трусики женские украина

На головну

 Фізико-хімічні методи визначення фенолу - Хімія

Введення

Аналітична хімія - наука про методи визначення хімічного складу речовини і його структури. Однак це визначення КС представляється вичерпним. Предметом аналітичної хімії є розробка методів аналізу та їх практичне виконання, а також широке дослідження теоретичних основ аналітичних методів. Сюди відноситься вивчення форм існування елементів та їх сполук у різних середовищах і агрегатних станах, визначення складу і стійкості координаційних з'єднань, оптичний, електрохімічних та інших характеристик речовини, дослідження швидкостей хімічних реакцій, визначення метрологічних характеристик методів і т.д. Істотна роль відводиться пошукам принципово нових методів аналізу та використання в аналітичних цілях сучасних досягнень науки і техніки.

У практичних цілях не завжди потрібне проведення повного хімічного аналізу. Нерідко обмежуються визначенням двох-трьох або чотирьох-п'яти компонентів, від змісту яких залежать якість матеріалу, його технологічні характеристики, експлуатаційні властивості і т.д.

Залежно від поставленого завдання, властивостей аналізованого речовини та інших умов склад речовин виражається по-різному. Хімічний склад речовини може бути охарактеризований Масової часток (%) елементів або їх оксидів або інших сполук, а також вмістом реально присутніх у пробі індивідуальних хімічних сполук або фаз, ізотопів і т.д. Склад сплавів зазвичай висловлюють масовою часткою (%) складових цементів; склад гірських порід, руд, мінералів і т.д. - Змістом елементів в перерахунку на будь-які їхні сполуки, найчастіше на оксиди. Найбільш складний так званий фазовий або речовинний аналіз, метою якого є визначення вмісту в пробі індивідуальних хімічних сполук, форм, в пилі яких присутній той чи інший елемент в аналізованому зразку. При аналізі органічних сполук поряд з визначенням окремих елементів (вуглецю, водню, азоту і т.д.) нерідко виконується молекулярний і функціональний аналіз (встановлюються індивідуальні хімічні сполуки, функціональні угруповання і т.д.).

Теоретичну основу аналітичної хімії складають фундаментальні закони природознавства, такі, як періодичний закон Д.І. Менделєєва, закони збереження маси речовини та енергії, сталості складу речовини, діючих мас та ін. Аналітична хімія тісно пов'язана з фізикою, неорганічної, органічної, фізичної та колоїдної хімією, електрохімією, хімічної термодинаміки, теорією розчинів, метрологією, теорією інформації та багатьма іншими науками . Неможливо уявити сучасну аналітичну хімію без вчення про координаційних сполуках, про квантово-хімічних методах і теорії будови речовини, про кінетику реакцій і т.д. Використання досягнень цих наук збагачує аналітичну хімію, розширює її можливості, дозволяючи вирішувати нові завдання. Разом з тим аналітична хімія робить істотний вплив на розвиток цих наук і цілих галузей виробництва, даючи їм більш досконалі методи аналізу і відкриваючи нові перспективи розвитку. Істотні успіхи, досягнуті, наприклад, у фізиці й хімії твердого тіла, металознавстві, дослідженні каталізаторів і в багатьох інших областях, пов'язані з прогресом методів локального аналізу, що дозволили виявити розподіл домішок в аналізованому зразку по поверхні і по глибині. Отримання чистих і надчистих речовин, що складають основу багатьох галузей нової техніки, було б неможливо без розробки відповідних аналітичних методів контролю.

Взаємозв'язок аналітичної хімії з іншими науками, а також з галузями промисловості є, таким чином, однією з суттєвих особливостей цієї науки. Не можна не відзначити також, що в аналітичної хімії аналіз і синтез тісно пов'язані між собою. Поняття власне аналізу асоціюється зазвичай з поділом речовини на складові частини, але хімічний аналіз часто ґрунтується на синтезі сполук, що мають характерну забарвлення, малу розчинність, специфічну форму кристалів і т.д. Про єдність аналізу і синтезу говорить також і те, що результати синтезу зазвичай контролюються аналізом.

Хімія має важливе наукове й практичне значення. Майже всі основні хімічні закони були відкриті за допомогою методів цієї науки. Складу різних матеріалів, виробів, руд, мінералів, місячного грунту, далеких планет та інших небесних тіл встановлений методами аналітичної хімії, відкриття цілого ряду елементів періодичної системи виявилося можливим завдяки застосуванню точних методів аналітичної хімії.

Суттєве значення для багатьох технологічних процесів має контроль виробництва, здійснюваний методами політичної хімії. Так, наприклад, правильно скласти шихту в металургійному, скляному чи іншому виробництві можна, тільки знаючи склад вихідних матеріалів.

Велике значення має аналіз матеріалів в ході технологічного процесу, наприклад контроль за плавкою в металургійній промисловості або повнотою вилучення в гідрометалургійних виробництвах, що дозволяє на ходу усувати понижуючі неполадки. Не менш важливу роль відіграє аналітична хімія в геології, геохімії, сільському господарстві, фармацевтичної, лакофарбової, нафтохімічної та багатьох інших галузях промисловості.

Без аналізу грунтів, добрив і т.д. неможлива інтенсифікація сільського господарства. Особливого значення набуває аналіз ПОЧВ на вміст мікроелементів і обгрунтоване внесення відсутніх компонентів для підвищення врожайності.

Помітно зросла роль аналітичної хімії у зв'язку з тим, що більше уваги стало приділятися стану і контролю за забрудненням навколишнього середовища, контролю за технологічними викидами, стічними водами і т.д.

Велике наукове і практичне значення має аналіз космічних об'єктів і небесних тіл, вод Світового океану і т.д.

Істотне значення мають досягнення аналітичної хімії у розвитку таких галузей промисловості, як атомна енергетика, ракетобудування, електроніка та ін. Аналітична хімія не тільки забезпечила ці області ефективними методами аналізу, але і послужила основою розробки багатьох нових технологічних процесів.

1. Номенклатура

Назви фенолів складають з урахуванням того, що для родоначальної структури за правилами ІЮПАК збережено тривіальне назва «фенол». Нумерацію атомів вуглецю бензольного кільця починають від атома, безпосередньо пов'язаного з гідроксильною групою (якщо вона є старшою функцією), і продовжують в такій послідовності, щоб наявні заступники отримали найменші номери. Монозаміщені похідні фенолу, наприклад метілфенол (крезол), можуть існувати у вигляді трьох структурних ізомерів - орто-, мета- і пара-крезолів.

2. Фізичні властивості

Феноли в більшості своїй - кристалічні речовини (мета-крезол - рідина) при кімнатній температурі. Вони володіють характерним запахом, досить погано розчиняються у воді, але добре розчиняються у водних розчинах лугів. Феноли утворюють міцні водневі зв'язки і мають досить високі температури кипіння. Темніє на повітрі. Є антисептиками дуже отруйні. При попаданні на шкіру викликають опіки. Є одним з перших застосованих в медицині антисептиків.

3. Хімічні властивості

Володіє слабкими кислотними властивостями, при дії лугів утворює солі - феноляти.

- Вступає в реакції електрофільного заміщення по ароматичного кільця. Гідрокси-група, будучи однією з найсильніших донорних груп, збільшує реакційну здатність кільця до цих реакцій, і направляє заміщення в орто- і пара-положення. Фенол з легкістю алкілуючі, ацилирующей, галогеніруются, нітрит і сульфируют.

- Реакція Кольбе-Шмідта.

3.1 Реакції по гідроксильної групі

Вуглець-киснева зв'язок в фенолах набагато міцніше, ніж у спиртах. Наприклад, фенол не може бути перетворений в бромбензол дією на нього бромоводорода, тоді як циклогексанол при нагріванні з бромоводородом легко перетворюється в бромціклогексан:

Як і алкоксиди феноксид реагують з алкилгалогенидами та іншими алкилирующими реагентами з утворенням змішаних ефірів:

Фенетол

Анізол

Алкілування фенолів галогенвуглеводні або диметилсульфатом в лужному середовищі являє собою модифікацію реакції Вільямсона. По реакції алкілування фенолів хлоруксусной кислотою отримують такі гербіциди як 2,4 - діхлорфеноксіуксусная кислота (2,4 - Д).

2,4 - діхлорфеноксіуксусная кислота (2,4 - Д)

і 2,4,5 - тріхлорфеноксіуксусная кислота (2,4,5 - Т).

2,4,5 - тріхлорфеноксіуксусная кислота (2,4,5 - Т)

Вихідний 2,4,5 - трихлорфенол отримують за схемою:

1,2,4,5 - Тетрахлорфенол 2,4,5 - тріхлорфеноксід натрію 2,4,5 - трихлорфенол

При перегрів на стадії отримання 2,4,5 - тріхлорфенола замість нього може утворюватися дуже токсичний 2,3,7,8 - тетрахлордібензодіоксін:

2,3,7,8 - Тетрахлордібензодіоксін

Феноли є слабшими нуклеофилами, ніж спирти. З цієї причи-ні вони на відміну від спиртів не вступають в реакцію етерифікації. Для отримання складних ефірів фенолів використовують хлорангідріди та ангідриди кислот:

Фенілацетат

Діфенілкарбонат

3.2 Заміщення в кільце

Оксигрупи фенолу дуже сильно активує ароматичне кільце по відношенню до реакцій електрофільного заміщення. В якості проміжних сполук найімовірніше утворюються оксоніевие іони:

При проведенні реакції електрофільного заміщення в разі фенолів необхідно застосовувати спеціальні заходи для того, щоб запобігти полізамещеніе і окислення.

3.3 Нітрування

Фенол нітрит набагато легше бензолу. При дії на нього концентрованої азотної кислоти утворюється 2,4,6 - тринітрофенол (пікринової кислота):

Пікринової кислота

Наявність в ядрі трьох нітрогруп різко збільшує кислотність фенольной групи. Пікринова кислота є, на відміну від фенолу, вже досить сильною кислотою. Наявність трьох нітрогруп робить пікринову кислоту вибухової, вона використовується для приготування мелінітом. Для отримання мононітрофенолов необхідно використовувати розбавлену азотну кислоту і проводити реакцію при низьких температурах:

Виходить суміш о- і п-нитрофенолов з переважанням о-ізомери. Ця суміш легко розділяється завдяки тому, що тільки о-ізомер володіє летючість з водяною парою. Велика летючість о-нітрофенолу пояснюється утворенням внутрішньомолекулярного водневого зв'язку, в той час як у випадку п-нітрофенолу виникає межмолекулярная воднева зв'язок.

3.4 Сульфування

Сульфування фенолу здійснюється дуже легко і призводить до утворення в залежності від температури переважно орто- або пара-фенолсульфокіслот:

3.5 Галогенування

Висока реакційна здатність фенолу призводить до того, що навіть при його обробці бромной водою відбувається заміщення трьох атомів водню:

Для отримання монобромфенола необхідно приймати спеціальні заходи.

п-Бромфенол

3.6 Реакція Кольбе

Діоксид вуглецю приєднується до феноксид натрію по реакції Кольбе, що представляє собою реакцію електрофільного заміщення, в якій електрофілом є діоксид вуглецю

Фенол феноксид натрію Саліцилат натрію Саліцилова кислота

Механізм:

Дією на саліцилову кислоту оцтового ангідриду отримують аспірин:

Ацетилсаліцилова кислота

Якщо обидва орто-положення зайняті, то заміщення проходить по пара-положення:

Реакція проходить за наступним механізмом:

3.7 Конденсація з карбонілсодержащімі сполуками

При нагріванні фенолу з формальдегідом у присутності кислоти утворюється фенолформальдегидная смола:

Фенолформальдегидная смола

Конденсацією фенолу з ацетоном в кислому середовищі отримують 2,2 - ді (4-гідроксифеніл) пропан, який отримав промислове назва бісфенол:

Бісфенол

2,2 - ді (4-гідроксифеніл) пропан-ді (4-оксифеніл) діметілметан

Обробкою бісфенолу фосгеном в піридині отримують лексан:

Лексан

У парісутствіі сірчаної кислоти або хлориду цинку фенол конденсується на фталевий ангідрид з утворенням фенолфталеїну:

Фталевий ангідрид Фенолфталеїн

При сплаві фталевого ангідриду з резорцином в присутності хлориду цинку відбувається аналогічна реакція і утворюється флуоресцеин:

Резорцин Флуоресцеїн

3.8 Перегрупування Кляйзена

Феноли вступають в реакції алкілування по Фриделю-Крафтс. Наприклад, при взаємодії фенолу з аллілбромідом в присутності хлориду алюмінію утворюється 2-аллілфенол:

Цей же продукт утворюється і при нагріванні аллілфенілового ефіру в результаті внутрішньомолекулярної реакції званої перегрупуванням Кляйзена:

Аллілфеніловий ефір 2-АллілфенолРеакція:

Проходить за наступним механізмом:

Перегрупування Кляйзена відбувається також і при нагріванні аллілвінілового ефіру або 3,3 - диметил - 1,5 - гексадіена:

3.9 Поліконденсація

Поліконденсація фенолу з формальдегідом (з цієї реакції відбувається утворення фенолформальдегидной смоли:

3.10 Окислення

Феноли легко окислюються навіть під дією кисню повітря. Так, при стоянні на повітрі фенол поступово забарвлюється в рожево-червоний колір. При енергійному окислюванні фенолу хромової сумішшю основним продуктом окислення є хинон. Двоатомні феноли окислюються ще легше. При окислюванні гидрохинона утворюється хинон.

3.11 Кислотні властивості

Кислотні властивості фенолу проявляються в реакціях з лугами (збереглося старовинна назва «карболова кислота»):

С6Н5ОН + NaOH <-> C6H5ONa + Н2О

Фенол, однак, є дуже слабкою кислотою. При пропущенні через розчин фенолятов вуглекислого або сірчистого газів виділяється фенол - така реакція позивает, що фенол - більш слабка кислота, ніж вугільна і сірчиста:

C6H5ONa + СO2 + Н2О -> С6Н5ОН + NaHCО3

Кислотні властивості фенолів послаблюються при введенні в кільце заступників I роду і посилюються при введенні заступників II роду.

4. Способи отримання

Виробництво фенолу в промисловому масштабі здійснюється трьома способами:

- Кумольним метод. Цим способом отримують більше 95% усього виробленого в світі фенолу. У каскаді барботажних колон кумол піддають некаталітичного окисленню повітрям з утворенням гідропероксиду кумолу (ЦПК). Отриманий ЦПК, при каталізі сірчаною кислотою, розкладають з утворенням фенолу і ацетону. Крім того, цінним побічним продуктом цього процесу є ?-метілстірол.

- Близько 3% всього фенолу отримують окисленням толуолу, з проміжним утворенням бензойної кислоти.

- Весь інший фенол виділяють з кам'яновугільної смоли.

4.1 Окисленням кумола

Феноли виділяють з кам'яновугільної смоли, а також з продуктів піролізу бурого вугілля і деревини (дьоготь). Промисловий спосіб отримання самого фенолу С6Н5ОН заснований на окислюванні ароматичного вуглеводню кумола (ізопропілбензол) киснем повітря з подальшим розкладанням получающейся гидроперекиси, розведеної H2SO4. Реакція проходить з високим виходом і приваблива тим, що дозволяє отримати відразу два технічно цінних продукту - фенол і ацетон. Інший спосіб-каталітичний гідроліз галогензамещенних бензолів.

4.2 Отримання з галогенбензолов

При нагріванні хлорбензолу і гідроксиду натрію під тиском отримують фенолят натрію, при подальшій обробці якого кислотою утворюється фенол:

С6Н5-CI + 2NaOH -> С6Н5-ONa + NaCl + Н2О

4.3 Отримання з ароматичних сульфокислот

Реакція проводиться при сплаві сульфокислот з лугами. Спочатку утворюються феноксид обробляють сильними кислотами для отримання вільних фенолів. Метод зазвичай застосовують для отримання багатоатомних фенолів:

4.4 Отримання з хлорбензолу

Відомо, що атом хлору міцно пов'язаний з бензольні кільцем, тому реакцію заміни хлору на гідроксильну групу проводять в жорстких умовах (300 ° С, тиск 200 МПа):

C6H5-Cl + NaOH -> C6H5-OH + NaCl

5. Застосування фенолів

Розчин фенолу використовують як дезинфікуючого засобу (карболова кислота). Двоатомні феноли - пирокатехин, резорцин (рис. 3), а також гідрохінон (пара-дігідроксібензол) застосовують як антисептики (антибактеріальні знезаражувальні речовини), вводять до складу дубителів для шкіри та хутра, як стабілізатори мастил і гуми, а також для обробки фотоматеріалів і як реагенти в аналітичній хімії.

У вигляді окремих сполук феноли використовуються обмежено, зате їх різні похідні застосовують широко. Феноли служать вихідними сполуками для отримання різноманітних полімерних продуктів - феноло-альдегідних смол, поліамідів, поліепоксиду. На основі фенолів отримують численні лікарські препарати, наприклад, аспірин, салол, фенолфталеїн, крім того, барвники, парфумерні продукти, пластифікатори для полімерів та засоби захисту рослин.

Світове споживання фенолу має наступну структуру:

· 44% фенолу витрачається на виробництво бісфенолу А, який, у свою чергу, використовується для виробництва Полікарбона та епоксидних смол;

· 30% фенолу витрачається на виробництво фенолформальдегідних смол;

· 12% фенолу гидрированием перетворюється на циклогексанол, використовуваний для отримання штучних волокон - нейлону і капрону;

· Інші 14% витрачаються на інші потреби, у тому числі на виробництво антиоксидантів (ионол), неіоногенних ПАР - поліоксиетілірованноє алкилфенолов (Неонол), інших фенолів (крезолів), лікарських препаратів (аспірин), антисептиків (ксероформа) і пестицидів.

· 1,4% фенолу застосовується в медицині (Орасепт), як знеболювальний та антисептичний засіб.

6. Токсичні властивості

Фенол отруйний. Викликає порушення функцій нервової системи. Пил, пари і розчин фенолу дратують слизисті оболонки очей, дихальних шляхів, шкіру (ГДК 5 мг / м?, у водоймах 0,001 мг / л).

Потрапляючи в організм, Фенол дуже швидко всмоктується навіть через неушкоджені ділянки шкіри і вже через кілька хвилин починає впливати на тканини головного мозку. Спочатку виникає короткочасне збудження, а потім і параліч дихального центру. Навіть при впливі мінімальних доз фенолу спостерігається чхання, кашель, головний біль, запаморочення, блідість, нудота, занепад сил. Важкі випадки отруєння характеризуються несвідомим станом, синюхою, утрудненням дихання, нечутливістю рогівки, швидким, ледь відчутним пульсом, холодним потом, нерідко судомами. Найчастіше фенол є причиною онкозахворювань. При гострому отруєнні, що супроводжує потрапляння фенолу на шкіру або вдихання його парів, спостерігається сильне печіння в місцях, які зазнали його безпосередньому впливу. Проявляються опіки слизових тканин; виникає сильний біль в області рота, в глотці, животі; нудота, блювання, пронос; різка блідість, слабкість, набряк легенів; можливі гострі алергічні прояви; артеріальний тиск знижений; розвивається серцево-легенева недостатність, можливі судоми; сеча бура, швидко темніє на повітрі.

Перша допомога - зняти одяг (бажано відразу під душем), промити уражене місце великою кількістю води. Прикрити місця опіків фенолом чистою білою тканиною. Якщо бризки фенолу потрапили в очі, необхідно рясно промивати їх водою не менше 15 хвилин. Промити шлунок водою, всередину дати активоване вугілля. Спирт і вазелінове масло протипоказані. Під час стаціонарного лікування хворому даються обволікаючі засоби та анальгетики, подається О2 із забезпеченням адекватної вентиляції легень, проводиться корекція водноелектролітного балансу.

7. Фізико-хімічні методи визначення фенолу

7.1 Фотоколориметрическое визначення масової частки фенолів в очищених виробничих стічних водах після установки знесмолювання

фенол хімічний токсичний отримання

1. Мета роботи.

1. Ознайомлення з використанням фотометрії при проведенні лабораторного аналітичного контролю за складом стічних вод, роботою очисних споруд та впливом їх на гідрохімічний склад водойми.

2. Ознайомлення з методикою визначення вмісту фенолів у очищених стічних виробничих водах фотоколориметричним методом.

3. Оцінка якості очищення води.

2. Основні теоретичні положення.

Групу фенолів утворюють ароматичні, гідроксил містять сполуки, в яких гідроксили знаходяться в бензольному ядрі. Феноли присутні і побутових стічних водах і різних виробничих стічних водах заводів, що виробляють пластичні маси, анілокрасочних, хіміко-фармацевтичних заводів, у водах від пирогенного розкладання палива і горючих сланців. Феноли дуже токсичні, і тому у воді водних об'єктів господарсько-питного та культурно-побутового по-допользованія гранично-допустимі концентрації їх дуже малі (ГДК = 0.001 мг / л).

Розглянутий метод поширюється на води стічні виробничі, очищені від смол, розбавлені технічною водою до певної концентрації фенолів після установки знесмолювання. У цьому випадку допустима концентрація фенолів, обумовлена ??стандартом підприємства, звичайно, значно вище - 800 мг / л. Метод заснований на тому, що феноли С6Н5NH2, поєднуючись з диазосоединение, утворюють барвники, розчини яких інтенсивно забарвлені навіть при малих концентраціях. Реакція протікає в лужному середовищі, в якій фенол перетворюється на фенолят С6Н5ONa. Фенолят реагує з диазотированного паранітроаніліном відповідно до рівняння:

О2N-NH2?HCl + HNO2 > ON2-N?NCl + H2O

O2N-N?NCl + ONa > ON2-N = N- ONa + HCl

Продукт реакції забарвлений в помаранчевий колір. За цією методикою можна визначати від 0.5 до 4.0 мг / л фенолів. При великих концентраціях необхідно попереднє розведення. Жорсткість усувається додаванням 0.5 - 1 мл 50% -ного (мас.) Розчину сегнетової солі (калій-натрій виннокислий) і трилону Б на 550 мл проби. Зважені речовини усуваються центрифугуванням і фільтруванням. Обсяг відбирається проби повинен бути не більше 200 мл.

3. Методика виконання роботи.

Виконання роботи включає наступні етапи:

1.) Приготування розчину паранітроаніліна.

2.) Побудова калібрувального графіка.

3.) Проведення аналізу відібраної проби стічної води.

4.) Оцінка результатів визначення.

1. Приготування розчину паранітроаніліна.

Зважують на аналітичних вагах 0.6900 р паранітроаніліна, поміщають наважку в термостійкий хімічний стакан і розчиняють в 65 мл 1 М HCl при нагріванні. Переносять приготований розчин у мірну колбу місткістю 1 л, доводять до мітки дистильованою водою і перемішують.

2. Побудова калібрувального графіка.

Для побудови калібрувального графіка використовують ту ж фенольну воду, яка піддалася очищенню на даному очисній споруді. Попередньо в ній визначається концентрація фенолу гравіметричним методом конденсації. Для серійних аналізів цей метод не придатний внаслідок його тривалості і тому його використовують тільки для встановлення точної концентрації фенолу в стандартному розчині, який буде використаний для побудови калібрувального графіка.

2.1. Основний стандартний розчин.

Основний стандартний розчин - це фенольна вода, очищена в даному очисній споруді, концентрацію в якій вже встановили методом конденсації.

2.2. Робочий стандартний розчин.

Для його приготування 10 мл основного стандартного розчину переноситься піпеткою в мірну колбу місткістю 1 л і доводиться до мітки дистильованою водою.

2.3. Розчини для побудови калібрувального графіка.

Ці розчини готують з робочого стандартного розчину. Для цього в мірні колби місткістю 100 мл наливають за допомогою бюретки розраховані кількості робочого стандартного розчину і доводять до мітки дистильованою водою з таким розрахунком, щоб у результаті вийшов наступний ряд розчинів фенолів: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мг / л.

2.4. Побудова калібрувального графіка

У вісім конічних колб місткістю 100 мл з притертими пробками поміщаємо по 25 мл приготовлених розчинів. Додаємо в кожну по 15 мл 2 М Na2CO3. Одночасно в дві інші колби наливають по 10 мл розчину паранітроаніліна і доливають по краплях 2% -ний розчин нітриту натрію до знебарвлення. При цьому відбувається реакція утворення діазопаранітроаніліна.

Потім ще в одній конічній колбі готується контрольна проба: до 25 мл дистильованої води додається 15 мл карбонату натрію. Отриманий розчин діазопаранітроаніліна вливають в робочу і контрольну проби і через 5 хвилин вимірюють оптичну щільність розчинів в кюветах на 50 мм при довжині хвилі 540 нм (зелений світлофільтр).

Кожен вимір повторюють 2 - 3 рази і з отриманих розрахунків беруть середнє. Послідовно вимірюють всі вісім приготовлених растрів з послідовно зростаючою концентрацією фенолів. Результати вимірювань заносять в таблицю за формою 7.

Форма 7. Оптична щільність еталонних розчинів

 Концентрація фенолів в еталонних розчинах, мг / л (С)

 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

 Оптична щільність розчинів (А)

За отриманими даними будують калібрувальний графік в координатах АЕТ. - Сет. Масштаб графіка повинен відповідати точності вимірювань.

3. Проведення аналізу відібраної проби стічної води.

Для аналізу відбирають 25 мл аналізованої води в конічну колбу місткістю 100 мл з притертою пробкою і додають 15 мл 2 М карбонату натрію. Одночасно в іншу колбу наливають 10 мл розчину паранітроаніліна і доливають по краплях (близько 8 крапель) 2% -ний розчин нітриту натрію до обесвечіванія розчину.

Отриманий розчин діазопаранітроаніліна вливають в робочу пробу і через 5 хвилин вимірюють оптичну щільність (абсорбцію) в кюветі на 50 мм при довжині хвилі 540 нм.

Контрольна проба готується в інший конічній колбі одночасно: вноситься 25 мл дистильованої води, 15 мл 2 М карбонату натрію і 10 мл розчину паранітроаніліна. Вимірювання оптичної щільності проводиться в тих же умовах, що і робочий розчин. За значенням виміряної оптичної щільності за калібрувальним графіком визначають концентрацію фенолу в аналізованої воді

Якщо результат вимірювання оптичної щільності вийде за межі калібрувального графіка, тобто концентрація фенолу в аналізованої воді виявиться вище 4 мг / л, то попередньо робиться розведення аналізованої води дистильованою водою, яке враховується при підрахунку результату визначення.

Розрахунок масової частки фенолів в аналізованої введенні здійснюється за формулою:

? (ф) = С ? Р

де ? (ф) - масова частка фенолів в аналізованої воді, мг / л; С - масова частка фенолів (мг / л) за калібрувальним графіком; Р - розбавлення дистильованою водою аналізованої води.

4. Оцінка якості аналізованої води.

Відповідно до вимог стандарту даного підприємства в стічних водах виробничих очисних споруд масова частка фенолів, мг / л, не повинна перевищувати 800 мг / л.

Зіставивши розраховану масову частку фенолів в аналізованої воді ? (ф) до зазначеної норми стандарту, формулюють висновок про якість очистки стічної води.

5. Зміст звіту.

Звіт про роботу повинен містити:

1. Мета роботи.

2. Короткий опис методики визначення і рівняння реакцій.

3. Дані вимірювання оптичної щільності стандартних розчинів в таблиці за формою 7 для побудови калібрувального графіка.

4. Калібрувальний графік залежності оптичної щільності еталонних розчинів від їх концентрації.

5. Результати вимірювання оптичної щільності аналізованої стічної води.

6. Розрахунок масової частки фенолів в аналізованої стічної воді.

7. Оцінку якості очищення аналізованої стічної води, очищеної від смол, розведеної технічною водою до певної концентрації фенолів після установки знесмолювання.

7.2 Визначення фенолу методом броматометріческого титрування

Теорія броматометріческого методу аналізу.

Для титрування неорганічних і органічних сполук в практиці аналітичної хімії використовують бром і бромат калію. Бромат є більш сильним окислювачем у порівнянні з бромом тому в якості титранту переважно застосовують розчин бромата.

Титрування стандартним розчином бромата грунтується на окислюванні восстановителей - олова (II), миш'яку (III), сурми (III), селену (IV), гидроксиламина, похідних гідразину і т.п. в кислому середовищі і може бути здійснено прямим і зворотним методами. Поряд з реакціями окислення - відновлення в присутності бромідів спостерігаються також реакції приєднання брому і заміщення бромом, який утворюється в процесі взаємодії бромата з бромідом в кислому середовищі. Тому дуже часто титрування виробляють розчином суміші бромата і броміду калію у відношенні 1: 5.

У методі прямого титрування визначення точки еквівалентності здійснюють візуально по зміні забарвлення титруемого розчину, індикаторним методом (органічні азобарвники) та інструментальними методами. У методі зворотного титрування кінцеву точку титрування визначають, як правило, індикацією кінця титрування надлишку брому в присутності індикатора - крохмаль-йодид.

Техніка титрування

Титрування проводять в кислому середовищі в присутності хлористоводневої або сірчаної кислоти, що сприяють миттєвому виділенню брому. У багатьох випадках для поліпшення розчинності аналізованого продукту поряд з водою застосовують і неводні розчинники (безводну оцтову кислоту, спирти та ін.). Щоб уникнути випаровування вільного брому титрування, як правило, проводять при кімнатній температурі, а іноді і при 0 ° С. В особливих випадках повільно протікають реакцій окислення - відновлення вдаються до нагрівання титруемого розчину до 40 - 70 ° С. Для запобігання втрат брому титрування проводять в конічних колбах, забезпечених скляними притертими пробками. Для прискорення реакцій в тітруемих розчин додають каталізатори: сульфат марганцю або ртуті (II), молібдат натрію та ін.

У методах зворотного титрування дуже часто вдаються до постановки холостого досвіду для того, щоб уточнити, яка кількість стандартного розчину титранту витрачається на титрування певного обсягу реагенту. При титруванні надлишку брому додають йодид калію, реагує з бромом з виділенням йоду, який оттітровивают стандартним розчином тіосульфату в присутності індикатора - крохмалю.

Робочий розчин броматометріі - бромат калію - зазвичай готують за точною наважкою його кристалічної солі. Препарат КВrО3 виходить досить чистим після перекристалізації з води і висушування при 150 ... 180 ° С. Титр розчину бромата іноді перевіряють йодометричним методом, додаючи KI до відміряному обсягом бромата і титруючи виділився йод тіосульфатом натрію. Водні розчини бромата калію стійкі невизначено довго. У практиці використовують також бромат-бро-мідно нейтральні розчини, які містять бромат калію точно відомої концентрації і приблизно п'ятикратний надлишок броміду калію. При підкисленні такий розчин виділяє вільний бром в кількості, еквівалентній взятому кількістю бромата.

Крім того, броматометрію застосовують для визначення багатьох інших неорганічних і органічних сполук: фенолів та їх похідних, амінів, аскорбінової кислоти, 8-оксихіноліну (і загрожених цими сполуками іонів: Мg2 +, А13 +, В13 +, Fе3 +, In3 + та ін.), Тіосечовини, меркаптанів і т.п.

Широке застосування в броматометріческіх визначеннях отримала здатність вільного брому вступати в реакцію заміщення, приєднання і окислення-відновлення з деякими органічними сполуками по точному стехиометрическому рівняння без освіти будь-яких побічних продуктів. Таким чином, можна відзначити два основних типи броматометріческіх визначень. У реакціях першого типу безпосередньо використовується реакція бромата з визначальним відновником, а в реакціях другого типу бере участь вільний бром, що виділяється при взаємодії бромата з бромідом. У реакціях першого типу також не виключається освіту вільного брому як проміжного продукту реакції, - проте в таких реакціях бромід калію в реагуючу систему не запроваджують.

C6H5OH + 3Br2 3HBr + C6H2Br3OH

H2C = CH2 + Br2 H2CBr-CBrH2

Індикаторами броматометріі є азокрасители, такі, як метиловий оранжевий або метиловий червоний. У точці еквівалентності відбувається необоротне окислення індикатора з утворенням безбарвних продуктів. Азобарвники можуть окислюватися безпосередньо броматом, тому перед точкою еквівалентності зазвичай знову додають кілька крапель індикатора, який знебарвлюється в точці еквівалентності. Оборотно змінюють своє забарвлення при проведенні броматометріческіх визначень n-етоксіхрізоідін, - нафтофлавон, хіноліновий жовтий та ін.

Переваги і недоліки броматометріческого методу.

Броматометріческій метод відрізняється рядом переваг в порівнянні з іншими методами.

1. Бромат-бромідние розчини можна застосовувати не тільки для визначення відновників і окислювачів, але і для аналізу органічних ненасичених, ароматичних і гетероциклічних сполук, а також для непрямого визначення різноманітних іонів, загрожених у вигляді нерозчинних у воді сполук, наприклад у вигляді оксіхінолятов.

2. На відміну від стандартних розчинів йоду або брому, застосовуваних для аналізу тих же сполук, розчини бромата калію стійкі і не змінюють свого титру протягом тривалого часу. Тому при користуванні броматом виходять більш надійні результати аналізу.

3. При введенні в бромат-бромідную суміш іонів ртуті (II) збільшується потенціал системи бром - бромід завдяки освіті стійких комплексних іонів [HgBr4] 2-; випадку перевищує. При цьому відбувається окислення таких іонів і сполук, які за відсутності іонів ртуті не окислюються бромат-бромідной сумішшю. Наприклад, хром (III) легко окислюється до хрому (VI) в присутності іонів ртуті (II).

Броматометріческій метод має також ряд недоліків

1. Вода, присутня в розчині або утворюється в процесі титрування наведених розчинів, заважає визначенню багатьох органічних сполук.

2. Окислення деяких органічних сполук супроводжується небажаними побічними реакціями гідролізу, заміщення і приєднання, що викликаються дією іонів води і брому.

3. У ряді випадків реакції бромата калію з органічними речовинами протікають не в строго стехіометричних відносинах, що призводить до спотворення кінцевих результатів аналізу.

Визначення фенолу

Велике практичне застосування має броматометріческое визначення фенолу. Визначення фенолу засноване на тому, що в аналізований розчин вводиться надлишок бромат-бромідной суміші, яка в кислому середовищі виділяє вільний бром. Утворений бром реагує з фенолом:

С6Н5ОН + ЗВг2 С6Н2Вг3ОН + 3HBr

При додаванні до цього розчину йодиду калію надлишковий, що не прореагував бром окисляє йодид до йоду, який титрують стандартним розчином тіосульфату натрію:

Br2 + 2I = 2Br + I2

I2 + 2S2O = 2I + S4O

Реактиви

1. Тіосульфат натрію 0,02 М розчин (або стандартизований) *

2. Бромат-бромідная суміш.

3. Сірчана кислота 1М розчин

4. Крохмаль, 0,5% розчин

5. Йодид калію, KI (к)

Посуд:

1. Колба мірна 500 мл

2. Колба конічна 250-300 мл

3. Мірний циліндр 20 мл

4. Піпетки 20 і 25 мл

5. Бюретка 25 мл

Виконання роботи

Бромат-бромідний розчин можна приготувати по навішуванні: 0,334 м KBrO3 і 1,2 KBr розчиняють в дистильованої води і доводять до мітки в мірній колбі місткістю 500 мл, в цьому випадку концентрація приблизно дорівнює 0,024 М. Для отримання такої ж концентрації розчин можна приготувати з фіксанала KBrO3 - KBr 0,1 Н але в цьому випадку вміст запаяної ампули потрібно розчинити в 4 л дистильованої води.

Для аналізу відбирають аліквоту (10 мл) розчину, що містить 0,02-0,4 г / л фенолу **, піпеткою в конічну колбу для титрування. Додають 12 мл (піпеткою) бромат-бромідной суміші, 10 мл 1М розчину сірчаної кислоти, закривають пробкою і залишають на 30 хв. Потім додають 1 г йодиду калію, зваженого на технічних вагах, і знову закривають пробкою. Через 5 хв титрують виділився йод розчином тіосульфату натрію, додаючи в кінці титрування, коли забарвлення розчину стане ясно-жовтою, 2-3 мл розчину крохмалю. Титрування продовжують до зникнення синього забарвлення розчину. Проводять три титрування і розраховують середній обсяг V1 з сходяться результатів.

Визначення загальної маси брому, що виділяється з бромат-бромідного розчину, виконують наступним чином

У чисті конічні колби доливають дистильовану воду в тому ж обсязі, в якому був узятий аналізований розчин, додають 25 мл (тієї ж піпеткою) бромат-бромідний розчин, 10 мл 1М розчину сірчаної кислоти, закривають пробкою, витримують 30 хв, додають 1 г йодиду калію і також через 5 хв оттітровивают виділився йод тіосульфатом натрію. Титрування повторюють три рази, знаходять середній результат V2.

Розраховують концентрацію (мг / л) фенолу:

де m (1 / 6С6Н5ОН) - молярна маса еквівалента фенолу; Vпр - об'єм проби, взятий для аналізу.

Результати експерименту:

V1, мл 1,45 1,40 1,40 V2, мл 15,4 15,3 15,3

С1 = (мг / л)

С2 = (мг / л)

С3 = (мг / л)

Математична обробка результатів (P = 0,95 tp, n-1 = 4,30 при n = 3), мг / л мг / л 402,41 0,96 400,97 401,45 0,48 0,831 2,06 401 , 45 2,06 400,97 0,48

На підставі даного експерименту можна зробити висновок про те, що метод броматометріческого визначення фенолу цілком точний, т. К. Були отримані результати, що задовольняють вихідному умові. Оцінка даних експерименту методом математичної обробки показала, що похибка, пов'язана з різними факторами, присутній тільки в третьому знаку після коми, що припустимо для даного визначення.

Важливо також зазначити, що даний метод досить швидкий (~ 50 хв), простий і не вимагає великих витрат.

7.3 Очищення фенольних стічних вод сорбційним методом

Загальні відомості.

Промислові стічні води, що містять феноли, виділяються в окрему групу і підлягають суворому контролю. Гранично допустима концентрація фенолу у воді водних об'єктів господарсько-питного призначення і рибогосподарських цілей лімітована до 0,001 мг / л. Це пов'язано з токсичністю та високою відновлювальною здатністю фенолів, зі зниженням порога органолептического виявлення під час хлорування і властивість накопичуватися в м'ясі і жирі риби.

Істотним джерелом фенольних забруднень є виробництво фенолформальдегідних пластмас і коксохімічне виробництво.

Численні методи знефенолювання стічних вод можна розділити на дві великі групи: деструктивні і регенеративні. Деструктивними методами досягається окислення або руйнування фенолів (окислення озоном, активним хлором, електрохімічне окислення, спалювання, біохімічна очистка). Регенеративними методами феноли витягуються з стічних вод і можуть бути в подальшому використані (екстракція, іонний обмін, вторинна поліконденсація, адсорбція). Перша група методів придатна для вод з концентрацією фенолів до 1 г / л. Методи другої групи можна використовувати там, де концентрація фенолу перевищує 1 г / л.

Адсорбційний метод рекомендується для очищення невеликих за обсягом стоків з вмістом фенолів від 1,5-2,0 г / л і може застосовуватися самостійно і в комплексі з іншими методами.

Феноли поділяють на дві групи: леткі з парою і нелеткі.

До групи летючих фенолів відносяться: фенол, м-крезоли (орто-, мета-, пара-), ксиленоли, тимол і їх заміщені. Частково з парою, отгоняются пирокатехин і ?-нафтол. Летючі з парою феноли більше токсичні, мають більш інтенсивним запахом, ніж нелеткі, і тому їх допустимі концентрації у водах водойм надзвичайно малі. Особливо жорсткі вимоги в цьому відношенні пред'являються до води, що надходить на водопровідні станції, де вона піддається обробці хлоруванням, бо хлорпохідні фенолу, ?- і м-крезолу мають неприємний запах навіть у найменших концентраціях. З цієї причини при аналізі вод в першу чергу в них визначають зміст летючої групи фенолів, а часто обмежуються визначенням лише одних летючих фенолів.

Для визначення летких фенолів (зазвичай суміші невизначеного складу) використовуються кілька методів. Для визначення великих концентрацій летких одноатомних фенолів (більше 50 мг / л) рекомендується бромометріческій метод. Основою бромометріческого методу є бромування одноатомних фенолів, виділених з проби перегонкою з водяною парою. Витрата брому пропорційний змістом фенолу.

Для визначення летких фенолів при концентраціях до 50 мг / л у поверхневих і стічних водах рекомендується колориметричний метод із застосуванням 4-аміноантипірину або пара-нітроаніліна.

Для визначення найбільш низьких концентрацій летких фенолів (<0,05 мг / л) в питних і поверхневих водах пропонується той же метод, але з попередньою екстракцією фенолу хлороформом.

Адсорбційні методи застосовують для глибокого очищення стічних вод від розчинених органічних речовин, або після біохімічної очистки, або самостійно, якщо концентрація речовин в стічній воді невелика і вони є дуже токсичними. Найбільш ефективними сорбентами є активні вугілля (АУ) різних марок.

Розчинені органічні речовини мають розмір частинок менше 10 A. Вони заповнюють обсяг мікропор сорбенту, повна питома місткість, см3 / г, яких відповідає поглинаючої здатності сорбенту. Тому обсяг мікропор W01является однією з найважливіших характеристик і наводиться у специфікаціях відповідних марок активних вугіль (див. Таблицю 1) .Таблиця 1

 Марка АУ

 W ?

 W 01

 W 02

 B 01 10 червня

 B 02 10 червня

 см 3 / г град -2

 АГ-3 0,891 0,3 - 0,7-0,8 -

 БАУ 1,5 0,22 - 0,55 -

 АР-3 0,7 0,19 0,18 0,74 3,42

 КАД йодний 1 0,23 0,13 0,7 3,1

 КАД мелений - 0,12 - 1,08 -

 СКТ 0,98 0,5 - 0,83 -

Відому сорбционную активність проявляють і супермікропори; в характеристиці АУ наводиться і їх обсяг W02. Що стосується макропор і перехідних пір, то їх сорбційна активність проявляється лише сорбцией речовини поверхнею стінок, і кількість сорбованого на них речовини значно менше, ніж в мікропорах. Тому макропори та перехідні пори служать головним чином шляхами підведення сорбата до мікропорами.

Іншою важливою характеристикою АУ є структурно - енергетична константа В, град-2.Она може також наводитися для мікропор і супермікропор (В01і В02). Характеристиками АУ є також їх насипний питома вага, г / см3; механічна міцність,%; діаметр зерен, мм; ціна за 1 т, руб., та ін.

Сорбцію можна проводити в статичних та динамічних умовах.

Сорбція в статичних умовах здійснюється шляхом інтенсивного перемішування оброблюваної води з сорбентом протягом певного часу ? і подальшого відділення сорбенту від води в результаті відстоювання, відфільтровування т. П. Якщо в відокремлену від сорбенту воду внести нову порцію чистого сорбенту і знову перемішувати воду з сорбентом, то концентрація забруднюючої речовини у воді ще зменшиться. Послідовним введенням чистих порцій сорбенту в очищається воду можна очистити її від забруднюючої речовини до будь-якої заданої концентрації.

При одноразовому введенні сорбенту в кількості m г на 1 л оброблюваної води вихідним розрахунковим рівнянням є рівняння балансу речовини: ma + QC = QC0, де а - питома сорбція; Q - кількість оброблюваних стічних вод; С - концентрація речовини, яка встановлює в воді після перемішування води і сорбенту протягом часу ?; C0- концентрація речовини у вихідній воді.

Витрата сорбенту при заданому значенні концентрації речовини в очищується воді: m = Q (C0- С) / а.

Концентрація очищеної рідини при прийнятому кількості сорбенту:

С = (Q C0- m a) / Q.

Фактичний час перемішування ? може бути прийнято значно менше ?равн, при якому досягається близьке до рівноважного стану. У цьому випадку співвідношення між С і a буде:

a = kC.

Статичний метод служить для вивчення кінетики сорбції, ізотерм сорбції, а так само для дослідження факторів, що впливають на процес адсорбції: температури, концентрації, кислотності і т.д.

Ізотерми адсорбції являють собою залежність величини сорбції (а) цільового компонента від його концентрації (С) в очищується середовищі в умовах рівноваги.

Речовини, добре адсорбовані з водних розчинів активованим вугіллям, мають опуклу ізотерму адсорбції, а погано адсорбовані - увігнуту.

Поряд з изотермами адсорбції практичний інтерес представляють кінетичні криві адсорбції. Вони висловлюють залежність величини сорбції (а) речовини яким-небудь сорбентом або залишковою концентрації речовини (С0-С?) в очищується воді від часу ?, де С0- концентрація в момент часу ?.Реактіви і засоби вимірювання

1. Розчини фенолу. Робочий розчин 2. Для приготування розбавляють 50 мл розчину виданого робочого розчину 1 до 500 мл свіжопрокип'яченої та охолодженої дистильованою водою (1 мл отриманого розчину містить 1 мкг фенолу). Цей розчин треба приготувати не раніше, ніж за дві години до початку аналізу.

2. Водний розчин гексаціаноферрата (III) калію, 8% -ний. Розчиняють 8г K3 [Fe (CN) 6] ч.д.а. в дистильованої води та розбавляють до 100 мл. Розчин придатний тільки протягом тижня. Замість цього розчину можна приготувати: персульфат амонію 20% розчин, нейтралізований концентрованим розчином аміаку за лакмусовим папірцем, профільтрований. Розчини стійкі.

3. Буферний розчин. Для приготування розчиняють 12,5 г хлориду амонію в 100 мл 25% -ного розчину аміаку; рН цього розчину дорівнює 10,0.

4-аміноантипірину, 2% -ний розчин придатний протягом тижня.

4. Фотоколориметр, КФК.

Хід роботи

Побудова калібрувального графіка для визначення фенолу в розчині колориметричним методом із застосуванням 4-аміноантипірину.

У мірні колби на 100 мл поміщають 10, 20, 30, 40, і 50 мл робочого розчину «1», додають до половини колби дистильовану воду, 1 мл буферного розчину, 2 мл розчину 4-аміноантипірину і 2 мл розчину гексаціаноферрата калію (III ). Після кожного доданого реактиву розчин перемішують, потім додають дистильовану воду до 100 мл. Одночасно готують розчин холостого досвіду (в нього додають всі зазначені реактиви, крім фенолу). Через 15 хвилин заміряють оптичну щільність кожного розчину по відношенню до розчину холостого досліду при ? = 540 нм, кювета 1 см, КФК-3М. Результати заносять в таблицю 2:

Таблиця 2

 № пп

 Об'єм робочого розчину

 Зміст фенолу в 100 мл розчину, мг

 Концентрація фенолу С, мг / л

D

1

 10

 0,1

1

2

 20

 0,2

2

3

 30

 0,3

3

4

 40

 0,4

4

5

 50

 0,5

5

За отриманими даними будують калібрувальний графік в координатах: оптична щільність - концентрація фенолу (С), мг / л.

1. Визначення змісту фенолу в досліджуваній фенольной воді колориметричним методом із застосуванням 4-аміноантипірину. Метод заснований на утворенні сполук фенолу, похідних і гомологів з 4-аміноантипірину (1-феніл - 2,3 - диметил-4-амінопіразолон) у присутності гексаціаноферрата калію [K3Fe (CN) 6] або персульфата амонію (NH4) 2S2O8прі pH = 10 ± 02.

Реакція фенолу з 4-аміноантипірину протікає за схемою:

3. Визначення змісту фенолу в досліджуваній воді.

Відібрати аликвотную частина стічної води для двох паралельних проб, що містить 0,1-0,5 мг фенолу (не менше 10 і не более90 мл), в мірні колби на 100 мл і обробити так само, як при побудові калібрувального графіка. Якщо величина оптичної щільності не вкладається в калібрувальний графік, воду слід розбавляти в необхідну кількість разів або побудувати новий калібрувальний графік з робочим розчином «2». Масову концентрацію фенолу (С) розраховують за формулою:

С = (100 · Cгр) / V, мг / л, де 100 - об'єм мірної колби, застосовуваної при побудові калібрувального графіка, мл. V - об'єм води, взятої на аналіз (аліквоти), мл. D-оптична щільність. Сгр- концентрація фенолу в стічній воді, відповідна оптичної щільності D (за калібрувальним графіком).

Проведення сорбції фенолу з фенольної води активованим вугіллям в статичних умовах.

Взяти 5 конічних колб на 200 мл, в них помістити по 100 мл досліджуваної фенольной води і активного вугілля АГ-3 протягом часу ? = 3, 5, 10, 20, 30 хв, перемішати з допомогою вібраційної мішалки, відфільтрувати в конічні колби на 100 мл. У кожному фільтраті визначити залишкову концентрацію фенолу (С), для цього взяти аліквоту об'ємом 50 мл і підготувати пробу для аналізу, як при побудові калібрувального графіка. Результати занести в таблицю 3:

Таблиця 3

 № досвіду

 ?, хв

D

 V аліквоти

 З ?, мг / л

 С 0 -С ?

 (А 0 -а ?) / m, мг / л

1

3

 10

2

5

 10

3

 10

 10

4

 20

 20

5

 30

 20

Де: а0і а?- вміст фенолу (мг) в 100 мл вихідної води і після адсорбції (знаходять їх за калібрувальним графіком).

5. Уявити графічно залежність (С0-С?) від ?.

7.4 Методика виконання вимірювань масової концентрації фенолу у питній та стічній воді, воді поверхневих та підземних джерел водокористування методом високоефективної рідинної хроматографії.

1. Об'єкти дослідження

Справжня методика встановлює метод вимірювань масової концентрації фенолу у воді централізованих систем питного водопостачання та розфасованої в ємності, воді мінеральної питної лікувальної, лікувально-столової та природної столової, природного та стічної методом високоефективної рідинної хроматографії.

2. Діапазон вимірювань

Метод забезпечує отримання результатів вимірювань масової концентрації фенолу в пробах води в діапазоні від 0,10 до 20 мкг / дм3.

3. Пробопідготовка

Відбір, консервація і зберігання проб води проводяться відповідно до ГОСТ Р 51592, води питної - по ГОСТ Р 51593, води мінеральної питної лікувальної, лікувально-столової та природної столової - по ГОСТ 23268.0, води природного - по ГОСТ 17.1.5.05, поверхневих вод суші і очищених стічних вод - по Р 52.24.353, стічних вод - по НВН 33.5.3.01, а також відповідно до іншою нормативною документацією, яка регламентує відбір проб для конкретних об'єктів дослідження.

Для відбору, зберігання і транспортування проб використовують чисті склянки темного скла з герметично закриваються кришками. Обсяг проби води для визначення масової концентрації фенолу повинен бути не менше 1000 см3. Проби зберігають при температурі 4-6 ° C не більше 3 діб.

Підготовка проб до вимірів включає наступні етапи:

1) Витяг (екстракція) фенолу з проби методом твердофазної екстракції;

2) Елюювання фенолу з ТФЕ-картриджа;

3) Підготовка проби для введення в хроматограф.

Для аналізу готують дві паралельні проби.

Блок-схема процедури пробопідготовки:

4. Проведення хроматографічного аналізу.

4.1. Обладнання та умови для проведення ВЕРХ-аналізу градуювальних розчинів фенолу, підготовленої проби води.

Для хроматографічного аналізу фенолу необхідно використовувати ізократіческую хроматографическую систему з електрохімічним детектором.

При підготовці до виконання вимірювань виконують такі роботи: підготовка посуду, перевірка чистоти реактивів і розчинників, приготування розчинів, підготовка хроматографа до роботи, контроль ефективності розділової системи, встановлення градуювальної залежності.

Обладнання:

хроматографічна система «Стаєр» (Аквілон);

детектор електрохімічний (ECD);

персональний комп'ютер, з відповідним встановленим програмним забезпеченням - «МультіХром для Windows XP» версії 1.5 або 2х

Умови:

- Режим поділу: ізократіческій;

- Колонка: Synergy Polar-RP 250x4,6 мм 4 мкм;

- Захисна колонка: Polar-RP 4x3,0 мм

- Рухома фаза: ацетонітрил - 1% pp фосфорної кислоти у воді (35:65);

- Швидкість потоку: 0,9 см3 / хв;

- Температура: 20 ° С

- Обсяг петлевого дозатора: 100 мкл;

- Детектування: електрохімічне;

- Режим: постояннотоковий;

- Потенціал робочого електрода: +1,3 В.

Ефективність встановленої розділової системи оцінюють за значенням показника ефективності N (числа теоретичних тарілок) піку фенолу при введенні в хроматограф градуювального розчину з масовою концентрацією фенолу 100 нг / см3. Значення показника ефективності розраховують як середнє арифметичне значення за результатами двох паралельних вимірювань. Ефективність встановленої розділової системи беруть задовільною при N ? 10000. Контроль ефективності встановленої розділової системи в процесі експлуатації проводиться не рідше ніж один раз на 2 тижні.

Градуювання у всьому діапазоні вимірюваних концентрацій проводять не рідше 1 разу на місяць, а також при зміні колонки і / або захисної колонки, при заміні стандартних речовин і / або реактивів; після проведення ремонту хроматографа, після тривалого простою хроматографа (2 тижні і більше), при зміні ефективності хроматографічної системи та / або чутливості детектора.

Контроль стабільності градуювальної характеристики виконують перед початком робіт в день виконання вимірювань за градуювальним з масовою концентрацією фенолу 100 нг / см3. Реєструють не менше двох хроматограмм. При відхиленні середнього значення результатів вимірювань фенолу в градуювальних розчинів більш ніж на 15% та / або зміну часу утримування більш ніж на 7%, виконують градуювання хроматографа у всьому діапазоні вимірювань.

4.2. Визначення кількісного вмісту фенолу в пробі води.

Для отримання результату вимірювань необхідно провести аналіз двох паралельних проб, для кожної з яких виконати по два виміри (отримати по дві хроматограми).

Результат вимірювань - масова концентрація фенолу в пробі, введеної в хроматограф, автоматично розраховується програмою системою збору і обробки хроматографічної інформації «МультіХром». Розраховують середнє арифметичне значення (Сxp) масової концентрації фенолу в пробах, введених в хроматограф (C1 і C2), за результатами двох вимірів для кожної з паралельних проб.

Висновок

Фізико-хімічні методи аналізу (ФХМА) засновані на використанні залежності фізичних властивостей речовин (наприклад, светопоглощения, електричної провідності і т.д.) від їх хімічного складу. Іноді в літературі від ФХМА відокремлюють фізичні методи аналізу, підкреслюючи тим самим, що в ФХМА використовується хімічна реакція, а в фізичних - ні. Фізичні методи аналізу та ФХМА, головним чином в західній літературі, називають інструментальними, оскільки вони зазвичай вимагають застосування приладів, вимірювальних інструментів. Інструментальні методи аналізу в основному мають свою власну теорію, відмінну від теорії методів хімічного (класичного) аналізу (титриметрии і гравіметрії). Базисом цієї теорії є взаємодія речовини з потоком енергії.

При використанні ФХМА для отримання інформації про хімічний склад речовини досліджуваний зразок піддають дії будь-якого виду енергії. Залежно від виду енергії в речовині відбувається зміна енергетичного стану складових його частинок (молекул, іонів, атомів), що виражається в зміні тієї чи іншої властивості (наприклад забарвлення, магнітних властивостей тощо). Реєструючи зміну цієї властивості як аналітичний сигнал, отримують інформацію про якісний і кількісний склад досліджуваного об'єкта або про його структуру.

Найбільше практичне застосування мають оптичні, хроматографічні та потенціометричні методи аналізу.

У порівнянні з класичними хімічними методами ФХМА відрізняються меншим межею виявлення, часом і трудомісткістю. ФХМА дозволяють проводити аналіз на відстані, автоматизувати процес аналізу і виконувати його без руйнування зразка (Недеструктивні аналіз).

За способами визначення розрізняють прямі і непрямі ФХМА. У прямих методах кількість речовини знаходять безпосереднім перерахунком виміряного аналітичного сигналу в кількість речовини (масу, концентрацію) за допомогою рівняння зв'язку. У непрямих методах аналітичний сигнал використовується для встановлення кінця хімічної реакції (як своєрідний індикатор), а кількість визначається речовини, що вступив у реакцію, знаходять за допомогою закону еквівалентів, тобто за рівнянням, безпосередньо не пов'язаного з назвою методу.

За способом кількісних визначень розрізняють без еталонні та еталонні інструментальні методи аналізу.

Без еталонні методи засновані на строгих закономірностях, формульне вираз яких дозволяє перерахувати інтенсивність виміряного аналітичного сигналу безпосередньо в кількості визначається речовини із залученням тільки табличних величин. В якості такої закономірності може виступати, наприклад, закон Фарадея, що дозволяє по струму і часу електролізу розрахувати кількість визначається речовини в розчині при кулонометрическом титруванні. Безеталонного методів дуже мало, оскільки кожне аналітичне визначення являє собою систему складних процесів, в яких неможливо теоретично врахувати вплив кожного з численних діючих факторів на результат аналізу. У зв'язку з цим при аналізах користуються певними прийомами, що дозволяють експериментально врахувати ці впливи. Найбільш поширеним прийомом є застосування еталонів, тобто зразків речовин або матеріалів з точно відомим вмістом визначається елемента (або декількох елементів). При проведенні аналізу вимірюють визначається речовина досліджуваного зразка і еталона, порівнюють отримані дані і за відомим змістом елемента в стандарті розраховують вміст цього елементу в аналізованому зразку. Еталони можуть бути виготовлені промисловим способом (стандартні зразки, стали-нормалі) або готуються в лабораторії безпосередньо перед проведенням аналізу (зразки порівняння). Якщо в якості стандартних зразків застосовують хімічно чисті речовини (домішок менше 0.05%), то їх називають стандартними речовинами.

Однак хімічні методи аналізу свого значення не втратили. Вони не замінні там, де при високому вмісті потрібна висока точність і немає серйозних обмежень за часом (наприклад, аналіз готової продукції, арбітражний аналіз, виготовлення еталонів).

Список літератури

фенол хімічний токсичний отримання

1. Пилипенко А.Т., П'ятницький І.В. Аналітична хімія. - М .: Хімія, 1990. Кн. 1, 2.

2. В.П. Васильєв Аналітична хімія - М .: Дрофа 2004

3. Основи аналітичної хімії / За ред. академіка Ю.А. Золотова. - М .: Вища школа, 2002. Кн. 1, 2.

4. В.Н. Алексєєв «Кількісний аналіз», вид. «Хімія», 1972.

5. А.П. Крешков «Основи аналітичної хімії», том 2, вид. Москва, 1976.

6. В.П. Васильєв «Аналітична хімія. Гравіметричний та титриметричний аналіз », вид. Москва «Вища школа», 1989.

7. Стаття А.В. Бугаєвського «Титриметричні методи».

8. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4739.html

9. http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/FENOLI.html

10.http: //www.ecoekspert.ru/art/ecsaf/sub1/83.html

11. Кнорре Д.Г., Крилова Л.Ф., Музикантів В.С. Фізична хімія. - М .: Вища. шк., 1990. - 416 с.

12. Алесковскій В.Б., Бардін В.В., Булатов М.І. Фізико-хімічні методи аналізу. Практичний посібник. - Л .: Хімія, 1988. - 376 с.

13. Ольшанова К.М. Практикум з хроматографічному аналізу. М., Вища. школа, 1970. -312 с.

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка