Способ количественного определения металлсодержащих антрахиновых хромовых и катионных красителей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ- г 11735974(22) Заявлено 04,04.77 (21) 2485506/23-04с присоединением заявки Зев(23) Приоритет(51) М. Кл. С 01 М 21/24 Гфйударстввнный квинтет СССР во делам изобретений и етнрнтнй(5 З) УДК 543 ,432(088.8) Дата опубликования описания 28.05.80 / Ф. Г. Дятловипкая, Л. Е, Ботвинова, Э. Д. Мактаз и А. А, Кручинина(72) Авторы изобретения Киевский научно-исследовательский институт обшей и коммунальной гигиены им. А. Н, Марзеева(54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТА ЛЛСОДЕРЖАЩИХ, АНТРАХИ НО НОВЫХ., ХРОМОВЫХ И КАТИОННЫХ КРАСИТЕЛЕЙ Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения металлсодержащих, антрахиноновых, хромовых й катионных красителей,Известен способ определения антрахи 5поповых красителей путемхроматографированяя анализируемой пробы .смесью растворителей пиридина и воды, взять 1 х вобъемном соотношении 1:4 1,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому ре-зультату является способ количественного определения катионных красителей путем фотоколориметрирования анализируемой йробы 21Недостатком известных способов является невозможность определения металлсодержащих, антрахиноновых, хромовытхи катионных красителей при их совмест-.ном присутствии в смеси.Бель изобретения - достижение возможности определения красителей при их совместном присутствии в смеси,2Поставленная цепь достигается тем, что анализируемую пробу обрабатывают бутанолом при рН среды 1,5-2 и хроматографируют первую аликвсту бутанольно-. го раствора в тонком слое силикагеля смесью пропанола, уксусной кислоты и во- . ды, взятых в объемном соотношении 6-7:1-2:1-3 с последующим элюированнем антрахиноновых красителей этанолом и фотоколориметрированием элюата, хром атографируют вторую аликвоту бутанольного раствора в тонком слое силикагеля смесью пропанола и аммиака, взятых в объемном соотношении 2-9:1-2, с последующим раздельным элюированием хромовых и металлсодержаших красителей этанолом и фотоколориметрированием элюатов, хроматографируют третью аликвоту бутанольного раствора в тонком слое окиси алюминия смесью бутанола и воды взятых в объемном соотношении 86-87: 13-14 с последующим элюированием этанолом катионных красителей, и фотоколориметрированием элюата.7359В примерах представлены способы количественного определения антрахиноновых . (2-4), хромовых,(5-7), металпсодержащих (8-10) и катионных 11-13) красителей.П р и м е р 1. Для определения красителей используют сточные воды Черниговского камвольно-суконного комбината. К 300 мл сточной воды прибавляют 3 мл 1 н. раствора НСК и экстрагируют 100-1 о 120 мл бутанола. Неводную вытяжку разделяют на три равные части,Первую аликвотную часть неводного экстракта упаривают до объема менее 0,5 мл и наносят на пластину с силикагелем в закрепленном гипсом слое Хе рофф матографируют в системе пропанол-уксусная кислота - вода (7:1:2).В присутствии всех черыех групп крас итепей на хроматограмме появляются20 следующие окрашенные зоны:Й = 0 - катионные красители;В =. 0,5-0,6 . - хромовые красители;М = О, 7-0,8 - антрахиноновые красители;25К = 0,9-0,95 - металлсодержащиекрасители.В зонеО, 7-0,8 происходит разделение внутри класса антрахиноновых красителеи. Для их количественного опто ределения элюируют окрашенные участки адсорбента, соответствующие отдельным представителям антрахиноновых красителей (И =О, 7 для антрахиноново о синего Ю =0,8 для антрахинонового зеле 35 ного), 10 мл этилового спирта. Оптичебкую плотность окрашенного спиртового раствора измеряют на фотоколориметре вкювете рабочей длиной 20 мм при длине в лны, соответствующей максимуму пог одо . лощения дпя данного красителя (для антрахинонового синего измерение оптической плотности выполняют при )=580 нмдля антрахинонового зеленого при Ь =6 10 ни)Ко ли тественное определение осуществляют45по калибровочным графикам. Разделение внутри группы металлсодержащих и хромовых красителей осуществляется из второй апиквотной части. После удаления растворителя наносят остаток окрашенного раствора на стекло с сипикагелем, Хроматографируют в системе пропанол-аммиак (2:1). Величины Р дпя хромового коричневого, хромового бордо, вофалана серого и вофелана красного составляют соответственно 0,5, 06,0,85 и 0,7. 74 4Количественное определение выполняют после эпюирования этиповым спиртом (10 мл) окрашенных участков сорбента, Оптическую плотность окрашенных спиртовых растворов измеряют на фотоколори метре для хромового коричневого, хромового бордо, вофалана серого, вофалана красного при.дпинах волн 440, 490 580 и 490 нм соответственно,Остаток после упаривания неводной вытяжки из третьей аликвотной части наносят на пластинку с закрепленным споем безводной окиси алюминия и хромато - графируют в системе бутанол-вода (86; 14) ., В этой системе разделяются отдельные представители группы катионных красителей. Зпюируют окрашенные участки сорбента, соответствующие отдельным представителям катионных красителей, 10 мп этилового спирта и измеряют оптическую плотность окрашенных растворов на фотоколориметре при длине волны 610 нм для катионного синего и 440 нм для астразона желтого. Количественное определение выполняют по калибровочному графику.Определение таких же групп красителей в природных водах проводят аналогично при увеличении .объема пробы до 500 мл.Чувствительность определения хромовых, катионных, антрахиноновых красителей составляет 50 мкг в пробе, а для металлсодержащих: - 100 мкг в пробе.П р и м е р 2. Отбирают 500 мл природной воды; вносят антрахинонового синего, прибавляют 5 мл 1 н. НС насышают 50 мл бутанола а затем экстрагируют 40 мл бутанола. Неводную вытяж-. ку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с силикагелем в закрепленном гипсом слое. Хроматографируют в системе пропаноп-уксусная кис; дота-вода (6:1:1). По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента пятно (В=О, 7) 10 мл этилового спирта, Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при длине волны 580 нм в стандартных условиях и количественное определение осуществляют по калибровоч ному графику. Относительная погрешность при определении наличия 200, 300, 340 и 375 мкг красителя в воде соот-, ветственно ссставпяет 6, 8; 8, 6; 3, и 8,6%.П р и м е р 3. Отбирают 50 Д мл природной воды, вносят антрахинонового зеленого, прибавляют 5 мп 1 н. НИ, на7359 сьпцают 50 мп бутанола, экстрагируют 40 мп бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее О, 5 мл и наносятна пластинку с сипикагепем. Хроматографируют в системе пропаноп-уксусная кислота- вода (7:2:3), По окончании хроматографирования извпекают окрашенный в зеленный цвет участок.адсорбента (Ю = 0,85) 10 мп этилового спирта. Оптическую ппотнссть окрашенноГо раствора иЗ меряют при длине вопны 610 нм в стандартных усповиях и осуществляют количественное определение по калибровочному графику, Относительная погрешность при определении наличия 125, 180250 и 360 мкг красителя соответственно составляет 5, 5; 8,3; 4,0 и 5, 3%.П р и м е р 4, Отбирают 500 мл природной воды, вносят антрахинонового красного, прибавляют 5 мл 1 н,НСК, на 20 сыщают 50 мп бутанопа, а затем экстрагируют 40 мл бутанопа, Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на ппастинку с силикагепем,25 Хроматографируют в системе цропаноп-ук сусная киспота-вода (6, 5:1, 5:2,5). По окончании хроматографирования извпекают окрашенный в красный цвет участок сорбента (Ю=О, 75) 10 мл этипового30 спирта. Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при дпине водны 540 нм в стандартных усповиях и количественное опредепение осуществляют по капибровбчному графику. Относи 35 тельная погрешность при определении наличия 200, 250, 300 мкг краситепя в воде соответственно составляет 8,1;5, 8 и 8,8 О/о.П р и м е р 5. Отбирают 500 мп природной воды, вносят хромового коричневого, прибавляют 5 мл 1 н. НС 6, насыщают 50 мп бутаноца, а затем экстрагируют 40 мл бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее О, 5 мп и наносят на ппастипсу с сипикагепем, Хроматографируют в системе пропанопаммиак (2:1), По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок (М =0,5) 10 мп этипового спирта, Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при длине волны 440 нм в стандартных условиях и количественное определение осуществпяют по калибровочному графику.Относитепьная погрешность при определении налйчия 250, 310 и 445 мкг красителя в воде соответственно составпяет 5, 8; 52 и 3,2 О/. 74 . 6П р и м е р 6, Отбирают 500 мпприродной воды, хромового бордо, прибавляют 5 мп 1 н. НС 2, насыщают 50 мпбутанола, а за. эм экстрагпруют 40 мпбутанопа Неводную вытяжку упариваютдо объема менее О, 5 мп и наносят наппастинку с сипикагепем, Хроматографируют в системе пропаноп-аммиак (9:1),По окончании хроматографирования извпэкают из адсорбента окрашенный участок(Ф =-0,6) 10 мп этипового спирта, Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при А =490 нм в стандартных усповиях и копичественное определение осуществпяют по капибровочномуграфику,Относительная погрешность для 180,225, 240 и 310 мкг красителя соответственно составпяет 8,7; 4,5; 4,2 и5, 7/о.П р и м е р 7, Отбирают 500 мп природной водывносят хромового черного,прибавляют 5 мп 1 н, ИСЯ, насыщают50 мп бутанола, а затем экстрагируют40 мп бутанопа, Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мл и наносят на ппастину с сипикагепем. Хроматографируют в системе пропаноп-аммиак(5:1,5). По окончании хроматографирова-ния извлекают из адсорбента окрашенныйучасток (Й =0,40) 1,0 мп этиповогоспирта, Оптическую ппотность окрашенного раствора измеря 1 от при 1=540 нмв стандартных усповиях и количественноеопредепение осуществпяют по капибровочному графику, Относительная погрешностьпри определении наличия 150, 200 и300 мкг красителя в воде соответственно составляет 7,4; 11,5 и 6, %,П р и м е р 8. Отбирают 500 мпприродной воды, вносят вафапана красного,прибавпяют 5 мп 1 н. НЯ,насыщают 50 млбутанола, а затем экстрагируют 40 млбутанопа. Неводную вытяжку упариваютдо объема менее 0;5 мп и.наносят наппастнку с силикагепем. Хроматографируют в системе .лропанол-аммиак (2:1).По окончании хромятографирования извпекают из адсорбента окрашенный участок(Р =0,7) 10 мп этилового спирта. Оптическую ппотность измеряют пои К --490 нм в стандартных условиях и количественное опредепение осуществляют покалибровочному графику.Относительнаяпогрешность при опредепении наличия 380, 440 ц 500 мкгкраситепя в воде соответственно составпяет 8,1",7,7 и 89%.7359 7П р и м е р 9. Отбирают 500 млприродной воды, вносят определенное копичество мкг вофалана серого, прибавляют 5 мп 1 н, ИИ, насыщают 500 млбутанола, а затем экстрагируют 40 мл 5бутанопа, Неводную вытяжку упариваютдо объема менее 0,5 мл и наносят наппастинку с силикагелем, Хроматографируют в системе пропаноп-аммиак .(9:2),По окончании хроматографирования извле- "кают из адсорбента окрашенный участок(И =0,85) 10 мл этипового спирта. Оптическую плотность измеряют при580 нм в стандартных усповиях и коли 15чесвенное определение осуществляют покалибровочному графику.Относительная погрешность дпя 350,400 и 500 мкг, соответственно составляет 4,3; 7,2 и 4,5%.П р и м е р 10, Отбирают 500 мл20природной воды, вносят вофалана желтоКоричневого, прибавляют 5 мл .н, НИнасьпцают 50 мл бутанопа, а затем экстрагируют 40 мп бутанопа. Невод ую вы 25тяжку упаривают до объема менее 0,5 мли наносят на пластинку с сиаикагелем.Хроматографируют в системе цропаноламмиак (5:1,5). По окончайии хроматографирования извлекают из адсорбентаокрашенный участок (ЙЯ =0,95) 10 млэтилового спирта, Оптическую плотностьизмеряют при Л =440 нм в стандартных,усповиях и количественное определениеосуществляют по капибровочному графику.35Относительная погрешность дпя 100;200; ЗОВ 400 мкг соответственно составляет 10,0; 11,5; 8,8 и 7,4%,П р и м е р 11. Отбирают 500 мпприродной воды, вносят катионного синего, прибавляют 5 мп 1 н НСВ, насыщают50 мл бутанола, а затем экстрагируют40 мп бутанопа. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мп и наносят на пластинку с окисью алюминия взакреппенном гипсом слое, Хроматографируют в системе бутанол-вода (86:14).Йо окончании хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок(Ц =0,95) 10 мп этилового спирта.Оптическую плотность окрашенного раствора измеряют при Л =610 нм в стандартных условиях и количественное опредевине осуществляют по капибровочномуграфику. Относитеиьная погрешность для 55155, 200, 255, и 300 мкг соответственно составляет 9,7; 8,4, 8,6 и 8,8%.П р и м е р 12, Отбирают 500 млприродной воды, вносят астразона желтого, прибавляют 5 мл 1 и. НСЙ, насыщают 50 мл бутанола, а затем экстрагируют 40 мл бутанола. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мли наносят на пластинку с окисью алюминия в закрепленном гипсом слое. Хроматографируют в системе бутанол-вода(8614). По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок (Р. =0,75) 10 мл этилового спирта,Оптическую плотность окрашенногораствора измеряют при Л =440 нм встандартных условиях и количественноеопределение осуществляют по калибровочному графику. Относительная погрешность при определении наличия 190,250 и 300 мкг красителя в воде соответственно составляет 5,9; 6,5 и 6,3%.П р и м е р 13. Отбирают 500 млприродной воды, вносят астразона бордоприбавляют 5 мл 1 н, НСР, насыщают50 мп бутанола, а затем экстрагируют40 мл бутанола. Неводную выдержку упаривают до объема менее 0,5 мл и наносят на пластинку с окисью алюминия взакрепленном гипсом слое, Хроматографируют в системе бутаноп-вода (86:14).По окончании хроматографирования извлекают из адсорбента окрашенный участок(Й 1 =0,5) 10 мл этипового спирта. Оптическую плотность бкрашенного раствора измеряют при длине волны=540 нмв стандартных условиях и копичественноеопределение осуществляют по калибровочному графику. Относительная погрешностьпри определении наличия 100, 250 и350 мкг краситепя в воде соответственно составляет 11,9; 7,0 и 4,3%.Для построения калибровочных графиков метаплсодержащих красителей приготовляют основной раствор металлсодержащего красителя (вофалан серый или красный) с концентрацией 100 мг/л на этиловом спирте. В ряд колб емкостью100 мп вносят последовательно 1, 2,4 и 5 мп стандартного раствора красителя и доводят до метки дистилпированной водой, Содержание красителя в пробесоставлял 100, 200, 400 и 500 мкг,Переносят каждую пробу в делительнуюворонку, прибавляют 1 мл 1.н растворасоляной киспоты и экстрагируют 30-40 млбутилового спирта в течение 5 мин. Неводную вытяжку упаривают до объема менее 0,5 мл наносят на адсорбент, (силикагель) и хроматографируют в системепропаноп-аммиак (2: 1).. А нтрахиноновые еталлсодер ромовы хром вый борд вофа-,. лансерый хромоофалан крас- ный антрахиноновыйсиний антрахиноновыйзелекорич невый ы Внесено2 400 50 100 100 210 105 260 375 45 185 95 235 405 50 95 08 Попу 0 Внесено 100 400 300 200 300 1 О 300 300 0 10 00 370 288 205 2795 390 275 190 290 385 300 185 3 9 Полу чено 5 310 5 285 105 9 7350Когда фронт растворителя достигает верхнего края стекла, его извлекают из камеры и элюируют окрашенные участки адсорбента, соответствующие отдельным представителям, 10 мл этилового спирта.Оптическую плотность окрашенного спиртового раствора измеряют на фотоколориметре в, кювете рабочей длиной 20 мм при длине волны, соответствующей максимуму поглощения для данного красителя. Например для вофаланового красного измерение оптической плотности выполняют при А =490 нм, для вофалановогосерого при Л =582 нм.Для хромовых красителей построение калибровочной кривой осуществлялось аналогично. Хроматографируют в системе пропанол-аммиак (2:1), после чего элюируют окрашенные участки, соответствующие отдельным представителям хромовых красителей 10 мл этанола. Оптическую плотность окрашенных растворов измеряют при длине волны, где наблюдался мак 25 симум поглощения каждого красителя.Для хромового коричневого этот максимум лежит при Ъ =440 нм, а для хромового бордо - 490 нм. 74 . 10Построение калибровочных кривых для антрахиноновых красителей выполняется тождественно описанным ранее. Экстракция красителей выполняется из объема 100 мл бутанолом в кислой среде. Хроматографирование осуществляется в системе пропанол-уксусная кислота-вода (7:1:2), Окрашенные участки сорбента элюируют 10 мл этанола и измеряют оптическую плотность в стандартных условиях. Для антрахинонового синего при=580 нм, для антрахинонового зеленого при 610 нм.В тех же условиях, включая экстракцию бутанолом, были сняты калибровочные графики для катионных красителей. Хроматографируют в системе бутанол-вода (86:14) на закрепленном слое окиси алю- миния 7 По окончании хроматографирования окрашенные участки адсорбента элюируют 15 мл этанола и измеряют оптическую плотность элюатов в стандартных условиях (катион синий при ) =010 нм) астразон - 440 нм).В табл, 1 и 2 приведены результаты лабораторных испытаний, проведенных с искусственно созданной смесью красите лей в воде и производственными сточными водами,735974 Продолжение табл: 1 100 1 40 50 с 2 2 70 00 295 90 280 5 1595 1 н 295 260 380 245 5 37 5 0 2 Т и 1,462,0 24 25 0555О 23 нет5 1,3 0,4 0 1,2 ,76 нет 0 3,4,0 ет 100 мк Данвьи 2,тоящий с влекать бутанолохроматог силикаге рмула изоб н и Разде части позтелей,ях, обесвос прои вст соба сос ,и антрах е, представленнье в таблицах видетельствуюто том, что наспособ позволяет полностью из смесь.красителеф экстракцией м, и четко разделять на группЫ рафированием в тонком слое ли вление пробы на три аликвотные вопиет определить любой из красодержащихся в смеси, в услопечивающих получение точных зводимых результатов, вительность предлагаемого спотавляет для хромовых, катионяых иноновых краситепей 50 мкг в пробе, а для металлсодержащв пробе,Способ количественного определения металлсодержащих, антрахиноновых, хромовых и катионных красителей, включающий фотоколориметрирование, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью возможности определения красителей при их совместном присутствии в смеси, анализируемую пробу обрабатывают бутанолом при рН среды 1,5-2 и первую адиквоту бутанольного раствора хроматографируют в тонком слое силиквгеля смесью