Резорцин в воде водоемов

24.09.2016
Определение с пирокатехином


Принцип метода. Метод основан на том, что резорцин и пирокатехин, одновременно присутствуя в растворе, окисляются йодом с образованием окрашенного в фиолетовый цвет соединения, в котором продукты окисления резорцина и пирокатехина находятся в отношении 1:1.

Реакция происходит в уксуснокислой среде (pH 5,7). Продукт реакции экстрагируют н-бутанолом и по оптической плотности полученного раствора определяют его концентрацию. Определению не мешают о-крезол, фенол, о- и п-фенил-фенолы, тетрабутилфенол, салициловая кислота, все амино-фенолы, о- и м-нитрофенолы. Гидрохинон не мешает определению, если его количество не превышает в 12 раз содержание резорцина.

Предел обнаружения 0,05 мг/л.

Реактивы. 1. Диэтиловый эфир, свежеперегнанный и высушенный безводным сульфатом натрия.

2. Хлористоводородная кислота, разбавленный 1:7 раствор, насыщенный хлоридом натрия.

3. Хлористоводородная кислота, 1 н. раствор.

4. Сульфат натрия безводный.

5. Гидроксид натрия, 5% раствор, содержащий 20% хлорида натрия.

6. Йод, 0,1 н. раствор.

7. Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор.

8. Ацетатный буферный раствор, pH 5,7.

9. Пирокатехин, 0,05 % водный раствор.

10. Крахмал, 1 % раствор, содержащий 2 % йодида калия. Готовят, как указано в п. 4.40.1.

11. н-Бутанол.

12. Хлорид натрия.

13. Стандартные растворы резорцина. а) Основной раствор с содержанием 1 мг/мл. б) Рабочий раствор резорцина, содержащий 0,05 мг/мл, получают разбавлением основного в 20 раз.

Ход определения. Если вода окрашена или сильно загрязнена органическими веществами, то надо предварительно экстракцией выделить из нее фенолы. Отбирают 250—500 мл (в зависимости от содержания фенольных соединений) воды и нейтрализуют 1 н. хлористоводородной кислотой. Необходимое для этого количество хлористоводородной кислоты находят титрованием другой порции воды по метиловому оранжевому. Затем воду насыщают хлоридом натрия, подкисляют хлористоводородной кислотой пл. 1,19 г/см3, пока содержание ее не будет отвечать отношению 1:7, и проводят экстракцию несколькими порциями диэтилового эфира (от 5 до 50 мл в зависимости от объема взятой для анализа пробы). Число этих порций влияет на общее содержание органических веществ в воде. Эфирные вытяжки собирают вместе и промывают небольшим количеством хлористоводородной кислоты (1:7), насыщенной хлоридом натрия. Затем эфир отгоняют, пока объем оставшегося раствора не будет равен 25—50 мл. В этом растворе содержатся кислотные, нейтральные и некоторые амфотерные органические соединения, а также все фенолы, извлеченные из исследуемой воды.

Эфирный раствор обрабатывают тремя последовательными порциями раствора гидроксида натрия по 30 мл каждая. Отделяют водный щелочной раствор от эфирного слоя, насыщают его диоксидом углерода (пока опущенная в раствор фенолфталеиновая бумага не перестанет окрашиваться в красно-фиолетовый цвет) и снова экстрагируют несколькими порциями эфира. Соединив эфирные вытяжки, их высушивают безводным сульфатом натрия и отгоняют эфир. Последние следы эфира удаляют из колбы, продувая воздух с помощью резиновой груши через введенную в колбу стеклянную трубку (конец стеклянной трубки не должен касаться содержимого колбы).

Остаток в колбе состоит из фенолов, присутствовавших во взятой для исследования пробе воды.

Затем фенолы растворяют в воде, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 10 мл, разбавляют водой до метки, перемешивают и отбирают аликвотную часть для определения резорцина. Оставшийся в мерной колбе раствор можно использовать для определения пирокатехина и других фенолов.

В градуированную пробирку, снабженную притертой пробкой, наливают 2 мл полученного раствора (в этом объеме должно содержаться от 0,004 до 0,08 мг резорцина), прибавляют 1 мл ацетатного буферного раствора, 1 мл 0,05 % пирокатехина, 1,5 мл 0,1 н. йода и дают постоять 2 мин.

Затем прибавляют 2 капли 1 % крахмала и оттитровывают избыток йода 0,1 н. тиосульфатом натрия. Необходимо избегать добавления избытка тиосульфата, так как это в дальнейшем приводит к ослаблению полученной окраски. Затем добавляют 3 мл н-бутанола, сильно встряхивают содержимое пробирки, переносят в делительную воронку, дают постоять до разделения слоев и отделяют водный слой.

Окрашенный слой н-бутанола фотометрируют при зеленом светофильтре (λ 540 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 1 см по отношению к н-бутанолу, полученному при проведении через определение 2 мл дистиллированной воды.

Содержание резорцина (мг) находят по калибровочному графику или визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов, обработанных одновременно с пробой.

Калибровочный график. Отбирают 0—0,1—0,2—0,6—1—2 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует содержанию резорцина 0—0,005—0,01—0,03—0,05—0,1 мг, разбавляют каждую порцию дистиллированной водой до 2 мл и продолжают, как при анализе пробы. Окраски устойчивы в течение нескольких часов. Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах оптическая плотность — содержание резорцина (мг).

Концентрацию резорцина (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = А*100*1000/2*V = A*5000/V,


где А — количество резорцина, найденное по калибровочному графику или шкале стандартных растворов, мг; 10 — вместимость мерной колбы, в которую переносят водный раствор резорцина, мл; 2 — объем аликвотной части раствора, взятого для анализа, мл; V — объем пробы, взятой для анализа, мл.

Хроматографическое определение резорцина и гидрохинона


Принцип метода. Нелетучие фенолы извлекают диэтиловым эфиром из кислой среды после отгонки летучих фенолов. Гидрохинон и резорцин разделяют на оксиде алюминия, подвижный растворитель — смесь хлороформа, ацетофенона и диэтиламина в соотношении 20:100:1.

Предел обнаружения для гидрохинона 0,2 мг/л, для резорцина 0,02 мг/л.

Реактивы. 1. Серная кислота пл. 1,84 г/см3.

2. Хлорид натрия кристаллический.

3. Диэтиловый (серный) эфир.

4. Хлороформ.

5. Ацетон.

6. Диэтиламин. Препарат очищают перегонкой, отбирают фракцию, кипящую при 56 °C.

7. Подвижный растворитель: смесь 56 мл хлороформа, 28 мл ацетона, 2,8 мл диэтиламина.

8. Оксид алюминия безводный.

9. Сульфат кальция безводный (гипс).

10. Диазотированный п-нитроанилин.

11. Метанол.

12. Гидрохинон. Препарат очищают возгонкой. Для этого его помещают в стакан с широким дном, накрывают стакан круглой колбой, в которую вливают холодную воду. Нагревают на плитке до кипения и прекращают нагрев. Во время охлаждения гидрохинон сублимируется в виде длинных белых игл на наружной поверхности колбы.

13. Резорцин. Очищают аналогичным методом, но без охлаждения.

14. Стандартный раствор гидрохинона. Растворяют 50 мг очищенного препарата в мерной колбе вместимостью 1 л и доводят объем до метки дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,05 мг гидрохинона.

15. Стандартные растворы резорцина. а) Основной раствор. В мерной колбе вместимостью 1 л растворяют 100 мг очищенного препарата и доводят объем до метки дистиллированной водой. В 1 мл содержится 0,1 мг резорцина, б) Рабочий раствор готовят разбавлением основного в 10 раз. В 1 мл содержится 0,01 мг резорцина. Применяют свежеприготовленным.

Приготовление хроматографических пластинок. В фарфоровой ступке растирают смесь 12 г безводного оксида алюминия и 2,4 г сульфата кальция, приливают 25 мл дистиллированной воды, перемешивают до однородной сметаноподобной массы и наносят на 2 стеклянные пластинки размером 10-20 см. Пластинки сушат 20 мин на воздухе в горизонтальном положении (до загустения), а затем в сушильном шкафу в течение 1 ч при 100 °С. Хранят готовые пластинки в эксикаторе над силикагелем.

Ход определения. К 1 л исследуемой воды приливают 2,5 мл серной кислоты пл. 1,84 г/см3 и выпаривают в фарфоровой чашке до объема около 100 мл. Остаток насыщают хлоридом натрия и экстрагируют фенолы 25 мл диэтилового эфира. Эфирный экстракт упаривают до объема 2 мл на водяной бане при 40 °C и наносят на стартовую линию хроматографической пластинки с помощью стеклянного шприца «полосой» (в нескольких точках стартовой линии).

Пластинку помещают в хроматографическую камеру, в которую предварительно наливают подвижный растворитель, и оставляют на 30 мин. При наличии гидрохинона в верхней части пластинки появляются розовые пятна (Rf 0,86). Пластинку вынимают из камеры, сразу вырезают скальпелем окрашенное пятно, экстрагируют 10 мл хлороформа и фильтруют его через стеклянный фильтр № 4. Фотометрируют при зеленом светофильтре (λ 540 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2 см по отношению к хлороформу, полученному после обработки примерно такого же количества чистого сорбента, снятого с пластинки. Концентрацию гидрохинона (мг/л) находят по калибровочному графику.

После удаления пятна гидрохинона пластинку высушивают и опрыскивают диазотированным п-нитроанилином. В средней части пластинки появляется оранжевое пятно резорцина (Rf 0,45). Пятно вырезают и экстрагируют последовательно 10, 10 и 5 мл метанола. Соединяют экстракты, фильтруют через стеклянный фильтр № 4 и фотометрируют при синем светофильтре (λ 450 нм) в кюветах с толщиной оптического слоя 2 см по отношению к метанолу, полученному после обработки примерно такого же количества чистого сорбента, снятого с пластинки. Концентрацию резорцина (мг/л) находят по калибровочному графику.

Калибровочный график. Для гидрохинона отбирают 5—10—15—20 мл стандартного раствора, что соответствует концентрациям 0,25—0,5—0,75—1 мг/л. Каждую порцию разбавляют до 1 л дистиллированной водой, выпаривают в кислой среде до объема около 100 мл и продолжают далее, как при анализе пробы.

Для резорцина отбирают 2—5—10—15—20 мл рабочего стандартного раствора, что соответствует концентрациям резорцина 0,02—0,05—0,1—0,15—0,2 мг/л. Каждую порцию разбавляют до 1 л дистиллированной водой, выпаривают в кислой среде до объема около 100 мл и продолжают далее, как при анализе пробы.

Калибровочные графики для гидрохинона и резорцина строят в координатах оптическая плотность — концентрация вещества (мг/л).