Физико-химические методы определения фенола

Фотоколориметрическое определение массовой доли фенолов в очищенных производственных сточных водах после установки обессмоливания

фенол химический токсический получение

Цель работы.

1. Ознакомление с использованием фотометрии при проведении лабораторного аналитического контроля за составом сточных вод, работой очистных сооружений и влиянием их на гидрохимический состав водоема.

2. Ознакомление с методикой определения содержания фенолов в очищенных сточных производственных водах фотоколориметрическим методом.

3. Оценка качества очистки воды.

Основные теоретические положения.

Группу фенолов образуют ароматические, гидроксил содержащие соединения, в которых гидроксилы находятся в бензольном ядре. Фенолы присутствуют и бытовых сточных водах и различных производственных сточных водах заводов, производящих пластические массы, анилокрасочных, химико-фармацевтических заводов, в водах от пирогенного разложения топлива и горючих сланцев. Фенолы очень токсичны, и потому в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового во-допользования предельно-допустимые концентрации их очень малы (ПДК = 0.001 мг/л).

Рассматриваемый метод распространяется на воды сточные производственные, очищенные от смол, разбавленные технической водой до определенной концентрации фенолов после установки обессмоливания. В этом случае допустимая концентрация фенолов, определяемая стандартом предприятия, конечно, значительно выше – 800 мг/л. Метод основан на том, что фенолы С6Н5NH2, сочетаясь с диазосоединением, образуют красители, растворы которых интенсивно окрашены даже при малых концентрациях. Реакция протекает в щелочной среде, в которой фенол превращается в фенолят С6Н5ONa. Фенолят реагирует с диазотированным паранитроанилином в соответствии с уравнением:

О2N−NH2⋅HCl + HNO2 → ON2−N≡NCl + H2O

O2N−N≡NCl + ONa → ON2−N=N− ONa + HCl

Продукт реакции окрашен в оранжевый цвет. По этой методике можно определять от 0.5 до 4.0 мг/л фенолов. При больших концентрациях необходимо предварительное разведение. Жесткость устраняется добавлением 0.5 – 1 мл 50%-ного (масс.) раствора сегнетовой соли (калий-натрий виннокислый) и трилона Б на 550 мл пробы. Взвешенные вещества устраняются центрифугированием и фильтрованием. Объем отбираемой пробы должен быть не более 200 мл.

Методика выполнения работы.

Выполнение работы включает следующие этапы:

1.) Приготовление раствора паранитроанилина.

2.) Построение калибровочного графика.

3.) Проведение анализа отобранной пробы сточной воды.

4.) Оценка результатов определения.

Приготовление раствора паранитроанилина.

Взвешивают на аналитических весах 0.6900 г. паранитроанилина, помещают навеску в термостойкий химический стакан и растворяют в 65 мл 1 М HCl при нагревании. Переносят приготовленный раствор в мерную колбу вместимостью 1 л, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

2. Построение калибровочного графика.

Для построения калибровочного графика используют ту же фенольную воду, которая подверглась очистке на данном очистном сооружении. Предварительно в ней определяется концентрация фенола гравиметрическим методом конденсации. Для серийных анализов этот метод не пригоден вследствие его длительности и потому его используют только для установления точной концентрации фенола в стандартном растворе, который будет использован для построения калибровочного графика.

2.1. Основной стандартный раствор.

Основной стандартный раствор – это фенольная вода, очищенная в данном очистном сооружении, концентрацию в которой уже установили методом конденсации.

2.2. Рабочий стандартный раствор.

Для его приготовления 10 мл основного стандартного раствора переносится пипеткой в мерную колбу вместимостью 1 л и доводится до метки дистиллированной водой.

2.3. Растворы для построения калибровочного графика.

Эти растворы готовят из рабочего стандартного раствора. Для этого в мерные колбы вместимостью 100 мл наливают с помощью бюретки рассчитанные количества рабочего стандартного раствора и доводят до метки дистиллированной водой с таким расчетом, чтобы в результате получился следующий ряд растворов фенолов: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 мг/л.

2.4. Построение калибровочного графика

В восемь конических колб вместимостью 100 мл с притертыми пробками помещаем по 25 мл приготовленных растворов. Добавляем в каждую по 15 мл 2 М Na2CO3. Одновременно в две другие колбы наливают по 10 мл раствора паранитроанилина и приливают по каплям 2%-ный раствор нитрита натрия до обесцвечивания. При этом происходит реакция образования диазопаранитроанилина.

Затем еще в одной конической колбе готовится контрольная проба: к 25 мл дистиллированной воды добавляется 15 мл карбоната натрия. Полученный раствор диазопаранитроанилина вливают в рабочую и контрольную пробы и через 5 минут измеряют оптическую плотность растворов в кюветах на 50 мм при длине волны 540 нм (зеленый светофильтр).

Каждое измерение повторяют 2 – 3 раза и из полученных расчетов берут среднее. Последовательно измеряют все восемь приготовленных растров с последовательно возрастающей концентрацией фенолов. Результаты измерений заносят в таблицу по форме 7.

Форма 7. Оптическая плотность эталонных растворов

Концентрация фенолов в эталонных растворах, мг/л (С)
0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
Оптическая плотность растворов (А)