Ход работы

1. Найти максимумы полос поглощения бромфенолового синего _max при разных рН исследуемых растворов и выбрать условия его спектрофотометрического определения. Для этого в мерные колбы на 25 мл отобрать по 1,0 мл исходного стандартного раствора бромфенолового синего, добавить по 10 мл буферного раствора: в первую колбу - с рН 1,68; во вторую - с рН 4,01; в третью - с рН 6,86; в четвертую - с рН 9,18. Довести объем до метки дистиллированной водой, тщательно перемешать.

Для построения спектров поглощения измерить оптическую плотность каждого раствора на спектрофотометре, изменяя длину волны монохроматического излучения от 380 до 760 нм через каждые 10 нм в кюветах толщиной 1 см, используя в качестве раствора сравнения дистиллированную воду.

Построить кривые светопоглощения (спектры) каждого раствора, определить положение максимумов полос поглощения. По полученным кривым выбрать оптимальные условия (рН и _max) количественного определения бромфенолового синего.

2. Построить градуировочный график. Выбранные значения рН и _max используют для количественного определения бромфенолового синего.

Для построения градуировочного графика при выбранном значении рН приготовить серию стандартных растворов. Для этого в мерные колбы на 25 мл отобрать 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0 мл исходного стандартного раствора бромфенолового синего, добавить в каждую колбу по 10 мл выбранного буферного раствора, разбавить до метки дистиллированной водой и перемешать. Рассчитать концентрации полученных растворов в мг/мл.

Для повышения воспроизводимости определения использовать метод дифференциальной фотометрии. При выбранной длине волны _max поочередно измерить оптические плотности градуировочных растворов относительно одного из них, выбранного в качестве раствора сравнения. При измерениях использовать метод двусторонней дифференциальной фотометрии (см. Задание 1).

Построить градуировочный график в координатах оптическая плотность - концентрация бромфенолового синего, мг/мл.

По тангенсу угла наклона градуировочной зависимости определить молярный коэффициент поглощения при выбранной длине волны_max. Т.к. l = 1 см, то из основного закона светопоглощения следует:

, где

А - оптическая плотность раствора бромфенолового синего; С - его концентрация, мг/мл; М - молярная масса бромфенолового синего, мг/мл; К - тангенс угла наклона градуировочной зависимости.

По полученному значению молярного коэффициента поглощения рассчитать нижнюю границу определяемых содержаний бромфенолового синего по данной методике.

3. Определить концентрацию бромфенолового синего в пробе. Исследуемую пробу объемом 3 мл поместить в мерную колбу на 25 мл, добавить 10 мл выбранного буферного раствора и довести до метки дистиллированной водой. Измерить оптическую плотность при найденной _max относительно раствора сравнения, использованного при построении градуировочного графика (с определенной концентрацией бромфенолового синего), используя при необходимости приемы двустороннего дифференциального фотометрирования.

По градуировочному графику найти концентрацию фотометрируемого раствора бромфенолового синего, мг/мл. По правилу эквивалентности рассчитать концентрацию бромфенолового синего в пробе с учетом ее разбавления при подготовке к измерению.

Работа 12. Определение нефтепродуктов в природных водах

методом УФ-спектрофотометрии

(составлено по ПНД Ф 14.1:2.62-96. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в природных и очищенных сточных водах методом колоночной хроматографии со спектрофотометрическим окончанием.)

Цель работы: Выделить истинные нефтепродукты из предложенных проб воды и определить их содержание в воде методом УФ-спектрофотометрии. Сопоставить полученные результаты с результатами, полученными флуориметрическим и ИКС методами.

Введение. Согласно определению, принятому Комиссией по унификации методов анализа природных и сточных вод стран — членов СЭВ (1968), а также Международным симпозиумом в Гааге (1968) за «нефтепродукты» при анализе вод следует принимать сумму неполярных и малополярных соединений, растворимых в гексане, т. е. по существу сумму углеводородов (алифатических, алициклических, ароматических).

Существующие нормы предельно допустимой концентрации нефтепродуктов в воде водоемов (в водных объектах хозяйственно-питьевого назначения: 0,3 мг/л - для малосернистых и 0,1 мг/л - для многосернистых нефтей, а в рыбохозяйственных водоемах - 0,05 мг/л) были введены в результате исследований растворов различных нефтепродуктов и сырой нефти в воде и, следовательно, относятся именно к тем веществам, которые охватываются указанным определением «Нефтепродуктов». Отсюда следует, что при определении нефтепродуктов в водах следует устранить мешающее влияние всех веществ других классов. Применение методов анализа, в которых за «нефтепродукты» принимают суммарное содержание всех органических веществ, извлекаемых каким бы то ни было растворителем, недопустимо.

Для отделения от нефтепродуктов полярных органических веществ используют специальные сорбенты, через слой которых пропускают раствор выделенных из анализируемой пробы органических веществ в неполярном растворителе. Такими сорбентами могут быть оксид алюминия II степени активности (содержащий 3% Н₂О) или силикагель.

В качестве неполярных растворителей применяют различные вещества: гексан, пентан, петролейный эфир, тетрахлорид углерода зависимости от выбранного метода анализа и от характера и степени загрязнения анализируемой воды. Так, если проба воды прозрачная, то для экстракции можно использовать н-гексан; если же проба мутная, сильно загрязненная, то следует использовать тетрахлорид углерода или хлороформ. Хлороформ— соединение полярное; если его применяют для экстракции органических веществ из пробы, то потом его испаряют и остаток растворяют в неполярном растворителе гексане или тетрахлориде углерода.

Поскольку нефтепродукты сорбируются на стенках сосуда, содержащего анализируемую воду, для их определения следует отбирать в отдельный сосуд специально для этого предназначенную пробу (объем пробы 0,5 -1 л), использовать ее целиком и при проведении экстракции обмывать стенки этого сосуда порцией экстрагента, присоединяя ее потом к основной массе экстракта. При невозможности проведения экстракции в момент отбора, пробу консервируют, добавляя в нее 2-4 мл тетрахлорида углерода.

Сущность метода. Метод основан на извлечении нефтепродуктов из анализируемых вод органическим растворителем (выбор растворителя - см. выше), отделении от полярных соединений других классов колоночной хроматографией на оксиде алюминия и количественном определении по интенсивности светопоглощения гексанового раствора нефтепродуктов в ультрафиолетовой области спектра ( = 270 нм). Диапазон определяемых концентраций составляет от 0,02 до 2,0 мг/л нефтепродуктов.

Погрешность определения во всем диапазоне концентраций может быть рассчитана по уравнению:

0,009 + 0,20 С, где (6.1)

С -экспериментально найденная концентрация нефтепродуктов в пробе, мг/л.

Реактивы.

I. Основной раствор нефтепродуктов Для приготовления градуировочных растворов используют нефтепродукты, выделенные из серии проанализированных проб, или нефтепродукты, являющиеся основным источником загрязнения вод. Для этого после завершения эксперимента экстракты объединяют, переносят во взвешенный стакан емкостью 50 мл и испаряют растворитель под вентилятором. Навеску 0,01 г выделенных таким образом истинных нефтепродуктов растворяют в гексане в мерной колбе на 100 мл. Концентрация полученного таким образом основного раствора нефтепродуктов составляет 100 мг/л.

2. Оксид алюминия. Оксид алюминия для хроматографии II степени активности предварительно нагревают 6 -8 ч при температуре 100^о С для удаления избыточной влаги, поглощенной при контактировании с воздухом.

Оксид алюминия ч.д.а.. активируют путем прокаливания при 300^о С в течение 4 ч, охлаждают и вводят 3-4% от массы реактива дистиллированной воды при перемешивании, на сутки оставляют в эксикаторе, после чего используют в анализе.

Использованный оксид алюминия регенерируют промыванием тетрахлоридом углерода или хлороформом, испарением растворителя и последующим прокаливанием при 300 - 400^о С в течение 4 часов.

3. Органические растворители: гексан, при необходимости тетрахлорид углерода или хлороформ. Использованные в анализе растворители регенерируют перегонкой.

4 Сульфат натрия перед применением прокаливают при температуре 150^о С и охлаждают в эксикаторе.

5. Кислота серная или соляная.