Экстракция гидрофильными растворителями аналитической химии фенола тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

ЛШШТАДСКЙй ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КУЧМЕНКО ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА ЭКСТРАКЦИЯ ГИДРОИ1ЛЫШИ РАСТВОРИТЕЛЯМ

ч анаяиш1с::ой химии фиша. ^

0^.00.02, - Аналитическая хишш .

о

Ав-зрефараз диссертации на соисхаяно ученой етепвян кандидат* химических яауя

Саикт-Явтероург - 1992

Ре. о от виполивка на касредрв аналитической хккик Воронежского технологического института (БорТй)

Научные руководителя: доктор химических каук, профессор

Кореннан иков Ивракльэвкч

кандидат хтапческих паук, доцеи* Ерыолаева Уел'^я.чй йггколаевпа

Официальные оппоненты: „октор химических наук, профессор

Гаиле Алексакдр Алс-ксандровкч

кандидат хохиическах наук, додвнг Захаров Александр Петрович

Ведущая оргаппуацял - Донецхгн гссудйротвбкявв уняв ере r,rcv

Защита диссертаций состоятся " 2*8 " Atícü&SL I9S& г.

]

в vV vacos о засда..ии спецкзлиэированаого Совета

/

К 063.2Э.Ю в Лопкиградекон технологической цпстпгутс tu:. Яенсоввта по адресу» 1980.13, Санкт-Петербург, Москоьсккй яр., 26.

О тазгертэдиеи hosco огшахошггься б .колкотеке Леяпкградспого 202пологнчес::ого института

• Огзвш и асиочипих; в 2~«иаемплярйХ, оаиороЕКнх горбо-вок печатью, прост евкравл'ягь но адресу: IS80I3, Сакхл--Негериург, Еагородаи; пр.. тотодотчеикцй хйстач'уг, УчвПНЯ C0BÍ¡2.

Ангоргфораг рлаегдеп н ^ISS2 г.

евагчиигирзг.ииье?.,' СаБгть ^

Е.Ь'вК., «líí-.i-í —г Н.С.П&ША

ВВЕДЕНИЙ

Актуальность тзаботн. Вопросы охрани округавцел среды связаны с 1!роо;и.яаыи гидросферы, включавшими экологически неблагополучное состояние атмосферных осадков, наземных и подземных вод. В этой связи осооое значение приооретает аналитически контроль состояния водных объектов- Разработка ясзкх спосооов обнаруже! :я и селективного определения зредкодействущих веществ, ооширную группу которих составляют органические токсиканты синтетического и природного происхождения', является одной из актуальных задач аналитических слу^б. Наиоолсе распространенным органически« загрязнителей сточных и природных вод является фенол. Несмотря на многочисленные -разработки способов определения фенола, анализ фенолсод-фжащих вод сопряжен с рядом трудностей, связанных» например, с отсутствием дорогостоящих приборов и р°активов, в том число стандартных образцов? подготовка последних затруднена вследствие шир кого разнообразия происхождения и состава анализируемых вод.

Надежное определена феноле в водных средах на уровне (1-10) Пда невозможно без предварительного концентрирования. Приы'-тение для этой цели традиционных 'гидрофобных) органических растворителей часто оказывается неэффективный, решение задали возйожно путем поиска новых ш-стражционннх систем. Основное внимание в диссертации уделено обосновании и широкому применению в аналитической ■ химии фенола гидрофильных растворителей, ранее не применявшие* для экстракции фенола из водных сред.

Диссертации выполнена в еоо;ввтс?виы о *аучкии направлением кафедры анал-тическоя химии ВорТВ "Разработка новых способов определенна микроколичв* ^•в ароматических соединении в водных средах с применением экстракционного концентрирования".

Основная цель - разработка спосооов анализа фенолсо-дергащих вод с использоврпием аовоЯ группы растворителей:, позволявших с достаточной точностью опр делять микроколичества фепола.

Научна» новизна работы. Впервые систематически изучено мегуазяое распределение фенола в 240 системах с гидрофильными растворителями} установлен« общие закономерности экстракции. Методом тройных диаграмм изучено влияние Физико-химических свойств экстрагентов и высаливателей, рН водного раствора ка условия существовании жидких двухфазных систем. Исследовано распределение фенола между бинарными смесями гидрофильных растворителей и во,.ой. Системы с оптималышыи экстракционными параметрами выбрани путем анализа тройнях диаграмм состояния.

Показана перспективность экстракции фенола гидрофильными рас-, орителями, обеспечивающими практически полное извлечение фенола из водной проозг путем однокг тной экстракции.

Практическая значимость работы. Разработаны новые способы экстрахционно-фотометрического и экстракционно-потеициометрического определения фенола в водах на уровн -10 мкг/дм3. Перспективность электрохимического детектирования фенола в органическом концентрате заключается в возможности селективного определения фенола в приру/огвии наиоолее характерных сопутствующих компонентов. Способы характеризуются воспроизводимостью, точно-тью и правильностью. Погеядиометряческое детектирование позволяет автоматизировать анализ в серийном варианте.

Практические разработки диссертации апробированы в пр'-дзводственнит условиях к внедрены в практику химико-аналитических служй: УкрНИЙпластмасс (Донецк), завода "Октяорь" (Нижний Новгород), ГО "Завод им. Я.М.Сверддо-ва* (Дзержинск).

На защиту вкпосятся! результаты изучения экстракции фенола гг-фофилыгамн растворителями различных классов (спирты, квтояы, ах-кг лцетаты), бинарными смесями на их основе в присутствии осйшряон груши высаливателей; - результата из- ''«ккя вляяяин природы и лояцентрацим органических растворателеК и высаливателей на область

существования жидких двухфазкых смете«» - алгоритм выбора снтижальиыг сэогяошеииЯ ксжкодгвтоп экстракционной -истемы для концентрирования и раздельного определения фенола в присутствии родственных соединений; - - способы концентрирования и определения мпкроколииеств фенола в сточных я очищенных водах в присутствии хлор-, нитро- и а-^илфенслоз, бензойной и пгдроксибениойннх кислот, формальдегида, анилина и интроанчлинов.

Апробация работа и публикации. Основные положения диссертации изложена в М публикациях, 4-х пелТреыениях. Отдельные разделы работы доложены на Всесоюзной конференция молодых ученых по экстракции (Донецк, 1990), экологическом симпозиуме "Анализ вод" (Воронеж, 1990), Всесоюзной конференции "Аналиэ-90" (Ижечск, 1990), Всесоюзно» конференции "Экологические проблемы производства .синтетических каучу-ков" (Воронеж, 1990), III Всесоюзной конференции по методам концентрирования 'в аналитической химии (Черноголовка,

1990), Всесоюзной конференции "Теория и практика газовой хроматографии" (Горький, 1990), У1 конференции по аналитической химии Прибалтийских pt чублик, БССР и Калинин-градскс.. обл. (Рига, 1990), 71 Всвсоюс, ой конференции по аналитической химии органических веществ (Москва, 1991), семинаре "Экология и аналитическая химия" (Ленинград,

1991), межрегиональном семинаре "Фенолы в водах. Проблемы и пути их решения" (Ижевск, 1991), Всес^озной конфе-. ренции ^Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии" (Белгород, 1991), Всесоюзно:" конференции "Интьясивнне и оазотходнне технологии и ооорудование" (Волгоград, 1991), П 'Всесоюзной конференции по экстракции (Адлер, 1991), Всесоюзной конферен-чи "Экология промышленного региона*4 (Донецк, 1991), XXIX-XXX научных конференциях технологического института (Воронеж, 1990-I9QI).

Структура я ооъем раооты. Диссертация состоит из введения, оозора литературы, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения (материалы Госком-изооретенкЯ, акты внедрения). Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 33 таблицы. Список литературы вклвчает 14-7 источников.

ГЛАБА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Критически оценены известные спосоок спектрофото-метрического н эдекгрохимического определения фенола в водных и "вводных средах с использованием различных методов колА<*нтрироваиия, в частности жидкостной экстракт ции. Осооое внимание уделено применению гидроф-.льннх растворителей в аналитической практике.

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Описаны способы очистки и контроля качества применяемых реагентов, методики слектрофотометрического определения фенола б водном и водно-органическоы рэртво-рах, установления коэффициентов межфазного распределения фенола ( I) ) и степени извлечения

Надставлены результаты спектрофотомвтрического определения фенола в. видимой области по реакции с 4-аыи-ноантнпириноы в присутствии внепивателей и органических растворителей. Отмечены преимущества способа.

Для получения сопоставимых результатов экстракцию проводили в идентичных условиях (постоянные температура 20^1 °С и сооткоиение объемов фаз! низкие исходные концентрации фенола, исключающие его димеризацию). Описана методика установления коэффициентов йехфазного распределения фенола в системах с гидрофильными акетрагентами. ¡;ару*енио условия изохорносги экстракции в результате часткчного растворений органических растворител й в насыщенном водно-солевом растворе, а также возрастание растворимости эк^трагента в воде й снижение эффектив-

нести внеаливателя увеличивают ояшбху расчета коэффициентов распределений.

ГЛАБА III. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭКСТРАКЦИИ ШОМ ЩРОФИДЬНЬ'М РАСТВОРИТЕЛЯМИ

Применение гидрофильных растворителей для концентрирования фенола предусматривает знание соотношения содержания внеаливателя и экстрагента для1 достижения наиоольией эффективности системы. Выбор оптимального состава систем проведено на основании построения диаграмм состояния трех-компонентнах систем органический растворитель - высалчва-тель - вода, выделены области существования двухфазных жидких систем и .

С узег"чением сродства органического растворителя к воде и снижением высаливающей эффективности электролита двухфазная опасть сокращается. На границы существования области равновесия жидкость-жидкость влияет рН зодно*о раствора. Для составов, содержащих минимальное количество внеаливателя, обеспечивавшего расслаивание системы, снижение рН ниже 7 сопровождается сокращением объема органической ^зы вгчедеть^е "всаливания" эк^'рагекта воду. Для составов, содержащих максимальное количество внеаливателя, обеспечивающего расслаивание системы, изменение рН водкой фазы практически не влияет на объем высаливаемой органической фазы. Составы трехкомпонентных систем,. соответствующие двухфазной области Ь , применены для извлечения и концентшрования фенола. При установлении экстракционных характеристик фенола изменялись концентрация внеаливателя, экстрагента и фенола, а^акже рН водного раствора. Максимальные экстракцио! лые характеристики получены при экстракции фенола из насыщенных высаливате-лем водных растворов при рН 2-5.

На межфазное распределение фенола влияют природа и растворимость зкетрагентг и внеаливателя. Так, оценивая экстрагирующую способность растворителе"-гомологов, отметим ее закономерное увеличение с уменьшением молеку-

лярной массы гомологов. Однако для гидрофильных растворителей необходимо создать условия, позволявшие полностью дегидратировать их из водного раствора. Это достигается введением э водную пробу хорошо растворимых в воде электролитов, обеспечивающих практически полное вчсаливание органического растворителя. Для систем с сульфатом аммония » фторидом или карбонатом калин и некоторыми другими высаливателями сохраняется закономерное уменьиеые степени извлечения- фенола с увеличением молекулярной массы эк-страгента. Применение ыалоз<р®ективных высаливателей, не обеспечивающих полного выделения зкстрагента в отдельную фазу, нар,шает эту зависимость тем оольие- чем выие растворимость экстрагента в воде. Для всех систем олее э®фек-тивнн гомологи нормального строения по сравнению с изомерами.

Для систеи с гидрофильными растворителями сопоставление эффективности высаливателей по отношению к извлекаемому соединению отличается с1 оощих закономерностей вследствие того, что совместно с фенолом высаливается органический растворитель (созысаливание). Другая причкла несопоставимости высаливающей спосооности электролитов заключается ч том, что в насыщенных водно-соле'чх растворах, применяемых при экстракции гидрофильными растворителями, не сохраняется концентрационная изоыолярпость растворов. При.незначительных различиях молярных концентраций насы-ще: гах водно-солевых растворов сохраняется установленная . ранее закономерность (уменьшение высаливающего действии катионов ьла анионов соли с увеличением мх радиуса при сохранении заряда). При различии мо: -риге концентраций на порядок и вызе нивелируется размерный фактор высали-^а.ния и сравнительная оценка становится не озмокной.

На основании изучения распределения фенола в системах < иасвденшши водно-солевыми растворами и индивидуальными гидрофильными экстрагентами (спипты, кетопы, ал-килацетатц) выде-ены оппгмалыгае экстракционные системы для анализа фенолеодеркащих вод (табл. I).

Таблице, I

Эффехтивннв экстракционные еиитемы для извлечения и кок-центрирования фенола индивидуальными гидрофильными растворителями

Высали-ватели

Пвонанол-1

Т

Ацетон И«2Лиия-|ЭгилЕцетат

Р | I» [ Р [ в.

(МН^й, МаЧ^О^

зим

290 570 390 285 345

96, б 58,2

97.5

96.6 9(5,4

700 315 350 200

98,2 89,8 96,1 88,1

1260 99,2 1510 99,4 160 94,2 380 95,0 310 64,9

446

180 420

97,9

94,8 97,1

Повышение эф- жтивносг- экстракционных систем достигается при»'- ненией бинарных смесей растворителей, проявляющих синергетические свойства. Практическое применение Гидрофобных г :страгенгов сопряжено с известными трудностями* Например, наиболее эффективными синергатичеекими смесяыя для извлечения фенола являются растворы трибутил-фосфата в алкилацетагах. Однако IЪнры фосфорной кислоты, вносящие доминирующий вклад в свойства таких сЗесей, отличаются повыг;нной вязкостью, что усложняет экслеркмент-Нами изучена экстракция фенола бинарными смесями гидрофильных растворителе^ в присутствии различных высалива-телей.

Эффективность экстракции такими смесями зависит от растворимости в воде компонентов смеси и внсаливателя. Сопоставлять действие смесей следует при условии практически полного высаливания органической фазы, когда вса-ливание фенола в водну: фазу органическим ра творителем минимально. Алкилацетаты менее Эффективные экстрагенты, чем кетсиы, но превосходят в этом отношении спирты. Это подтверждают результаты экстракции фенола как индивидуальными растворителями, так и их смесями.

Изучение изотерм зк>. ракции смесями гидрофильных растворителей в присутствии солей позво-.лло установить

сосгавн комплексов фенола с компонентами смеси, юс независимость от природа и растворимости электролита, Рекомендовали оптимальные, системы на основе бинарных смесей гидрофильных растворителей для концентрирования и извлечения фенола из воданх сред.

ГЛАВА 1У. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛА В ВОДНЫХ СРЕДАХ

Применение гидрофильных растворителей для концентрирования и извлечения фенола из водных сред расширяет наоор спосооов ;етектировакия фенола после эк-тракции за *чет электрохимических методов, а также фегеметриче-кого определения фенола в концентрате. Разработаны условия потеа-циометрического кислотно-основного г'рования фенола в экстракте с предварительным добавлением неводногс растворителя, характеризующее.я цсновныыи и дифференцирующими свойствами (диметилформаыид, ацетонитрил, ацетон).

Оценены экстракционные характеристики фенола при кок-центрировании этими растворителями, однако при д.Лствии . лишь некоторых высаливателей удается выделить их в самостоятельную фазу, достичь высоких коэффициентов распределения „ степеней извлечение фенола. Задача решается путем неводного титрована« с применением смепанкых сред - концентрат получают с помощью эфре-тивного экстрагента и , см°иивают его ■ оитимальнки для неводяого титрования растворителем. В качестве экстрагентов выбраны бутанол-1, ацетон, метилзтилкетон. ДpoiJaнoл-I и прояанол-2 вследствие значительного сродства к воде виделVмоя в самостоятельную фазу со значительным количеством воды, отрицательно влияющей на результаты титрования. Указанные растворители при юазведении диметилформамидом, ацетонитрилом или ацетоном поэ?лляют получать четкие скачки на титринетрических кривы;

Наряду с фенолом в оольшинстве систем происходит соэк страгированив высьливателей в виде гидра.ированннх ионов, которые в среде неводного растворителя, характеризующегося

координирующими свойствами по отнокеяи» к катионам, образуют комплексные соединенна различного состава, разрушающиеся при титровании. Этому соответствует скачок на -титри- ' метрической кривой, величина которого может быть значительной и определяется индивидуальными свойствами катиона и растворимостью электролита в эксграгенге. В. отдельных сис- -темах влияние внсаливател® у титрование фенола мокет сыть существенным и приводит к значительному искажению результа-' тов определения вследствие церекрыванкя и совпадений пиков.

--Для уменьшения злияния высаливателя следует: , - пр../енять в качестве внсаливателея электролита, практически не растворимые в экстрагенте и выделяющие самостр-

- ягельную фазу с минимальный содержанием вода?

- применять в качестве среда для титрования растворители, характ ризувщиеся неэна цельными координирующими свойсг-. ваий по отношения к катионам солей, однако этот вариант значительно сужает возможности способа и не приводит к повышению точности определение фенола.

При разработке новых способов определенна фенола принципиальное значение имеет устранение мешающего влияния сопутствующих ему соединений ароматического характера. Нами изучено определение фенола в присутствии таких компонентов.

Б принятых условиях (оптимальные растворители для концентрирования фенола и неводного титрования) раздольно с фенолом нитруются ди- и трихлсрфенолы (рис., а), бензойная и гидрохсибеязойнне кислоты, нитропроизводные фенола (рис., б). Анилин, йитро- и дйкитроанилянк. другие вещества основного характера в среде апротонных диполярных растворителей не мешают определению фенола. Не удается оттитровать раздельно с фенолом нафтолн, вафтолсульфокислотн, алкилфенолн. Используемая для подхисления пробы кислота (наиболее полное извлечение фенола происходит при ра 2-5) аа мешает титрованию фенола. Разрабо аны способы определения фенола методом потенциометркческого кислотно-основного титрования:, включающие стадию предварительного концентрирования гидрофильными растворителями.

Предложен способ определения фенола в сточных ьодах акилиЕокрасочной промнил^кностк, основные компоненты которых амины, анилин, яихуоавюшвы, фенол, минеральные кислоты. Продолжительность анализа и мин, нижний предел определяемых содержаний 5 мг/дм^. Способ апробирован на модельных растворах с учетом реальных соотношений концентраций компонентов. Результаты статистически обработаны, методом "вввдено-найде' ■>" проверена правя.",ность способа (табл. 2).

Рис. Дифференциальные кри^че титрования в диметилформ-амиде а) 2,4,6-тркхлорфенсча, 2,4-дихлорфенола и фенола» б) пикриновой, салициловой и бензойной кислот, п-нитр.офенола и фенола после концентрирования бутанолом-1» титрант - раствор КОН в пропа-воле-2.

Сочетание потенциоиетрического и спектрального методов позволяет осуществлять контроль за содеряанием фенола

я Еитроаннлинов в счищенных сточных вольх. Нитроапилины определяют в концентрате во собственной окраске в видимой области спектра, фенол после этого титруется в среда неводного растворителя, титрант-раствор КОН в пропаноле-2.

Таблица 2

Результаты определения фенола в присутствии анилинов; . ^ » 5, р « о,: .

Введено, мг/да^ ; Найдено фенола, иг/ Р ? |5г-102

Фенол ! Анилин НкгрсавЕ.таяы

5,0 0,5 0,5 5,1 2 0,06 2,8 3,1

5,0 1,0 1,0 5,0 4 0,21 9,3 4,9

5,0 0,5 °»о 5,1 1 0,20 9,8 5,4

5,0 т,0 2,5 5,1 5 0,30 13,8 7,9

5,0 2,5 5,0 5,0 5 0,50 23,2 10,1

Для контроля за содержанием фенола в сточных водах производства красителей разрабо^н способ определения фенола в присутствии нитропроизводннх! способ включает экстракционное концентрирование ыетияэтилквтоном при высаливании сульфатом аммония и потенциометрическое титрование в среда ацетонктрила. Яри этом возможно не только селективное определение фенола* но и оценка со.^пгаиия изомеров нитрофенола (табл» 3). Максимальная ониока. определения не превышает 14

■ Таблица 3

Метрологические характеристики определения фэяола зкетрак-ционно-потенциометричоским способом в присутствии нитро-феиолов$ п, » 3, Р - 0,95

Введено, иг/сиг*

Фенол

Ионоиитро-

фенолы

(сумма)

Найдено фенола,

Пикриновая) иг/аР »ислота

Бг-Ю2

0,3 1,0 1,0

0,6 1,0 0,5

1,0 0,5

о.з £ 0,040

1,0 ± 0,107 1,0 ^ 0,01Г

1,9

4,9 0,4

13,7 10,0 4,0

Экстракционно-потенциометрический способ позволяет определять фенол в присутствии бензойной и гидроксибен-зойных кислот. Наибольша.. эффективность достигается сочетанием ацетона и сульфата ашониа. последующее детектирование осуществляют в среде ацетона.

Предлагаемым способом возможно раздельное определение бензойной и гидроксибеязсйкых кислот. Результаты определения: фенола в присутствии бензойной, ">- и 4-гидрок-сибензойных, 2,4- к 2,б-дигидрокси<ЗенооИных кислот (приводится суммарная концентрация гидроксибензойных кислот)-статистически обработаны (табл. 4), наибольшая сшибка определения, соответствующая минимальному содержанию фенола в водном растворе, не превышает 12

Таблица 4

Метрологи- зкие характеристики способа определения фенола в присутствии бензойной и гидроксибензойныг кислот| а » 3, Р - 0,95

"Зь-деко, иг/сгР

$еН0Л

кислоты (суша)

Найдено фенола, ыг/см3

ЪгХ?

VI, *

0,1 0,1 0,092 - 0,007 . 3,4 11,3

1,0' 1,0. 0,976 £ О,ОЙ 2,5 5,4

1,0 5,0 0,953 - 0,068 3,1 6,8

2,0 3,0 2,020 ¿ 0,039 1,9 3,2

Способ характеризуется простотой выполнения, экспрессносты>, возможна его автоматизация при -выполнении серийных анализов.

Вторую группу способов составляет фотометрическое определение фенола в концентрате после извлечения гидрофильными расгворителями. Систематически изучено влияние растворителей на фотометрическую реакцию ц.^нола с 4-аминоантипирином. С увеличением содержания эксграгента изменяется состав светопоглощающего соединения фенола с фотометрическим реагентом, что приводит к смещению максимума светопоглощения и изменению оптической пло.лости раствора по сравнению с водным. Наибольшие изменения в спектр светопоглощающего соединениж (батохромный сдвиг характеристической длины

волот) отмечены в системах с кетоаами (ацетон, метилатил-кетон). Спирты способствуют обратному (хотя и незначительному) сдвигу максимума светопоглощения в сторону коротких волн (пшссхромкый сдвиг), алкилацегатн практически не изменяют оптической плотности раствора. Выделена оптимальные условия фотометрического определения фенола - кратность разведения экстракта водой, • бор рекомендуемых экстраген-тов.

При фотометрическом определении фенола в сточных вода;: необходимо учитывать присутствие в экстракте сопуп -.вуицьл компонентов. Определению фенола по предлагаемому способу не мешают амины, предельные и непредельные угло-. водорода, минеральные кислоты и соли,

' Яри анализе сто ...их вод производства фенолформальде-гидкых с. л следует учит гь присутствие крезолоз и-кси-денолов, которые искажают результаты определения и поззо- . ляют оценить линь суммарное содержание фенола.

Предлагается способ определения фенола в очищенных сточных водах производства фенолформальдепщшх быал. Кон-цекгрисозанке проводят ацетоном.или пропанолом-1 в присух-: ствии фторида калия или сульфата ашовзя. При этом достигается 90-95 £~ное концентрирование фзнола, что позволяет определять микрсколичества фенола в оч!г-°нных водах.

Способ проверен методом "введено-найдено" (табл. 5) и апробирован на модальных растворах, приготозденных на основе обезфеноленных вол.

Способ позволяет исключать стали» реэкстракции, что. значительно упрощает анализ, в то же вргггл нообходшше реактивы (эветагент^ высалпватель) экологически безопаснее применяоных в болыакнетвз способоз определения фенола, включающих стадию концентрирования несиеаиваюзимися с водой органическими растворителями.

Возможно фотом.грическое определение фзнола в присутствии окрашенных соединений, например, нитроанилиноа в.сточных аодах ааилинокрасочной промышленности. Способ основан на экстракционном концентрировании фенола, анн-

Таблица 5

Результаты определения фенола зксгракционно-Фотометричес-киы методом в пролансльн 1 концентрате} п. « 5} Р « 0,95

»Г ------------г V/,

Введено,мг/ды?! Еайде&о, иг/дм3 Вг-

0,37 16,0 3,3 8,9 3,5 5,2

0,050 0,055 « 0,0081

0»80 0,86 £ 0,073

1,50 £ 0,078

дина и нитроанилинов бинарной смесью растворителей (бута-нол-1, бутидацехат) в присутствии высаливателей» реэкст-ракции фенола в подщелоченные водный раствор, который фо-»омегрируют (реакция с 4-аминоештипирлном), Общая нсгреш-ногть определения во предлагаемому способу.не превышает 12 прадолгительыосхь анализа I час (табл. 6).

Таблица б

Петрологические характеристики способа определения фенола в сточных водах анижинокрасочной проишаленности| а . - 3} р - 0,95

Введено, иг/см-3 Найдено ; фенола, ! иг/аР бг-га2 ;

фенол Анилин ; Нитро-'аннлшш (сумма)

5,0 0.5 0,5 5,0 £ 0,3 12,1 5,2

5,0 1,0 1,0 5,2 1 0,3 12,8 6,0

5,0 0,5 2,0 4,8 £ 0,4 18,2 8,6

5,0 1,0 2,5 5,3 £ 0,1 4,6 7,5

5,0 2,5 5,0 5,5 £ 0,5 23,8 1Г,8

Предлагаемые способы апробированы на сточных водах производств и внедрены в практигу аналитических служб.

вывода

I. С целью разработки новых способов определения микроколичеств фенола в водныл растворах систематически исследовано распределение фенола мехду гидрофильными растворителями и водно-солевыми растворами. На основании тройных

диаграмм состояния; систем гидрофильный растворитель - вц-саливатель - вода выделены области существования фаз. Изучено распределение фенола внутри области расслаивания жидкость-жидкость, найдены оптимальные условия (соотношение ; содержания высаливателя и органического растворителя),- пщ которых достигаются необходимые для решения аналитических задач параметры (степень изучения & , коэффициенты распределения 3 и концентрирования). Изучено влияние рН водного раствора на условия существования систем с гидрофильными растворителями, установл°кн. количественные .а-.рамегрн распределения фенола.

2. Найдены коэффициенты распределения фенола в 240 . системах с гидрофильными растворителями различных классов (спирты, кетонн» алк.лацегатк) в присутствии высализате-лвй (сод. аммония, щелочное и щелочноземельных металлов), установлены общие закономерности процесса, Изучено влияние природы и растворимости экстрагентов и внеаливаталей на величины Вий. Рекомендованы экстракционные, композиции для решения аналитических задач.

3« Для концентрирования1 фенола применены бинарные см»чи гидрофильных растворителей. Установлены коэффициенты распределения фенола между такими смесями и водно-солевыми растворами. Изучено влияние природа и растворитос-ти компонентов смеси растворителей на эффективность извлечения и концентрирования фенола. Рекомендованы композиции для анализа фенолсодержедих вод.

4. Гидрофильные экстрагэнты прчме::енц для концентрирования фенола и его селективного определения в присутствии типичных сопутствующих компонентов. Показана возможность селективного определения фенола при устранении мешающего влияния таких компонентов на стадии концентрирования (экстракция) и детектирования (потенциометрическо* титрование). Гидрофильные экстрагенхы позволяют достигать высоких степеней концентрирования и практически полного извлечение фенола* как правило, они более эффективны, чем широко распространенные гидрофобные растворители.

5. Разработаны эхстракционко-фогэметрические и экст-ракционно-псхенциометрич^ские способы определения фенола в водах на уровне 0,01 ur/AiP. Изучено меиаюцеё влияние компонентов на результаты определения ц^нола. Потенциометри-ческое детектирование непосредственно в кокцеетрахе повывает селективность определения фенола в присутствии хлор-и нитропроизводных, бензойной к гидроксибензойных кислот, анилина и нмроанилияо' , формальдегида,' .некоторых минеральных кколох и солей. Изучено потенциоаетрическое кис-лстно-основное титрование фенола в экстрактах.

Способы апробированы в производственных условиях, их новизна подхверадеяа материалами Госкомизобрегений (получено 4 положительных решения на изобретения).

Основное содержание диссертации изложено в следующих статьях« ,

1. Извлечение фенола из водных сред водорасхворимыми спир-тами/Кореныан Я.И., Ермолаева Т.Н., Кучменко T.Â.//

. X. прйкл. химии,- 1991. - 64, К 3. - С, 573-577.

2. Выделение фенола из водно-солевых растворов гидрофильными кетонами и спиртами/Коренман Я.И,, Кучменко Т.А.,

• Ермолаева Т.Н.//Е. прлкл, химии,- 1991.'- 64, S 6.-

С. 1Т31-ХЬ5, ■ 3«-Экстракция фенола из водных растворов гидрофильными растворителями/Коренман Я.И., Кучменко Î.A., Epi злаева Т.Н.//*« аналит. химии.- 1991.- 46, Ъ 8,- C.I530-I533.

4, Эффективные экстракционные системы для извлечения ароматических токсикантов из водных сред/Коренман Я.Й., Кучменко Т.А., Смольскгй'Г.М., Ермолаева Т.Н.//Вестник Академии' наук БССР. Сер. хим. наук,- К 6.- С. 6-9.

5, Обоснование условий экстракции фенола изопропиловым спиртом из водно-солевых растворов/Сусоева Т.Д., Ермолаева Т.Н., Коренман Я.И./Леп. ОШШТЭХИМ, » 177 хп-90.

6, Влияние pH на экстракцию фенола гидрофильными растворителями из водных растиоров/Сусоева Т.А., Коренман Я.И./, Деп. ОНИИТЭХШ, » 262 хп-90.

7. Способы детектирования фенола в концентрате посла извлечения; гидрофильными зкстрагентаод/Кучненко т„а» , Корешах Я.й./Леп. ОНИЙТЗХПМ, К 718 хп-30. .

8, Комбинированные способы'определения фенола в подах -состояние и перспектива развития/Кучменко Т.Л., Корея-паи Я.И.//Доп. ОНЖЗХИ15, К 273 хп~91, V

9» Экспрессное определение синода з сточзшх водах поли-нетанх проньводств/Кореныаи Я,а., Ермолаева Т.Н., Кучменко Т. А./Дик. прошетмопносгь. Серия ''Охрана о:<-рузшщей среда", Н.:ШГОЭЮ?:, 1991— ВшьЗ.- С. 1-4 10. Определение фенола в очищенных схочтх;-: водах производства пластмасс зкстрзкцкоипо-потенциоыирическш:

. способои/Корскмаи Я.И,, Кучменко Т®А.„//Хим. промш-лвшгосгь. Серил г ;рана окружавщей сродв", И.ИШИШШ!, 1991« Внп.З,- . •

II» Раздельное определенна о-нитроаннллпа и фонола в сточных водах лакокрасочной прокыпленностк/СмольсхнЗ Г.Н., Кучмеяко Т.Д., Кородшк Я»Я./Дк«-« промшлюиость.,.

• Серия "Охрана окруяаще.й .сред??*,' !С.«ШШЭШ, 1991.' ■ 0. 18-20. . 12« Определенно нлкрохояичоств Фоноле и- водшас сродах/ .¿врвтгш Я.Д., Оусост 'Т.А.//Лк:рор?ьлксто>: ЯорЦЯЗ!!', . ■ Бороне-, 1950.» Б 161-50.

Здспрессиоо зксгракцконнс-^юхстштрлчис^оз опрвделел-?? фено«а п очкщвшшз! схочкт?к водо^ув-'опко ?Л,, Корэн-

• ион Я.Я., Ермолаева ГЛи/Л^г^к-лгок Г«гт5ЯП»

• Вороне;":, 1591,- % 70-91.

1А; Нотеицйонехркчссгха еяя^Рвлсчке Фето/г*. в гол«« егг-дахУКорэюжи Я.И»? "-Л.//" ".-»П-г-тр*?

ШШП, горокс!.-» ]'

18.1^.91 т. 3-г..39В-ТС0. Язслт.'«'.»о Г?11 ДТП ГЛ.Л5ПС0£07.ЦЙ0С.-ЛГ,СЗ'!Т£ Яр.,25