Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
9.17.4. Метод ИК-спектрометрии *
Сущность метода. В этом методе не требуется отгонки растворителя после извлечения им нефтепродуктов из сточной воды, и потому предварительное удаление летучих нефтепродуктов отдув-кой и их определение (см. 9.17.1) делать не надо. В качестве экст-рагента следует применять тетрахлорид углерода.
Поскольку содержание метильных и метиленовых групп в разных нефтепродуктах различно, имеются соответствующие отклонения и в их ИК-спектрах, однако отклонения эти невелики («веер» кривых для разных углеводородов относительно узкий). Это дает возможность построить калибровочный график по некоторой смеси углеводородов постоянного состава, отвечающей составу наиболее распространенных нефтей СССР и занимающей в указанном «веере» срединное положение. Возможны два варианта такой смеси:
1) сточная вода заведомо не содержит летучих нефтепродуктов;
2) возможно присутствие всех нефтепродуктов, летучих и нелетучих. Поскольку, далее, составы этих смесей постоянны и зависимость между оптической плотностью D и концентрацией нефтепродуктов с линейна (с = KD), можно избежать построения
* Beynon L. R., Kashnitz R., Rijnders G. W. R. Stichting CONCAME. The Hague December, 1968, I. 1—1.6; Лурье Ю. Ю., Гончаров А. И., Гетерш-ков Л. Григоровская Н, Ф.— Труды Института ВОДГЕО, M., 1973, № 4I1 с 25-28.
314
калибровочного графика при выполнении каждого анализа, а воспользоваться экспериментально найденными значениями этого коэффициента: Ki = 0,437 при анализе вод, не содержащих летучих нефтепродуктов, и /C2 = 0,542 при анализе вод, содержащих как нелетучие, так и летучие нефтепродукты.
Реактивы
Оксид алюминия марки «для хроматографии».
Тетрахлорид углерода хч. Продажный реактив следует очистить длительным перемешиванием с оксидом алюминия и фильтрованием через стеклянный фильтр. Спектр очищенного тетрахлорида углерода не должен иметь полосы поглощения в области 2700—3000 см-1.
Сульфат натрия, прокаленный.
Ход определения. Пробу сточной воды 1—5 л, в зависимости от содержания нефтепродуктов, подкисляют до pH = 2, добавляют по 2 г NaCl на каждый литр жидкости и проводят экстракцию тетра-хлоридом углерода в делительной воронке, прибавляют растворитель отдельными порциями, перемешивая переворачиванием воронки в течение 10 мин после добавления каждой порции, выжидают до расслоения 10 мин и собирают экстракт в колбе, снабженной стеклянной пробкой. Всего на экстрагирование расходуют точно 60 мл экстрагента. Экстракт высушивают прокаленным сульфатом натрия, отбирают аликвотную порцию 50 мл и пропускают ее через колонку с оксидом алюминия. Собирают элюат в мерную колбу вместимостью 100 мл. Пропускают через колонку еще 45 мл чистого CCU и доводят этим же растворителем объем раствора в колбе до метки.
Снимают ИК-спектр полученного раствора, пользуясь кюветой с толщиной слоя 50 мм. Измеряют оптическую плотность при волновом числе 2926 см-1.
Расчет. Содержание нефтепродуктов (х) в мг/л находят по формуле
_ KD ¦ 100 ¦ 60 Х~ IV ¦BO
где К — коэффициент, равный 0,437 или 0,542 (см. выше); D — оптическая плотность; 100 — объем CCl4 после разбавления, мл; 60 — объем CCl4, взятого для экстракции; / — толщина слоя в кювете, см; V — объем сточной воды, взятой для анализа, л; 50 — объем аликвотной части, мл.
9.17.5. Люминесцентно-хроматографический метод *
9.17.5.1. Определение нефтепродуктов, экстрагированных гексаном
Нефтепродукты выделяют из анализируемой воды гексаном (см. разд. 9.17.2). После пропускания экстракта через колонку
* Лурье Ю. Ю. — В кн.: Очистка сточных вод и отходящих газов в химической промышленности. M., НИИТЭХИМ, 1970, вып. 8, с. 3.
315
с оксидом алюминия определяют люминесценцию элюата и по «цене деления» прибора находят содержание нефтепродуктов.
Способностью люминесцировать под действием ультрафиолетовых лучей обладает лишь часть углеводородов (ароматические высокомолекулярные, особенно полициклические) и притом в разной мере. Для получения достоверных результатов анализа поэтому необходимо иметь стандартный раствор, содержащий те же люмн-несцирующие вещества и в тех же относительных количествах, как и в исследуемой пробе. Это труднодостижимо. Проще устанавливать «цену деления» применяемого прибора сравнением с результатом, полученным одним из арбитражных методов, описанных выше, и проводить такое сравнение возможно чаще и обязательно каждый раз заново, если имеются указания на то, что качественный состав углеводородов анализируемой воды изменился. Все же и в таком случае получаемые результаты следует считать менее надежными, чем те, которые дают описанные выше арбитражные методы:
Аппаратура
Флюориметр ЭФ-ЗМ или ЭФ-ЗМА с первичными светофильтрами (X = 320— 390 нм) и вторичными светофильтрами (X — 400—580 нм).
Хроматографическая колонка с оксидом алюминия (см. разд. 9.17.2). Гексан.
Сульфат натрия хч, прокаленный.
Ход определения. Отобрав 100—1000 мл анализируемой воды (в отобранной порции должно быть не менее 0,02 мг нефтепродуктов) проводят экстракцию гексаном, как описано в разд. 9.17.2. Полученный экстракт собирают в небольшой колбе, снабженной стеклянной пробкой, где его высушивают, добавляя 3—5 г прокаленного сульфата натрия. Высушенный экстракт пропускают через колонку с оксидом алюминия. При фильтровании и последуьощем элюированпи следят за тем, чтобы поверхность сорбента всегда была покрыта слоем растворителя. Поэтому, влив последнюю порцию экстракта в колонку, сейчас же доливают чистым растворителем. Скорость фильтрования — 5 мл за 10 мин. В фильтрат переходят нефтепродукты, в колонке остаются все полярные соединения: смолы, асфальтены (сильно люминесцирующие), нафтеновые кислоты, жиры и др. Отбирают по 10 мл фильтрата в пробирки с притертыми пробками, подставляют одну пробирку за другой и измеряют люминесценцию раствора в каждой пробирке. После экстракта пропускают через колонку чистый гексан, обмывая им колбу, в которой раньше находился экстракт, и оставшийся в ней сульфат натрия и продолжают измерять люминесценцию проходящих через колонку растворов. Элюирование заканчивают тогда, когда чеосз колонку станет проходить чистый гексан, т. е. когда люминесценция прошедшего через колонку элюата станет такой же слаоой, какую имеет чистый гексан. Суммировав показания прибора при измерении люминесценции растворов во всех пробирках, рассчитывают содержание нефтепродуктов в пробе.
