Методы определения концентрации фенолов в сточных водах

Рис. 4.4. Делительная воронка.

Взбалтывают раз десять, дают хлороформу отделиться, потом снова взбалтывают столько же раз и дают хлороформу собраться внизу воронки. Хлороформный экстракт фильтруют через бумажный фильтр или через воронку с фильтрующим стеклянным слоем, поместив в нее 5 г обезвоженного сульфата натрия, собирая фильтрат в кювету с толщиной слоя 5 см [23].

Измеряют оптическую плотность по отношению к раствору холостого опыта при нм. Содержание фенола находят по калибровочному графику.

7. Расчет.

1) Содержание летучих с паром фенолов в расчете на простой фенол (х) в мг/л находят по формуле:

                                                                                                          (4.5)

где – содержание фенола, найденное по калибровочному графику, мкг; - объем пробы, взятой для анализа, мл; - объем аликвотной порции дистиллята, взятой для экстракции, мл; - объем дистиллята, мл [20].

Определение относительно больших количеств (без экстракции). Отбирают аликвотную часть дистиллята, содержащую 0,1 - 0,5 мг фенола (не менее 10 и не более 100 мл), переносят в стакан вместимостью 250 мл и разбавляют дистиллированной водой до 100 мл. Проводят холостой опыт с 100 мл дистиллированной воды [21]. Прибавляют 1,0 мл буферного раствора и 2,00 мл раствора 4-аминоантипирина, перемешивают, наливают 2,00 мл раствора гексацианоферрата (III) или персульфата и снова перемешивают. Через 15 минут измеряют оптическую плотность по отношению к раствору холостого опыта при нм. Содержание фенола находят по калибровочному графику [12].

2) Содержание летучих с паром фенолов в расчете на фенол в мг/л находят по формуле:

                                                     ,                                               (4.6)

где - содержание фенола, найденное по калибровочному графику, мг; - объем пробы, взятой для анализа, мл; - объем аликвотной части дистиллята, взятой для колориметрического определения, мл; - объем дистиллята, мл [20].

Данная методика приведена на основании документа ПНД Ф 14.1:2.105-97 "Методика выполнения измерений массовой концентрации летучих фенолов в природных и очищенных сточных водах фотометрическим методом после отгонки с водяным паром" [26].

4.4 Определение очень малых концентраций

Метод концентрирования растворов фенолов сорбцией последних на активном угле с последующей их десорбцией был испытан во многих отечественных и зарубежных лабораториях и показал, что им достигается полное извлечение фенолов, без потерь, при соблюдении следующих условий [20].

1. Активный уголь с сорбированными на его поверхности фенолами должен подвергаться последующей обработке немедленно, так как при соприкосновении его с воздухом на нем развиваются микроорганизмы, уничтожающие фенолы.

2. Активный уголь перед применением должен быть тщательно очищен от железа, вызывающего каталитическое окисление фенолов кислородом воздуха [27].

Для очистки от железа уголь заливают соляной кислотой плотностью 1,12 г/см, оставляют на ночь, переносят на воронку Бюхнера и колбу Бунзена (воронка предназначена для фильтрования, состоит  из фильтровальной бумаги из смеси целлюлозных волокон и манильской пеньки; круглый бумажный фильтр предварительно смачивают на воронке растворителем, затем плотно прижимают фильтр к воронке, подключая вакуум, после чего в воронку начинают добавлять фильтруемую смесь; осадок на фильтре отжимают при помощи широкой плоской стеклянной пробки до тех пор, пока перестанет капать маточный раствор) [23], представленную на рисунке 4.5, отсасывают кислоту, тщательно промывают водой до исчезновения ионов железа в промывных водах и прокаливают 30 минут при 600 - 700 °С [20].

Рис. 4.5. Воронка Бюхнера и колба Бунзена.

Очищенный активный уголь помещают в трубку диаметром 1 см. Насыпают около 2 г угля, который образует слой около 11 см. Затем пропускают подкисленную до анализируемую воду со скоростью 1 л в 2,5 – 3 часа. При содержании в воде фенолов в концентрациях порядка микрограммов на 1 л рекомендуется пропустить через уголь 2 л анализируемой воды [20].

Уголь переносят на фильтрованную бумагу (специальная техническая бумага, которая имеет определенный химический состав, структуру волокон и пористость; в зависимости от дальнейшего предназначения бумага может состоять как из целлюлозы и хлопка, так и из синтетики), заворачивают в нее и обрабатывают диэтиловым эфиром в аппарате типа Сокслета (в патрон насадки помещается экстрагируемое вещество, а в колбу - экстрагент (растворитель) и «кипелки» - кусочки фосфора, обеспечивающие равномерность кипения, после чего смесь начинают кипятить [23]; пары растворителя, проходя по отводной боковой трубке, попадают в холодильник и после охлаждения стекают в виде жидкости в патрон с веществом; в патроне происходят настаивание и растворение вещества в этом растворителе; когда уровень жидкости в патроне достигает высоты изгиба стеклянной изогнутой трубки - сифона - вся жидкость с растворенным в ней веществом стекает в колбу [12]; физическая сущность экстракции состоит в переходе извлекаемого (экстрагируемого) вещества из жидкой или твердой фазы в фазу жидкого экстрагента при их взаимном соприкосновении), изображенного  на рисунке 4.6,  около 8 часов [20].

Поскольку вода немного растворима в эфире, влажность угля не препятствует экстракции [26]. Извлекают фенолы из эфирного раствора щелочью и определяют фенолы в полученном водном растворе методом 4.3.

Рис. 4.6. Аппарат Сокслета

Данная методика опирается на ГОСТ 6217-74 "Уголь активный древесный дробленый" [27].

4.5 Раздельное определение летучих фенолов методом тонкослойной хроматографии

1. Сущность метода.

Летучие фенолы сначала превращают в азокрасители сочетанием с диазотированным n-нитроанилином, затем последние разделяют методом тонкослойной хроматографии на оксиде алюминия. Подвижным растворителем служит хлорбензол.

Пятна окрашенных соединений вырезают скальпелем, соединения эти извлекают тем или иным органическим растворителем, оксид алюминия отфильтровывают и окрашенные соединения колориметрируют (сравнение производят визуально по окраске фильтра исследуемой пробы с окраской фильтров стандартной шкалы) [23].

2. Реактивы: