Методы определения концентрации фенолов в сточных водах

yle="font-size:14pt;line-height:150%;text-align:justify">- n-нитроанилин. Продажный препарат рекомендуется перекристаллизовать из горячей воды. Выпавшие при охлаждении раствора кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера и высушивают в шкафу при 60 °С.

- диазотированный n-нитроанилин. В небольшую колбу вносят 0,345 г n-нитроанилина, прибавляют 1,6 мл концентрированной соляной кислоты, 5 мл дистиллированной воды и слегка нагревают до полного растворения. Затем раствор охлаждают до 5 °С водой со льдом и быстро титруют 1 н. раствором нитрита натрия (также охлажденным до 5 °С) до окрашивания йодокрахмальной бумаги в синий цвет. Удаляют избыток нитрита с помощью небольшого кристалла карбамида, переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл, разбавляют дистиллированной водой до метки и перемешивают. Раствор хранят при температуре не выше 8 °С и не более 2 - 3 суток. Перед применением, если надо, фильтруют [21].

- нитрит натрия, 1 н. раствор. Растворяют 0,69 г нитрита натрия в 10 мл дистиллированной воды. Раствор приготовляют перед употреблением.

- йодокрахмальная бумага;

- серная кислота, разбавленная 1:4;

- карбонат натрия, 2 н. раствор. Растворяют 106 г безводного карбоната натрия в дистиллированной воде и разбавляют до 1 л.

- хлорбензол чда. Продажный препарат высушивают в течение суток прокаленным хлоридом кальция и перегоняют, отбирая фракцию, кипящую при 132 °С.

- изопропанол. Продажный препарат высушивают, всыпая в избытке едкое кали, и перегоняют при 82 °С.

- изопропанольная смесь. Смешивают 75 мл перегнанного изопропанола с 25 мл воды и 1 мл 1 н. раствора едкого натра.

- едкое кали, 1,5%- ный раствор;

- 4-аминоантипирин, 2%- ный раствор;

- гексацианоферрат (III) калия, 2%- ный раствор;

- оксид алюминия, 2,5%- ной влажности. В склянку вместимостью 1 л, снабженную притертой пробкой, вносят 400 г безводного оксида алюминия, прибавляют 10 мл дистиллированной воды и встряхивают в шюттель-аппарате 4 часа. Хранят в той же склянке.

- фенол чда. Продажный препарат очищают возгонкой (переход вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу). Для этого его помещают в стакан с широким дном, накрывают стакан часовым стеклом и нагревают на песочной бане, одновременно охлаждая сверху часовое стекло смесью льда и поваренной соли. Белые кристаллы фенола собираются на нижней выпуклой поверхности часового стекла [20].

- 2-крезол чда. Продажный препарат перед применением перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 190 °С. Хранят в темной склянке с притертой пробкой.

- m-крезол. Продажный препарат перегоняют, отбирая фракцию, кипящую при 202,8 °С, и хранят в темной склянке с притертой пробкой.

- n-крезол. Продажный препарат перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 202,5 °С и хранят в темной склянке с притертой пробкой [18].

3. Ход определения.

Анализ сточных вод с относительно высоким содержанием летучих фенолов. Отбирают такой объем анализируемой сточной воды, чтобы в ней содержалось 10 - 100 мг всех летучих фенолов и отгоняют их, как описано в разделе 4.1. Дистиллят подкисляют до добавлением 1 н. , насыщают поваренной солью и обрабатывают диэтиловым эфиром до полного извлечения фенолов. Обычно на это расходуется несколько порций эфира по 20 - 30 мл [19]. Полноту извлечения проверяют качественной реакцией с 4-аминоантипирином. Из объединенной эфирной вытяжки фенолы количественно извлекают несколькими порциями 1,5%- ного раствора едкого кали и в мерной колбе доводят объем щелочного раствора до 100 мл [20].

Переносят в делительную воронку аликвотную часть щелочного раствора 1 - 10 мл, прибавляют 1 мл разбавленной (1:4) серной кислоты (выделяется ), 25 мл хлорбензола и взбалтывают. Отделяют слой хлорбензола и пропускают его через сухой бумажный фильтр [23].

Для хроматографического разделения используют стеклянные пластинки размером см. Насыпают на стекло около 20 г оксида алюминия и прокатыванием стеклянной палочкой, на концы которой надеты резиновые трубки, создают слой толщиной около 1 мм. На расстоянии 15 мм от нижнего края проводят стартовую линию и наносят на нее 0,5 - 1,0 мл хлорбензольного раствора [20]. Затем помещают пластинку в хроматографическую камеру (предназначена для безопасного нанесения на хроматографические пластины обнаруживающего реагента; при опрыскивании пластины, размещенные на установочном столике, помещают в камере), изображенную на рисунке 4.7 так, чтобы она была наклонена к горизонтальной плоскости примерно на 10°. В камеру предварительно наливают 80 мл бензола, уровень его должен достигать нижнего края стекла. Сосуд закрывают пришлифованной крышкой и оставляют на 20 минут. В течение этого времени фронт растворителя продвигается до верхнего края слоя адсорбента [23]. На расстоянии 1 - 1,5 см от стартовой линии появляется розово - сиреневое пятно фенола (), далее, на расстоянии 7 - 8 см от старта образуется серо - сиреневое пятно о-крезола () и на расстоянии около 13 см - светло-коричневое пятно m-крезола и n-крезола (). - радиус - фактор (отношение длины пути, пройденное веществом от линии старта - рассчитывается до центра пятна - к длине пути, пройденного растворителем от линии старта) [18].

Рис. 4.7. Хроматографическая камера.

Затем стекло вынимают, высушивают на воздухе под тягой и вырезают скальпелем окрашенные пятна. Окрашенные участки адсорбента, содержащие фенол и о-крезол, обрабатывают отдельно изопропанольной смесью порциями по 10 мл и отфильтровывают оксид алюминия через стеклянный фильтр № 4 (пористые пластина или диск, полученные спеканием мелкотолченой стеклянной крошки при определенной температуре, впаянные в стеклянные цилиндры или воронки; фильтры разли­чают но номерам от № 0 до № 6; чем больше номер фильтра, тем мельче крошка использована для его изготовления и тем, следова­тельно, он плотнее), изображенный на рисунке 4.8, или отделяют его центрифугированием (разделение неоднородных систем - суспензий, шламов, эмульсий под действием центробежных сил; может производиться по принципам отстаивания или фильтрования), центрифуга изображена на рисунке 4.9. Оптическую плотность полученных растворов измеряют в кювете с толщиной слоя 20 мм при нм. По калибровочным графикам находят содержание фенола и о-крезола [20].

Рис. 4.8. Стеклянный фильтр.

Рис. 4.9. Центрифуга лабораторная.

Адсорбент с пятном, образованным производными m-крезола и n-крезола, обрабатывают 10 мл хлорбензола и по отделении адсорбента измеряют оптическую плотность полученного раствора в кювете с толщиной слоя 20 мм при нм. Содержание этих соединений находят по калибровочному графику [23].

4. Калибровочные графики.

Для определения фенола растворяют 5 г очищенного возгонкой фенола в дистиллированной воде, разбавляют до 1 л и перемешивают. Переносят 1 мл этого раствора, содержащий 5 мг фенола, в делительную воронку, прибавляют 1 мл разбавленной (1:4) серной кислоты, 25 мл 2 н. раствора карбоната натрия и 2,5 мл диазотированного n-нитранилина. Затем прибавляют 50 мл разбавленной (1:4) серной кислоты и экстрагируют краситель 50 мл хлорбензола. Хлорбензольный экстракт фильтруют через сухой бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят до метки чистым хлорбензолом и перемешивают. В 1 мл полученного экстракта содержание красителя соответствует 0,1 мг фенола. Наносят на покрытое оксидом алюминия стекло 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 и 0,75 мл экстракта, что соответствует 5; 10; 20, … , 75 мкг фенола [20].

Дальше продолжают, как при анализе пробы, получают окрашенные пятна, экстрагируют каждое пятно изопропанольной смесью и измеряют оптические плотности экстрактов при нм. Строят график в координатах содержание фенола (в мкг) - оптическая плотность [12].