1.6.3.3 Химические тест-метды анализа
Фирмой HNU Systems Inc. Выпускают тест-наборы для определения сырой нефти, горючего топлива, отработанного масла в почве и воде. Метод основан на алкилировании по Фриделю – Крафтсу ароматических углеводородов, находящихся в нефтепродуктах, алкилгалогенидами с образованием окрашенных продуктов:
В качестве катализатора используют безводный хлорид алюминия. При анализе воды экстракцию проводят из 500 мл пробы. В зависимости от определяемого компонента появляются следующие окраски экстракта:
Бензол – от желтого до оранжевого;
Толуол, этилбензол, ксилол – от желто-оранжевого до ярко-оранжевого;
Бензин – от бежевого до красно-коричневого;
Дизельное топливо – от бежевого до зеленого.[5. с. 218]
Цветные шкалы составлены для воды в диапазонах 0,1 – 1 – 5 – 10 – 20 – 50 – 100 мг/л. [5. с. 218]
В тест-анализе фенол и его производные преимущественно определяют по образованию азокрасителя. Наиболее распространенным является следующий способ: первая стадия – диазотирование первичного ароматического амина нитритом натрия в кислой среде, приводящее к образованию соли диазония:
ArNH2 + NaNO2 + 2HCl → [ArN≡N]+Cl¯ + NaCl + 2H2O,
Вторая стадия – сочетание соли диазония с фенолами в щелочной среде, приводящее к образованию азосоединения:
[ArN≡N]+Cl¯ + Ph–OH → ArN=N–Ph–OH + HCl
Если пара положение закрыто, то образуется о-азосоединение:
Азосочетание с оксисоединениями, наиболее активными в форме фенолят-анионов, проводят почти всегда при рН 8 – 11. Соли диазония
В водном растворе неустойчивы и постепенно разлагаются на фенолы и азот, поэтому основная сложность создания тест-методов для определения фенолов и аминов как раз и заключается в получении стабильных диазосоединений.[5. с. 228]
В качестве стабильного при хранении реагента для определения фенола предложена комплексная соль тетрафторбората 4-нитрофенилдиазония (НДФ):
O2N–Ph–NH2 + BF4 → [O2N–Ph–N=N]BF4
Для определения фенола к 1мл анализируемой жидкости добавляют 1 квадратик фильтровальной бумаги, пропитанной НДФ, и 1 квадратик бумаги пропитанной смесью карбоната натрия и хлорида цетилпиридиния (ЦП).[5. с. 228]
В присутствии ЦП происходит углубление окраски, связанное с образованием ионного ассоциата по диссоциированной оксигруппе:
O2N–Ph–N≡N+ + Ph–OH → O2N–Ph–N=N–Ph–OH
O2N–Ph–N=N–Ph–O¯ЦП+
Определению фенола не мешают 50-кратные количества анилина. Не мешают определению 2,4,6-замещенные фенола, 2,4-замещенные 1-нафтола и 1-замещенные 2-нафтола. Диапазоны определяемых содержаний для фенола: 0,05 – 0,1 – 0,3 – 0,5 – 1 – 3 – 5 мг/л. Разработанные тесты были применены для определения фенола в сточных водах. [5. с. 228]
Наиболее в тест-методах используют в качестве реагента 4-аминоантипирин. Фенол и его гомологи с 4-аминоантипирином образуют окрашенные соединения в присутствии гексацианофератта (III) при рН 10:
Практически не реагируют с 4-аминоантипирином n-крезол и те паразамещенные фенолы, в которых замещающими группами являются алкил-, бензоил-, нитро-, нитрозо- и альдегидные группы. Диапазон определяемых содержаний для систем NANOCOLOR® Phenol, Hach Co., CHEMetrics составляет 0,1 – 5,0 мг/л фенола. [5. с. 229]