Способ количественного определения алкилбензолсульфонатов

С 01 М 21/78 РЕТЕ Т 0 и 0,1651 черную колбу на истиллированно зобретени относименноопредеБС),етенияности тся к аналитическ способам коения алкилбенэол кой хими ественно ульфонатов ( Целью изоб ение селекти"белая лентара. В качествет 0,6%-ныйля (ПЭГ) с мол. 1. Приготовле атные вят смешени ств оз с ат кал од я пр р определяемогота ДБС), Растрного рас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Харьковский государственный университет им. А.М.Горького и Всесоюзныйнаучно-исследовательский и проектныйинститут поверхностно-активных веществ(56) К.Тое 1, Н.Гц 1 г 1, БресггорЬоготпегг 1 с Йегегшдпаггоп оГ ггасея оГап 1 оп 1 с Бцгйасгапся ы 1 сЬ шесЬУ 1 епеЫце йег 1 чаг 1 чея, Апа 1. СЬ 1 в, Асга,у.90, 1977, р.319-322,К,ОЪа, К,М 1 цга, Н.Бе 1 с 1 цсЬ 1,К,".ац 1, А,Мог 1, М 1 сгоапа 1 уя 1 я оГ ап 1 оп 1 с яцгГасгапся 1 п юаяСе ыагег Ъу 1 пГгагес яресСгоясору, ыагег Кея., ч,10,Кф 2 ,1976, р. 149-55,буферные растворы гото соответствующих колиещенных и двузамещенных я и растворением их в готовления 1 л 0,6 М б ора с рН 7,40 берут(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕ НРЯ ЛЛКИЛБЕНЗОЛСУЛЬФОНАТОВ(57) Изобретениеотносится к аналитической химии, в частности к способуколичественного определения алкилбензолсульфонатов, ель изобретенияповышение селективности способа. Анализ ведут обработкой пробы фосфатнымбуферным раствором с рН 7,25-7,55,раствором полиэтиленгликоля с мол,мас,1500, красителем - нейтральным красным с последующим фотометрированиемокрашенного раствора при длине волны510-520 нм. Определению не мешают алкилсульфаты и алкилсульфонаты. Чувствительность способа 5 мкг/мл. 7 табл. 9,7064 ч Иа НРО, 2 Н КНеРО, помещают в м и доводят до метки д водои,Раствор нейтральног товят растворением 0,0 в 500 мл дистиллирован фильтруют через фильтр Раствор стабилизато стабилизатора использую раствор полиэтиленглико мас, 1500,Стандартный раство додецилбенэолсульфонаворяют точную навеску примерно 0,180 гДЦБС в 80 мл дистиллированной воды,раствор переносят в мерную колбу на100 мл и доводят дистиллированный во 5дой до метки. Полученный раствор разбавляют в 10 раз.Построение градуировочного графика,В мерную колбу на 25 мл приливают5 мл буферного раствора, 0,4 мл раствора красителя, 3 мл раствора стаби. лиэатора, порцию стандартного раствораДДБС (последовательно от 1 до 7 мл вкаждую колбу) доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают,Полученные растворы спектрофотометрируют при длине волны, соответствующей максимуму полосы поглощения510 нм, в кюветах (5 см) относительно раствора сравнения, приготовленного таким же образом, но не содержащего ДДБС. Строят градуировочный график, откладывая по оси ординат значения измеряемой оптическойплотности, а по оси абсцисс - объем 25добавляемого раствора ДДБС, Статистические параметры уравнения градуировочного графика определяют с помощьюметода наименьших квадратов.Ход анализа. 30В мерную колбу на 25 мл помещают5 мл буферного раствора, 0,4 мл раствора красителя, 3 мл раствора стабилизатора и водный раствор анализируемой пробы, содержащий определяемыйДЦБС в таком количестве, чтобы его35содержание в фотометрируемом растворебыло не менее 5 мкг/мл (1,410 смоль/л) .Затем поступают так, как описано припостроении градуировочного графика,Искомую концентрацию ДЦБС оцениваютс помощью уравнения градуировочногограФика.В табл,1 приведены исходные,цанныедля построения градуировочного графика, а в табл,2 - значения параметров его уравнения.Величина предела обнаружения ДЦБС(для минимального инструментальногозначения оптической плотности при) 50нятого равным О, 010), ш,цвак =(А мин ++0,0354)/0,074 0,6 мл, что соответствует а 4,4 мкг/мл,Как видно из табл,1 и 2 при рНбольше 7,55 краситель преимуществен 55но существует в виде нейтральныхчастиц, не способных к взаимодействиюс АБС с появлением полосы поглощения, характеризующейся 9=510 нм. Даже при больших содержаниях АБСв спектре раствора красителя проходят несущественные изменения, Измеряемая величина оптической плотности Апринимает малые значения.При этом не наблюдается отчетливо выраженной проорциональности между содержанием АБС и величиной А анализируемого раствора (величина коэфФициента корреляции не превышает0,975)величина ш м более 14 мкг/мл,При рН меньше 7,25 в спектре красителя наблюдается интенсивная полосапоглощения с максимумом 530 нм, принадлежащая катиону нейтрального красного. Добавки АБС и в этом случае невносят существенных спектральных изменений А.Величина ш м также не ниже14 мкг/мл,Поскольку большие содержания АБСвызывают малые изменения оптическойплотности, ухудшается также точностьопределения.Таким образом, только при условииодновременного существования катионных и анионных частиц красителя(7,25 й рН7,55) спектральные изменения красителя происходят наиболеесущественным образом, что обеспечивает наименьшую величину ш д Из числа известных и наиболее применяемыхбуферных систем в интервале рН водного раствора 7,0-7,б приемлемс использование только Фосфатной буферной смеси, поскольку в этом случаевеличина буферной емкости больше, чемдля других буферных смесей,Боратная смесь в этой областирН обладает слабым буферным действием и, следовательно, хуже стабилизирует требуемое значение рНИспользование универсальной буфернойсмеси также нецелесообразно,таккак она содержит компоненты(уксусную, борную кислоты), способные оказывать неблагоприятное влияние на спектр катионной формы нейтрального красного и на взаимодействие ПАВ - краситель,В табл,3 и 4 приведены результаты опытов по влиянию длины волны наоптическую плотность анализируемыхрастворов и параметры уравнения градуировочных графиков.Как видно из табл.б, предел обнаружения минимальный при длинах волн510-520 нм.для определения АБС с наибольшейчувствительностью и точностью необходимо, чтобы АБС был в небольшом избытке к красителю,Так, в интервале концентрацийДДБС от210до2 1 Омоль/лдостаточно создать, как следует изданных табл.5, в Фотометрируемом оастворе концентрацию красителя от 6,5 их 10 до,9,7 10 моль/л. Это и реа.лиэовано в приведенных примерах,где содержание нейтрального красного составляет 8,710 моль/л.6Наличие в системе нейтральный крас,ный - АБС стабилизатора полиэтиленгликоля практически не влияет на чувствительность способа, поскольку абсолютная величина оптической плотности раствора (см,данные табл,б) в присутствии стабилизатора не увеличивается.Роль ПЭГ сводится к предотвращениюрезкого уменьшения величины оптичес -кой плотности А фотометрируемого раст вора во времени и, тем самым, к повышению воспроизводимости определения.Наилучшим образом предотвращает уменьшение А раствор ПЭГ с молмас. 1500(относительное понижение А эа первые 3010 мин не более 3,4 за 60 мин -6,5 Е). Испытанный для этой цели поливиниловый спирт (ПВС) также может внекоторой степени предотвращать понижение А (относительное понижение А 35за первые 10 мин 5,4 , эа 60 мин -17,2 ). Но он оказался менее пригодным с практической точки зрения, поскольку в его присутствии с алкилсульфатами и алкилбензолсульфатами, 40как правило сопутствующими АБС в анализируемых объектах, легко образуется муть.Из представленных в табл.б данныхследует, что наименьшее ослабление 45окраски раствора наблюдается в случае 0,07 -ной концентрации ПЭГ (п р им е р 1: 3 мл О,б -ного раствораПЭГ разбавляют до 25 мл), При этомза время, достаточное для осуществления измерения А (5-О мин с моментаприготовления раствора), она изменяется не более, чем на 3,4 , При увеличении содержания ПЭГ в Фотометрируемом растворе стабилизирующее действие не усиливается, но в спектре наблюдается батохромное смещение иден -тифицируемой полосы поглощения, затрудняющее осуществление анализа,П р и м е р 2. Определение АБС всульфонолах - промышленно выпускаемых СПАВ. В сульфоноле марки А содержится до 35-40 АБС, а в сульфонолемарки Б - до 42-457,Навеску соответствующей марки сульфонола О,5 г (ш) растворяют в Модедоводят объем раствора до 100,0 мло(Ч). Из полученного раствора отбирают аликвоту Ч (мл) и помещают вмерную колбу на 25,0 мл (Ч), Затем внее добавляют 5 мл буферного растворас рН 7,40 (фосфатный), 0,40 мл раствора нейтрального красного (концентрация 5,4 10 " моль/л), стабилизатор пополиэтиленгликоль (3 мл О,б -ногораствора) и воду до метки. Полученныйраствор тщательно перемешивают и Фотометрируют в кюветах (5 см) относительно раствора сравнения, в которомотсутствует ПАВ . Для определения содержания АБС в фотометрируемом растворе используют уравнение градунровочного графика. Так как свободный членуравнения - статистический нуль, то онооно имеет следующий вид:А=74010, Чгде А - оптическая плотность раствора;- объем раствора стандартноговещества (ДЦБС), добавляемогов мерную колбу, мл.Поскольку 1 мл стандартного раствора ДДБС создает в Фотометрируемомрастворе концентрацию 7,28 10 г/л(см,табл,1), то уравнение градуировочного графика пример вид:А=7,40 1 ОС/(7) 2810 )где С - концентрация ДДБС в фотометрируемом растворе, г/л (пример 1, табл,2).В исходном растворе (Ч) концентрация (г/л) искомого АБСадье = и ш 10 /Ч,1575107 Таблице 1 Оптическая плотность вналиэируемого раствора при толщине поглоэ 3 аюаегоеслоя 5 см (длине волны 5 О нм) при рН Количество добавляемого стандартного раствора 31 ДБс, 9, л Содержание ПдБС мет в фо Риру раст гlмл вликве 7,65 7,7 3,5,о ,о э,о 4,0 5,0 6,0 7,О Квжд ельных иэмерений е вначение - среднеарифметический реэультат трех и Т а ц а дние квадратичныелонения П рН Уравнен Коэффициенткорреляции ПределобнаруженияДЦБС о коэффициента ре- грессии во а 03 я 4 и 33 4 кг/мл-33 0,9 1,64 10 0,971 3,67 1 8 Учитывая, что Ч 0,100 л, Ч=25,0 мзт,получим искомую величинуи:и 10 . А/(4,0664 п 1 Ч 33)Полученные данные представлены втабл. 7,Из данных табл,7 следует, чтоотносительное стандартное отклонениеикомой величины для марок А и Б составляет соответственно 1,15 и 0,977,а содержание АБС - 37,9+0,5 и 4,7+й),4 Х.Таким образом, предлагаемый способ позволяет селективно определятьапкилбенэолсульфонаты беэ предварительного отделения от других анионактивнь 3 х поверхностно-активных веществ, например алкилсульфатов, алкилА=-3,5410 ++33215,Ч сульфонатов и др., с чувствительностью 5 мкг/мл. Формула изобретенияСпособ количественного определения алкилбензолсульфонатов путем обработки анализируемой пробы красителем с последующим фотометрированием окрашенного раствора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения селективности способа, в качестве красителя используют нейтральный красный и обработку ведут в присутствии фосфатного буферного раствора с рН 7,25-7,55 и полизтиленгликоля с мол.м. 1500, а спектрофотометрирование осуществляют при 510-520 нм.1575107 Таблица 3Данные для построения градуировочных графиков при рН 7,40 Оптическая плотность анализируемогораствора при рН 7,40, толщине поглощающего слоя 5 см и длине волны, нм Содержание ДДБС Количество добавляемого в фотометрируемомрастворе.,г/мл в аликвоте,стандартного раствора ДДБС,мл 520 530 505 510 515 7,28 1 О 1,46 10 2,18 1 О 2,911 О3,64 10 4,24 105,84 10 Таблица 4 Ко эффициент корреляции Средние квадратические отклонения Вид уравнения Длина волны, нм свободного коэффицичлена ента ре- грессии 1,0 10-5 2,610 6,3 10 4,710 4,6 1 Г 5,8102,8102,7 1 О 2,1 10 А, = От 0159+010146 /А-.0,020+0,0642-ЧА=-0,035+0,074.ЧА=-0,038+0,073 ЧА=-0,031+0,054.Ч 505 510 515 520 530 О, 980 О, 980 О, 982 О, 983 О, 980+ Расчет по аналогии с примеромТаблица 5 ть фотометрируемого раствора (55 нм, длина поглощаощего слоя 5 см, ра раствора 740) при концентрации ЛЛЛС, моль/л0 6,24 1 О 8,32 1 О 1,04О 1,25 10 1,46 1 О 1,66 О 1,9-100,038 0,053 0,070 0,077 0,085 0,090 0042 0,066 О 095 О 1 08 О 1 15 О 1 22 0,134 О,67 0,277 0,36 0,375 0430 О,88 0,230 О, 388 О, 443 О, 487 О, 558 0,192 0,292 0412 0,485 О 583 0,6720,2 О 0,308 0,424 0,493 О, 585 0,6900,190 0,272 О, 514 О, 561 О, 590 О, 7160,218 0,283 0,532 0,577 0,625 0,7320,265 0,313 О, 566 0,588 0,643 07550,331 0,363 0,607 0,633 0,651 0,77 Концентрация нейтОптическая плотное ральиого краслого, моль/л 2,08 10 4,161 4,92 1 О540 106,48 О7,56 О8,64 1 О9,72 101,08101,19 О1,ЗО 1 О1,40 1 О 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 1,82.10 3.6410 5,46 10 7,28 10 9,1010 1,06 10 1,461 О 0,012 0,015 О,ОЗ 7 0,053 0,055 0,074 О,117, 0,179 0,243 О,З 10 О,О 2 О 0,0270,096 О,40 0,147 0152 О,161 О,196 0,250 О,З 72 О, 035 О, 045 0,053 0,070 0,092 0,110 0,115 0,030 0,135 0,173 0,190 0,330 .0,385 0,410 0,061 0,083 0,25 0,302 О,ЗЗ 7 0,366 О,З 51 0,364 0,381 0,427 0,035 0,145 0,187 0,197 0,352 0,416 0,490 0,030 0,132 0,180 0,200 0,363 0,412 0,463 0,020 0,050 0,138 0,2 О 0,262 0,307 0,323 ПределобнаруженияДДБС,1 П уИм амкг/мл12 1575107 Таблица 6 ЧОптическая плотность раствора А, измеренная при 510 нм (по примеру 1) после приготовления раствора через ) мин Стабилизатор и егосодержание в фотометрируемом р-ре Т Г 1 О 15 60 О, 4400,416 0)3700,4130,4510)474 0)463 0,496 0,447 0,460 0,488 0,495 0,478 0,439 0,445 0,474 0,483 0,460 0,423 0,427 0,467 0,478 Без стабилизатора ПВС, 0,01%-ный р-р ПВС, 0,02%-ный р-р ПЭГ, 0,04%-ный р-р ПЭГ, 0,07%-ный р-р ЧСреднеарифметический результат трех параллельных измеренийФЧОбразование мути Таблица 7 Марка Результаты определения содержания АБС в сульфонолах- г. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5