикрезилфосфата при следующих соотношениях компонентов, моль. доли:Бутилацетат 0,45 - 0,55 Трикрезилфосфат 0,45 - 0,55 Способ раздельного определения анилина и и-нитроанилина при их совместном присутствии в водных растворах осуществляют следующим образом: в анализируемой пробе, содержащей анилин и и-нитроанилин. растворяют сульфат натрия, затем рН водного раствора доводят до 2 - 3 и экстрагируют и-нитроанилин органическим растворителем, состоящим из смеси бутилацетата (0,45 - 0,55 моль доли) и трикрезилфосфата (0,45 - 0,55 моль доли). После расслаивания фаз (4 - 6 мин) экстракт, содержащий п-нитроанилин, отделяют, Затем водный раствор подщелачивают до рН 9 - 11 и тем же растворителем извлекают анилин, Экстракт, содержащий п-нитроанилин,обезвоживают 0,5 г сульфата натрия, Содержание и-нитроанилина находят по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам определяемого вещества в органической фазе. Второй экстракт помещают в делительную воронку и проводят реэкстракцию анилина, который определяют фотометрически по реакции с хлорамином Т.П р и м е р, По прототипу; к 10 мл раствора, содержащего 0,1 мг анилина и 0,5 мг п-нитроанилина, прибавляют 5 мл 1 М раствора соляной кислоты и 3 мл 2 %-ного раствора хлорамина Т. Жидкость нагревают 10 мин при 100 С, охлаждают до комнатной температуры, вводят 7 мл 1 М раствора ИаОН и воду до объема 50 мл. Оптическую плотность желтого раствора измеряют при . 500 нм, Присутствие и-нитроанилина не мешает определению анилина. Однако дальнейшее определение и-нитроанилина не .представляется возможным,Пример 1 по способу количественного определения анилина и и-нитроанилинав водном растворе.В 100 мл водного раствора, содержащего анилин и п-нитроанилин, растворяют 21,3 г (1,5 моль/л) сульфата натия, добавляют 1 мл соляной кислоты (б = 1,639 г/л) до рН 2 и приливают 20 мл органического растворителя, состоящего из 5,1 мл бутилацетата (0,45 моль доли) и 14,9 мл трикрезилфосфата (0,55 моль доли), встряхивают в делительной воронке 5 мин. При этом и-нитроанилин практически полностью переходит в органический слой, который отделяют после расслаивания системы (через 5 мин), Затем для обезвоживания в экстракт вводят 0,5 г сульфата натрия и измеряют оптическую плотность прозрачного экстракта(Ат 405 нм). Концентрацию п-нитроанилина рассчитывают по градуировочному графику, построенному по стандартным растворам и-нитроанилина в смешанном органическом растворителе,К водному раствору, содержащем анилин, приливают 1,5 мл 1 М раствора гидроксида натрия до рН 9, вводят 25 мл органического растворителя, состоящего из 6,4 мл бутилацетата.(0,45 моль доли) и 18,6 мл трикрезилфосфата (0,55 моль доли), встряхивают в делительной воронке 6 мин, При этом анилин практически полностью переходит в органический слой, который отделяют после расслаивания системы (через 5 мин). Экстракт помещают в делительную воронку и проводят реэкстракцию анилина 25 мл 1 М раствора соляной кислоты, К реэкстракту добавляют необходимые фото- метрические реагенты (2,5 мл 1 М раствора соляной кислоты, 1,5 мл 2 %-ного раствора хлорамина Т и 3,5 мл 1 М раствора гидро- ксида натрия) и измеряют оптическую плотность реэкстракта при Л= 500 нм, Концентрацию анилина рассчить 1 вают по градуировочному графику, построен ному по стандартным растворам анилина.Примеры с 2 по 25 приведены в табл, 1.Относительная погрешность определения 6 - 10 % (не выше, чем в прототипе), нижний предел определения анилина 1 мг/л, и-нитроанилина - 2 мг/л.При проведении избирательной экстракции из водного раствора, содержащего анилин и п-нитроанилин, использованы различные обьемы органического растворителя (20 и 25 мл), Соотношение обьемов водной и органической фаз выбирают так; чтобы достигалось 95 - 96 %-ное извлечение компонентов, Такой эффект в отношении анилина наблюдается при соотношении объемов фаз 4: 1 (в примерах 100 мл водного раствора и 25 мл органического растворителя). Экстрагирующая эффективность органического растворителя в отношении и-нитроанилина выше, чем для анилина, поэтому при определении и-нитроанилина соотношение объемов фаз увеличивают до 5; 1 (в примерах 100 мл водного раствора и 20 мл органического растворителя),Степень извлечения анилина и и-нитроанилина рассчитывают по уравнению:В г 100%,где 8 - исходное содержание анилина или и-нитроанилина в анализируемом растворе, мг; Я, - содержание анилина или и-нитроанилина в реэкстракте, найденное пор градуировочному графику, мг; г - соотношение объемов водной и оргайической фаз.Соотношение объемов экстракта и реэкстрагирующего раствора (1 М соляная кислота) принято равным 1; 1 (в примерах 25 мл для реэкстракции анилина), увеличение объема реэкстрагирующего раствора нецелесообразно, так как это приводит к повышению пределов определения акилина, Уменьшение объема реэкстоагйрующего раствора приводит к значительным. потерям анилина в процессе реэкстракции, и; как правило, к снижению правильности и воспроизводимости результатов анализа.Из представленных в таблице данных следует, что для раздельного определения анилина и и-нитроанилина оптимальным является следующий состав органического растворителя: 0,45 - 0,55 моль доли бутилацетата и 0,45 - 0,55 моль доли трикрезилфосфата, Изменение соотношения компонентов предлагаемого органического растворителя в сторону увеличения содержания бутилацетата свыше 0,55 моль доли приводит к снижению степени извлечения анилина, следовательно, к значительным потерям его при экстракции и увеличению погрешности определения, Увеличение содержания трикрезилфосфата в органическом растворителе выше 0,55 моль доли, хотя и приводит к незначительному повышению степени извлечения определяемых соединений, но сопровождается образованием в водной фазе трудноразделяемой физическими методами устойчивой эмульсии. Кроме того, увеличение содержания трикрезилфосфата в органическом растворителе приводит к значительному насыщению реэкстракта этим компонентом, что вызывает помутнение реэкстракта и делает фотометрическое определение невозможным.Экспериментальные данные, небходимые для обоснования оптимальных значе ний рН водного раствора при экстракциианилина и п-нитроанилина, приведены в табл. 2.Из табл. 2 вйдно, что значения рН, обеспечивающие максимэльйое (95 - 96 %-ное) 10 извлечение анйлина, находятся в интервале9 - 11, в то время, как соответствующие величины для п-нитроанилина, обеспечивающие его наибольшую степень извлечения (95 %), равны 2 - 11.15 По заявляемому способу сначала экстрагируется п-нитроайилин, поэтому оптимальным является рй - 2 - 3; при рН3 происходит возрастание степени извлечение анилина ион будет переходить в экс тракт вместе с п-нитроанилином, чтонедопустимо при раздельном определении.По сравнению с известным способамиопределения анилина и и-нитроанилина заявляемое техническое решение имеет сле дующие преимущества: возможностьраздельного (селективного) определения компонентов при их совместном присутствии в водных средах, нижний предел определяемых концентраций по сравнениВ с 30 прототипом снижен в 5 раз для анилина и в4 раза для п-нитроанилина,Ф о р м у л а и з о бре т е н и я Способ количественного определения 35 анилина и п-нитроанилина в водном растворе путем экстракции органическим растворителем с последующим фотометрическим анализом экстракта,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения раздельного 40 определения анилина и и-нитроанилина вих смеси и повышеййя чувствительности способа, сначала ведут зкстракцию и-нитроанилина при рН 2 - 3, затем анилина при рН 9 - 11, в качестве органического раствори теля используют смесь бутилацетата и трикрезил-фосфата ., при: следующих соотношениях компонентов,моль, доли:Бутилацетат0,45 - 0,55, ТрикрезилфосФат0,45 - 0,55.0 МООМйОСЧаю - О М 3 Ц 1 3 1 1 ю)В,Г ааа а ас аю е 0 юОИМ ев л а к с а ООООЬЬю-тте СЧСЧМСЧСЧ 1 ййййй т е-е-т3-фффффю-е-т-т 3 3 3 Л 0 ". йЛ С) Л Мло 1 Лй1 ОЬ ОО ю-О: е1 ООМММОС)МММООМ 3 МбатОВИОЬф"30 1 О О О Ь б О О О Ь О С) О О Ь О О О О О О Ь О СЪ О Ь 1 Ь ОО О Ь О Ь О Ь О Ь О а О б О О О о-.а ь О о б 1 Ььа л лаоб л ЬЬОааоюа Оаа 1 Ьл абь а а с)Ое вбоюю еба а а 1 ф О О а .1.1 О О Ь ьсю 1 Ь О б т,)3 Ь О О л)ЧФ О О Сю 1 ть 1 Л)сг М ю 1 г 31 О 4 т 341 Ф 1 ВО 1 1 Ю бф) 1 1 ййфф лййф йф 01 йф л фф В 3.0 ф), %Фс,.Г Ф ес еюе та е ГегГ 4 4 юс Ъ 4е Ь юГ 4 1 О О О О Ь О О О О О О О О О О О О О О О Ь О б О О 3 о ь о О о о О о ь О О ь а с) о О о О О б а о а о Оа в в влв ввв ав Л а с а а а а ь оо о "О о о о о а ь ь о с о о о о о о о О о о о 3 1 1 3 1 1) 3 3 1 О 3- М МФ ВеюЭ лф й О т Ч М-Г В )Ммсю ВюОЛСОй 3 3 тг.елец е М)ЧММСЧМииооВммооооо 1 а в аЪ аа а с а в с в ) ЛЛО йе-О О йЛО йО 1 йййф йййфф йф й 3 1 1 1 1 ММИЬООООООООа в ас ю е ае а И Й М О О ф 00 О й ф 30 30 1 й й й й й СО СО й СО ф 00 СО 1 1 1 3 110 1755138 Таблица 2 Табл и ца внительные характеристики известного способа (прототипа) являемого спосо ототип являемый способ Наименование п изнака Раздельное определение неВОЗможно Селективность (возможностьраздельного определенияанилина и и-нитроанилина)Нижний предел определениямг/л анилинаи-нит оанилина Раздельное определение невозможно,0бщего содержания СоставительТехред М,Моргента орректор Т.Вашкович Редактор М.ТО Заказ 2887 ТиражЬПодпис ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, Ж, Раушская нэб 4/5ям ГКНТ ССС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Степень извлечения акилина и и-нитроанилина (В, О/,) органическим растворителем, состоящим из 0,45 мол. доли бутилацетата и 0,55 моль доли трикрезилфосфата, в зависимости от рН водного раствора при содержании компонентов 1-2 мг/л