Файл: Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 119

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Ртктшы

•Те ж е , ч т о и я р и ш р е з е л е ш ® п р е д ы д у щ и м и м е т о д а х » .

Штсптки для хроматографии с тонком слоем « я ш в г л е Н з дес-ата

стеклянных вяаспииж р а зм е р о м 3 X 18 с» и з н о с я т равномерным с л о е м а ю ,

с о с т о я щ у ю н з 14 г р а зм о л о т о г о я п р о с ея н н о го ч е р е з с и то (д н а м е т р о т в е р с т и й

<У ям} силикагеля ЩЖ. 0,85 г гипса а 3?,6

м л в о д ы ). С С аяи квгедв шремш-

р ш а а о я р э е т а ы в а ю т я р я 7 Ш * С в т еч ен и е 2

ч д л я у д а л е н и я и з a e r o ор та*

п п е с ш sa w ca .) З а т е м ш к ш ш

с у ш а т н а в о з д у х е п ри к о м н а т н о й им -

г а р а т у р е и х р а п я т в эк с и к а то р е . Д л я

у м ен ьш ен и я к р а е в ы х эф ф е к т о в у д а л я ю т

с б о к о в ы х к р а е в в л а с т я з с ж с л о й с о р б е н т а шириной 0 ,5 см .

 

 

Желатина, раствор. В I

г г о р я ч е й в о д ы

р а с т в о р я ю т 1

г

ф о т о гр а ф и ч ес к о й

ж е л а т и н ы к добавляют 5 м д

л е д я н о й уксусной? ки сл о ты .

 

 

Этилеаый спирт.

р е к т и ф и к ат .

*

 

 

К а л и б р о в о ч н ы й

график*

Для п о с тр о е н и я

к а л и б р о в о ч н о г о

г р а ф и к а и з в л е ­

к а ю т н е ф т еп р о д у к ты m к а к о г о -н и б у д ь н е ф т я н о го м а с л а . П р е п а р а т и в н о е и з ­ в л еч ен и е п р о в о д я т т а к ж е . к а к и 'в р и а н а л и з е « р о б ы , н о н е ф т я н о е м а с л а р а с т в о р я ю т с а а з у в згаезраформе. Р а з д е л е н и е п р о в о з я т н а н е ск о л ь к и х {4—5} х р о м ат о гр аф и ч е ск и х п л а с т и н к а х { р а з м е р е н 6 X 1 8 с м ) . Н а н о с и м а я н а в я а - с т н н к у в о р а ш д о л ж н а с о д е р ж а т ь н е б о л е е 15 м г н е ф т е п р о д у к т о в * . В ы д е л и э таким " с п о со б о м х р о м ат о гр з 'ф д а е ск й о ч и щ ен н ы е н е ф т еп р о д у к ты , о т о г н а в р а с ­ т в о р и т е л ь я в зв е с и в о с т а т о к , р а с т в о р я ю т е г о в д а э т а я о з з м э ф и р е , о т б и р а ю т п о р и я н р а с т в о р а , с о д е р ж а щ и е о т 0 ,3 д о 5 ,0 м г ч и ст ы х н е ф т е п р о д у к т о в . п о л у ­

ч а ю т эм у л ьси н в в о д н о -ж е л а т и н о в о м р а с т в о р е

i н о р е з у л ь т а т а м

и з м е р е н и я

ях о п т я ч е а ш х п л о тн о с те й с т р о я т г р а ф и к .

 

 

Ход определения. В делительную воронку помешают пробу

вода, содержащую от 0,3 до 100 мг нефтепродуктов,

ш экстра­

гируют хлороформом 3 порциями по

Ш мл, встряхивая смесь

в течение 3 мин. Если проба образует с хлороформом стойкую эмульсию, то для лучшего расслоения рекомендуется перед экстракаией подкислить ее. разбавленной ’{1 :1) хлористово­ дородной кислотой до pH = 3—4.

Соединю экстракты {вместе с эмульсионным слоем) высу­ шивают их безводны» сульфатом натрия (на что расходуется не менее 5 г MasS 04). Фильтруют через бумажный сухой фильтр, собирая раствор в мерную колбу, промывают фильтр

хлороформом и доводят объем раствора хлороформом до метки.

Отбирают аликвотную часть хлороформного раствора, со­ держащую от 0,3 до 5 мг нефтепродуктов ** и помещают ее в чашку Петри. (Если объем этой части меньше 10 мл, добав­ ляют до этого объема чистый хлороформ, если объем отобран­ ной части больше 10 мл, дают избытку предварительно испа­ риться.) Опускают в хлороформный раствор край хроматогра­ фической пластинки и дают хлороформу свободно испаряться в вытяжном шкафу. Высота поднятия раствора в слое адсор­ бента в этих условиях равна приблизительно 3 см. После

* Для приготовления стандартного раствора могут быть использованы нефтепродукты, извлеченные из исследуемых вод.

** При анализе сточных вод типа городских общее количество извле­

каемых хлороформом веществ, наносимое на пластинку, не должно превышать

20—30 мг.

303


полного испарения хлороформа операцию повторяют 1—2 раза, наливая в чашку Петри 10 мл чистого хлороформа. Нефтепро­ дукты собираются количественно в зоне в виде узкой полосы (линия старта).

Затем проводят хроматографическое разделение, поместив пластинку в хроматографическую камеру, снабженную хорошо притертой крышкой. Разделение проводят гексаном или петро- лейным-эфиром, кипящим при 40—70 °С. Когда фронт раствори­ теля поднимется до верхнего края пластинки, ее извлекают из камеры и дают растворителю испариться. Хроматограмму рас­ сматривают в ультрафиолетовом свете (X = 365 нм).

Вверху у линии фронта растворителя находятся нелюминесцирующие метано-нафтеновые углеводороды, за ними следуют люминесцирующпе ярко-голубым светом ароматические углево­ дороды, ближе к стартовой полосе располагаются кислородсо­ держащие соединения, люминесцирующие и нелюмннесцнрующие *.

Отделяют всю верхнюю часть хроматограммы до нижней границы голубой зоны ароматических углеводородов и перено­ сят силикагель в коническую колбу. Если эта граница плохо заметна, наносят черту на расстоянии 3 см от линии старта и переносят в колбу весь слой силикагеля, находящийся выше этой черты.

Приливают в колбу 20 мл диэтилового эфира, перемеши­ вают и фильтруют через обезжиренный бумажный фильтр. Си­ ликагель на фильтре и в колбе тщательно промывают свежими порциями эфира, присоединяя их к полученному эфирному рас­ твору.

Эфир из раствора испаряют в вытяжном шкафу при ком­ натной температуре или на водяной бане при температуре не выше 50 °С, к остатку приливают 1 мл эфира, тщательно пере­ мешивают, добавляют 5 мл этилового спирта и затем, при пе­ ремешивании вливают 19 мл раствора желатины.

На оптическую плотность получаемой эмульсии в значи­ тельной степени оказывает влияние скорость введения раствора желатины. Для достижения удовлетворительной сходимости результатов, особенно при определении нефтепродуктов с раз­

ным

углеводородным составом,

скорость

введения

раствора

желатины должна

быть всегда

одинаковой и достаточно боль­

*

Хорошо заметная

голубая зона,

шириной не

менее I см

показывает,

что на пластинку было нанесено около 2- мг или более нефтепродуктов. Зона' перестает быть заметной при нанесении на пластинку менее 0,5—1 мг нефте­ продуктов. При нанесении на пластинку более 5 мг нефтепродуктов или большого количества других извлекаемых хлороформом веществ может на­ блюдаться неполное отделение ароматических углеводородов. Для устранения мешающего влияния посторонних примесей применяют повторное хроматогра­ фическое разделение тем же растворителем или наносят па другую пластинку меньшее количество анализируемой смеси и проводят все операции вновь.

304


шой. Для этого рекомендуется наливать раствор через малень­ кую воронку, из которой этот раствор вытекает в течение

1,5—2,0 с.

Измеряют оптическую плотность полученной эмульсии в кюветы фотоколориметра при толщине слоя 3 см, применяя красный светофильтр (X = 610 нм)*. Эмульсия очень устой­ чива, сохраняется в течение 2 суток.

75.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНО-ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ (КОЛОНОЧНАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ)**

Метод применим для определения нефтепродуктов в кон­ центрациях 0,15 мг/л и менее. .

Нефтепродукты выделяют и?- воды экстракцией так же, как

ив методе 75.1. После пропускания гексанового раствора через колонку с окисью алюминия определяют люминесценцию элюата

ипо «цене деления» прибора находят содержание нефтепро­ дуктов.

Так как лишь немногие углеводороды обладают способ­ ностью люминесцировать, а углеводороды ароматического ряда люминесцируют в разной степени, то для получения достовер­ ных результатов необходимо иметь стандартный раствор, со­ держащий те же люминесцирующие вещества и в тех же от­ носительных количествах, как и в исследуемой пробе. Это труд­ но достижимо. Проще устанавливать «цену деления» прибора

сравнением с результатом, полученным методом 75.1, и прово­ дить это сравнение возможно чаще и обязательно каждый раз заново, если имеются указания на то, что качественный состав углеводородов анализируемой воды изменился. Все же полу­ чаемые результаты следует считать менее надежными чем те, которые дает применение методов, описанных выше.

Хроматографическая колонка. Смачивают 6 г окиси алюминия (марки «для хроматографии») 2—3 мл гексана (х. ч.), перемешивают стеклянной па­ лочкой до получения однородной массы и сразу же всю порцию переносят через стеклянную воронку в колонку (ею может служить бюретка с краном). При диаметре колонки 1,4 см сорбент .образует слой 3,5 см.

Ход определения. Отобрав 100—1000 мл анализируемой воды (в отобранной порции должно быть не менее 0,02 мг нефтепро­ дуктов), проводят экстракцию хлороформом с последующей за­ меной хлороформа гексаном или непосредственно гексаном (если проба прозрачна), как это описано в методе 75.1. Полу-

* При необходимости концентрации получаемой эмульсии можно изме­ рять в цилиндрах Генера (иефелометрическое определение)

** Л у р ь е Ю. Ю. ВНИИТЭХЙМ, 1970, вып. 8, см. с. 3.

11 Зак. Э16

305


чеииый гексановый экстракт переносят в маленькую колбу, снабженную притертой пробкой, где его высушивают, добавляя 3—5 г прокаленного сульфита натрия.

Полученный раствор нефтепродуктов в гексане пропускают через колонку. Стеклянную вату, служащую тампоном в ко­ лонке, надо очистить от нефтепродуктов обработкой органиче­ ским растворителем. Перед внесением анализируемого рас­ твора кран колонки должен быть открыт. При фильтровании (и последующем элюировании) необходимо следить за тем, чтобы поверхность адсорбента всегда была покрыта слоем растворителя (иначе в адсорбент попадает воздух, который может вызвать образование воздушных пробок,'сильно тормо­ зящих или совсем прекращающих процесс разделения). Ско­ рость фильтрования — 5 мл в 10 мин. В фильтрат переходят все нефтепродукты, а соединения полярного характера (смолы, нафтеновые и сульфонафтеновые кислоты, кислородсодержа­ щие соединения и др.) остаются на сорбенте. Отбирают по 10 мл фильтрата в пробирки с притертыми пробками. Во время фильтрования измеряют люминесценцию каждой отобранной пробы, применяя флуориметр ЗФ-ЗМ или ФАС-1 с пер­

вичными

(А =

320—390 нм) и вторичными светофильтрами

(X — 400—580

нм). Когда

весь экстракт пропустят через сор­

бент, в

колонку наливают

чистый гексан (обмывая неболь­

шими порциями колбу, содержавшую экстракт, стараясь хорошо промыть находящийся в ней сульфат натрия). Промывку про­ должают до тех пор, пока из колонки не начнет выходить чистый гексан (люминесценция гексана после прохождения через ко­ лонку должна стать такой же, какой она была до прохождения через колонку). Зная люминесценцию каждой отобранной пробы, находят содержание нефтепродуктов в пей.

Расчет. Содержание

нефтепродуктов

(х ) в мг/л рассчиты­

вают по формуле:

 

 

 

 

а ■т • 1000

 

 

где а — сумма показаний прибора при измерении люминесценции

во всех

пробах (из результата каждого измерения надо

вычесть поправку

на люми­

несценцию чистого гексана);

V — объем анализируемой'пробы воды,

мл; т

цена деления прибора, мг.

 

 

 

Для установления цены деления (в мг) периодически па­ раллельно проводят определение арбитражным методом и рассчитывают цену деления по формуле:

NV

т ~~ а - 1000

где N — содержание нефтепродуктов, найденное арбитражным методом.

306


75.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДОМ КАНАЛЬНОЙ ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ* (определение в полевых условиях)

Нефтепродукты экстрагируют четыреххлористым углеродом. Порцию экстракта 20—100 мкл наносят в ■нижнюю расширен­ ную часть «канала», выделенного на пластинке для тонко­ слойной хроматографии • (рис. 17). Пластинку обрабатывают хлороформом в закрытой камере, высушивают на воздухе и

подвергают

действию

паров

 

 

 

 

 

 

иода. В границах «канала» угле­

 

 

 

 

 

 

водороды обнаруживаются в ви­

 

 

 

 

 

 

де прямоугольного

коричневого

 

 

 

 

 

 

пятна. Площадь этого пятна из­

 

 

 

 

 

 

меряют.

граница

концентра­

 

 

 

 

 

 

Нижняя

 

 

 

 

 

 

ций, определяемых этим мето­

 

 

 

 

 

 

дом, равна

1 мг/л.

Результаты

 

 

 

 

 

 

параллельных определений, про­

 

 

 

 

 

 

водимых тем же аналитиком од­

 

 

 

 

 

 

новременно,

не должны

разли­

Рис. 17. Пластинка для каналь­

чаться более, чем на 0,5

мг/л.

ной тонкослойной

хроматографии:

Реактивы

 

 

 

1 — стартовая линия:

2—фронт раство­

 

 

 

рителя;

3

царапины

в

тонком слое,

Реактивы,

указанные

при

описании

доходящие

до стекла;

4—пятно угле­

водородов после проявления иодом.

предыдущих методов.

 

 

 

 

 

 

 

Пластинки,

Специальные пластинки для тонкослойной хроматографии.

покрытые слоем силикагеля, приобретают

в

готовом

виде или

изготовляют

(см. разд. 75.4). Размеры

пластинок 20 X 20

см.

Пользуясь

металлической

палочкой и приготовленным для этой цели шаблоном, процарапывают в слое силикагеля до стекла контуры пяти «каналов», нижние части которых имеют расширение (см. рис. 17).

Ход определения. В делительную воронку емкостью 1,2— 1,5 л помещают 1000 мл анализируемой пробы, прибавляют 10 мл .хлорида натрия, 2 мл четыреххлористого углерода (с по­

мощью пипетки) и сильно взбалтывают в течение

10

мин.

Затем

спускают

нижний слой

(приблизительно

1 —1,3 мл)

в мерный

цилиндр,

захватывая

при этом 2—5 мл

водяного

слоя.

'

 

 

 

наносят

На стартовую линию в расширенной части каналов

с помощью микрошприца емкостью 100 мкл порции экстракта 20, 20, 100, 100 и 100 мкл. Диаметр стартовых пятен должен быть больше ширины каналов. В хроматографическую камеру,

закрывающуюся хорошо притертой крышкой,

наливают гек­

сан или петролейный эфир, кипящий

при 40—70 °С, нижний

край хроматографической пластинки

и камеру

погружают в

* B e r g h o l d I. Z. f. anal. Chem. 1968, v. 240, p. 320. Deutsche Einheitsverfahren fur Wasser., Abwasser und Schlammuntersuchung. 3 Aufl., H 17/18.

11*

307