Акриловая и метакриловая кислоты в воде водоемов

18.09.2016
Предельно допустимая концентрация в воде водоемов акриловой кислоты 0,5 мг/л, метакриловой кислоты 1 мг/л, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсикологический.

Раздельное определение хроматографией на бумаге


Принцип метода. Метод основан на переведении акриловой и метакриловой кислот в сложные эфиры в среде этиленгликоля с последующим образованием гидроксаматов, их хроматографическом разделении на бумаге, проявлении раствором хлорида железа(III) и количественном фотометрическом определении.

Предел обнаружения 0,3 мг/л каждой кислоты. Диапазон количеств измеряемых кислот в пробе 0,05—0,2 мг.

Реактивы. 1. Этиленгликоль.

2. Этанол.

3. Бутанол.

4. Хлороформ.

5. Бутанол, 10% раствор в хлороформе.

6. Уксусная кислота ледяная.

7. Подвижный растворитель. Смесь бутанола, уксусной кислоты и воды в соотношении 4:1:5.

8. Серная кислота пл. 1,84 г/см3.

9. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

10. Хлорид гидроксиламиа, 4 н. раствор. В дистиллированной воде растворяют 292 г хлорида гидроксиламина и доводят объем раствора до 1 л.

11. Гидроксид натрия, 4 н. раствор.

12. Гидроксид натрия, 0,1 н. раствор.

13. Гидросульфат калия безводный.

14. Фенолфталеин, 0,1% раствор в этаноле.

15. Хлорид железа(III), 1% раствор в этаноле. На 100 мл раствора добавляют 0,3 мл хлористоводородной кислоты пл. 1,19 г/см3.

16. Хроматографическая бумага марки «С» (средняя) Ленинградской фабрики.

17. Стандартные растворы. а) Основные растворы. Содержание акриловой и метакриловой кислот в каждом растворе определяют гравиметрически и рассчитывают в миллиграммах на 1 мл. б) Рабочие растворы с содержанием 0,1 мг/мл готовят соответствующим разбавлением основных растворов. Применяют свежеприготовленными.

Ход определения. Исследуемую воду в объеме 250 мл при содержании каждой кислоты не более 1 мг/л (или в меньшем объеме при содержании более 1 мг/л) помещают в фарфоровую чашку, нейтрализуют 0,1 н. гидроксидом натрия по фенолфталеину до розового окрашивания и выпаривают досуха на водяной бане. По охлаждении к сухому остатку добавляют 0,5 г сухого безводного гидросульфата калия и тщательно растирают фарфоровым пестиком до полного смешивания с сухим остатком. Сухой остаток полностью переносят в делительную воронку, добавляют 5 мл 10% бутанола в хлороформе и экстрагируют кислоты дважды по 10 мин. Обе порции экстракта через сухой беззольный фильтр сливают в пробирку, переносят фильтрат в фарфоровую чашку и удаляют растворитель в вытяжном шкафу. Остаток смывают 0,5 мл бутанола и переносят в пробирку. Приливают 0,7 мл этиленгликоля и 1 каплю серной кислоты пл. 1,84 г/см3, оставляют на 45 мин на водяной бане при 55 °С. Затем вносят 0,2 мл 4 н. хлорида гидроксиламина и 0,6 мл 4 н. гидроксида натрия. Содержимое хорошо перемешивают и оставляют на 20 мин для образования гидроксамовых производных.

Полученные гидроксамовые производные акриловой и метакриловой кислот разделяют на хроматографической бумаге. Хроматографическую камеру высотой 48 см и диаметром 30 см предварительно насыщают парами подвижного и неподвижного растворителя. Для этого в делительную воронку помещают смесь компонентов — бутанол — уксусная кислота — вода в соотношении 4:1:5, где при интенсивном встряхивании бутанол насыщается водой и уксусной кислотой. После разделения слоев нижний водный слой используют для насыщения камеры, т. е. пропитывают им фильтровальную бумагу, покрывающую внутренние стенки камеры. При этом концы бумаги не должны касаться друг друга и между ними необходимо оставлять окно. Насыщать камеру следует не менее чем за 6 ч до начала анализа. Верхний бутанольный слой служит подвижной фазой.

Полученные гидроксаматы в объеме 0,1 мл с помощью микропипетки наносят на полоску хроматографической бумаги марки «С» (средняя). Длина полоски 35 см, ширина 16 см, расстояние до линии «старта» 6 см. При нанесении гидроксаматов надо следить, чтобы размер пятна не превышал 5—6 мм. Для ускорения удаления растворителя используют электро-вентилятор. На одну полоску бумаги можно наносить 3 пробы в точки по линии «старта» на расстоянии 4 см одна от другой. После нанесения проб бумагу вносят в хроматографическую камеру и погружают одним кондом в растворитель так, чтобы стартовая линия его не касалась. Разделение идет нисходящим способом в течение 16—18 ч.

По истечении этого времени хроматограмму вынимают, сушат при комнатной температуре и проявляют, опрыскивая из пульверизатора 1 % зтанольным раствором хлорида железа (III). Кислоты проявляются в виде фиолетовых пятен на желтом фоне. Rf акриловой кислоты 0,26, метакриловой — 0,43.

Окрашенные зоны, соответствующие каждой из кислот, вырезают, измельчают и помещают в пробирки с 5 мл этанола для экстракции комплексов сиреневого цвета, которые полностью извлекают из бумаги в течение 2 ч. Фотометрируют растворы на ФЭК при зеленом светофильтре (λ 540 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 1 см по отношению к этанолу и по калибровочным графикам находят содержание акриловой и метакриловой кислот.

Калибровочные графики. В ряд мерных колб вместимостью 250 мл вносят по 0,5—1—1,5—2 мл рабочих стандартных растворов, содержащих по 0,1 мг/мл акриловой и метакриловой кислот, что соответствует содержанию 0,05—0,1—0,15—0,2 мг каждой кислоты. Разбавляют дистиллированной водой до метки, помещают в фарфоровые чашки для выпаривания и далее проводят анализ, как указано выше. Фотометрируют и строят 2 калибровочных графика в координатах оптическая плотность — содержание акриловой и метакриловой кислот (мг).

Концентрацию акриловой и метакриловой кислот (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А*1000/V,


где А — содержание каждой кислоты, найденное по соответствующему калибровочному графику, мг; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.