Метод за количествено определяне на калиев цианид
Употреба: аналитична химия, а именно спектрофотометрични методи за определяне на калиев цианид. Същността на изобретението: методът се състои в това, че към пробата се добавят последователно 1,50,1% разтвор на ароматен амин в двуполюсен апротонен разтворител и смес от 201% разтвор на водороден пероксид с 0,150,01 N натриев или калиев алкален. Обемното съотношение на разтвор на водороден прекис и алкален разтвор в сместа е 2:1, а обемното съотношение на пробата, ароматния амин и разтворите на сместа е 25:1:1. След провеждане на колориметричната реакция се записва оптичната плътност на оцветения разтвор при дължина на вълната 4202 nm, по чиято стойност се преценява съдържанието на калиев цианид в пробата. О-толидинът се използва като ароматен амин, а ацетонът се използва като диполярен апротонен разтворител. 1 з.п. f-ly, 3 табл.
Изобретението се отнася до аналитичната химия, а именно до анализа на калиев цианид, неговото откриване и количествено определяне и може да се използва във военни и промишлени индикационни системи, в съоръжения за унищожаване на химически оръжия, както и при извършване на дейности по оценка на въздействието върху околната среда.
Към днешна дата съществуват различни методи за откриване и количествено определяне на калиев цианид, които се различават по аналитичния принцип, технологията на анализ и имат различни метрологични характеристики.
В това описание предоставяме основните, най-често срещаните методи за откриване и количествено определяне на калиев цианид.
Известен метод за откриване на калиев цианид, базиран на образуването на синьо-зелен или син цвят при взаимодействие с железни соли. (Франке З. Химия на отровните вещества. М. Химия, Т. 2,1973 г.; Feigl F. Капков анализ на органични вещества, М. Goshimizdat, 1976).
Чувствителността на определянето по този метод е 210 -2 mg/ml. Този метод се характеризира с ниска чувствителност, многоетапен анализ и ниска възпроизводимост.
Съществува метод за откриване на калиев цианид въз основа на взаимодействието му с меден сулфид. Чувствителността на определянето е 3-2 mg/ml. Този метод се характеризира с многоетапен процес на анализ, ниска възпроизводимост и наличие на технологични операции за предварителна подготовка на изходните компоненти за анализ. (Franke Z. et al. Химия на отровните вещества, том 2. M. Chemistry, 1973; Feigel F. Капков анализ на органични вещества. M. Goshimizdat, 1976; Вредни вещества в промишлеността. L. Chemistry, 1976).
Известен метод за откриване на калиев цианид, базиран на реакцията на това съединение с фери желязо и кисел амониев сулфид, което води до образуването на оцветено съединение. Чувствителността на определянето е 110 -2 mg/ml. Недостатъците на този метод са: ниска възпроизводимост, липса на чувствителност и многоетапност на химичния анализ. (Franke Z. Химия на отровните вещества, том 2. M. Chemistry, 1973, Siggia S. et al. Количествен органичен анализ по функционални групи. M. Chemistry, 1983).
За количествено определяне на калиев цианид са разработени и методи, базирани на неговото титруване със сребърен нитрат, живачен хлорид, никелов сулфат и др. Най-малкото количество калиев цианид, определено по този метод, е 210 -2 mg / проба. Въпреки това, този метод е малко полезен за целите на количественото определяне на калиев цианид поради ниската чувствителност, точност, възпроизводимост ипроизводителност (Franke Z. Химия на отровните вещества, том 2. М. Химия, 1973; Siggia S. et al. Количествен органичен анализ по функционални групи. М. Химия, 1983).
Съществува метод за определяне на калиев цианид чрез колориметричен метод, базиран на осапунването му с алкали до образуване на индотимол. Чувствителността за CN групата е 310 -2 mg/ml. Основните му недостатъци са: ниска чувствителност, възпроизводимост, специфичност и ниска производителност ("Вредни вещества в промишлеността", т. 2, Л. "Химия", 1976 г.).
Понастоящем най-разпространеният метод за определяне на калиев цианид в практиката на химичния контрол е методът на колориметрично определяне след превръщането му в цианогенен хлорид. (Франке З. Химия на отровните вещества, том 2. М. Химия, 1973; Вредни вещества в промишлеността. Л. Химия, 1976).
Същността на този метод е да се използва реакцията на калиев цианид с пиридин-барбитуров реагент, което води до образуването на оцветено съединение.
Въпреки това, както показва цялостна проверка на този метод, той не отговаря напълно на изискванията за химически контрол. В допълнение, устойчивостта на цвета на реакционните продукти в тестовите проби е 30-40 минути, което ограничава възможностите на този метод при анализиране на голям брой проби. Технологията за приготвяне на работни разтвори е трудна за изпълнение и изисква скъпи дефицитни реактиви.
Общата грешка на анализа по този метод се характеризира със стойността на относителното стандартно отклонение S2=0,35. Надеждната чувствителност на количествения калиев цианид според пиридин-барбитуровия метод е на ниво от 110 -3 mg/ml (Franke Z. et al. Chemistry of toxic substances, vol. 2. L. Chemistry, 1973, prototype).
Целта на изобретението е да повиши чувствителността, точността, възпроизводимостта, стабилността на цвета на реакционните продукти, да намали аналитичния фон и да опрости технологията за анализ на калиев цианид в изследваните проби.
Задачата се постига чрез използване на 20% водороден прекис и 1,5% ацетонов разтвор на ароматен амин (например о-толидин) като ацетонови реагенти в алкална среда, последвано от измерване на оптичната плътност при дължина на вълната 420 nm.
Разликата между настоящото изобретение и прототипа е, че използването на диполярен апротонен разтворител (ACEtone) за ароматен амин и смес от водороден прекис с 0,15 N алкали (2:1 vol) позволява количествен анализ, което води до подобряване на основните метрологични характеристики на предложения метод.
Пример за количествено определяне на калиев цианид.
1. Използвани реактиви и разтвори N1 разтвор 1,5% ацетонов разтвор на о-толидин N2 разтвор смес от 20% водороден пероксид с 0,15 N калиев (натриев) алкален в съотношение 2:1 обем, съответно, разтворител (екстрагент) етилов (метилов) алкохол.
2. Приготвяне на стандартни разтвори и построяване на калибровъчна графика За приготвяне на стандартни разтвори претеглена порция калиев цианид (50-60 mg) се разтваря в етилов (метилов) алкохол и се получава разтвор с начална концентрация 1 mg/ml. След това този разтвор се разрежда и се получават стандарти с концентрации 510 -2; 210 -2; 110 -2; 510 -3; 210 -3; 110 -3; 510 -4 mg/ml. Въз основа на резултатите от анализа на стандартните разтвори се изгражда графика на зависимостта на оптичната плътност (D) от концентрацията на анализирания стандарт (C). За да изградите графика, трябва да вземете 3 4 серии стандартни разтвори в диапазона на концентрация 510 -4 510 -2mg/ml. Едновременно с анализа на стандартите се измерва и оптичната плътност на "празни" проби, също в 3-4 паралелни проби. Средната стойност на оптичната плътност на "празната" проба се изважда от оптичната плътност на стандартните разтвори на калиев цианид.
3. Ход на анализа Към 5 ml екстракт от калиев цианид се добавят последователно 0,2 ml реактив N1 и реактив N2. След това епруветките се разклащат и след 4 часа се извършва фотометрия при дължина на вълната 420 nm. Тестовите проби, чиято оптична плътност е по-висока от минималния стандарт, се разреждат със спирт и се извършва повторно определяне.
4. Изчисляване на резултатите от анализа Количеството вещество в проба се определя по формулата C C0PV където C0 е концентрацията на аналита, намерена от калибрационната крива, mg/ml; V обем на пробата, ml; P фактор на разреждане.
В табл. 1 показва експериментални данни за анализ на стандартни разтвори на калиев цианид. Резултатите са показани минус стойностите на оптичната плътност на "празната" проба.
Анализ на резултатите, дадени в табл. 1. показва, че предложеният метод има сравнително добри основни метрологични характеристики: точността на метода се характеризира с относително стандартно отклонение, което не надвишава S2 0,15; чувствителността на откриване е 510 -4; доверителният интервал за стойностите на оптичните плътности в линейния диапазон на определените концентрации е в рамките на e от 0,001 до 0,050; Диапазонът на определените концентрации е 510 -4 - 510 -2 mg/ml.
Предложеният метод е комплексно тестван, което показва неговата пригодност за целите на химичния анализ на калиев цианид в пробите. Коректността на този метод беше оценена по метода "въведено-намерено".Експерименталните данни за оценка на предложения метод са дадени в табл. 2.
Резултатите са дадени в табл. 2 показват най-добрата конвергенция на дефиницията на калиев цианид в диапазоните на реалните концентрации в сравнение с прототипния метод.
В табл. 3 показва данни за сравнителна оценка на основните характеристики на предложения метод и метода на прототипа.
От данните, дадени в табл. 3, можем да заключим, че използването на предложения метод в сравнение със съществуващия прототипен метод осигурява следните предимства: повишава чувствителността на определянето и осигурява надеждно определяне на концентрациите, необходими за оценка на токсичността на калиев цианид; повишава точността и възпроизводимостта на резултатите от анализа; разширява обхвата на определяните концентрации, което намалява броя на операциите по разреждане на пробите; повишава устойчивостта на цвета на реакционните продукти, което осигурява едновременен анализ на голям брой тестови проби и повишава надеждността на количественото определяне на калиев цианид във времето; намалява стойността на аналитичния фон, което повишава обективността на информацията, получена при анализа на калиев цианид в областта на ниски концентрации (под 210 -3 mg / ml); Опростява обработката на лабораторни и полеви проби, позволява използването на модерно аналитично оборудване и увеличава производителността на анализа 3-4 пъти.
1. Метод за количествено определяне на калиев цианид, който се състои в това, че се провежда колориметрична реакция в разтвора на пробата и се записва оптичната плътност на оцветения разтвор, чиято стойност се използва за преценка на съдържанието на калиев цианид в пробата, характеризиращ се с това, че (1,50,1)% разтвор на ароматен амин в диполярен апротонен разтворител и смес от (20 1)% разтвор на водороден прекис с (0,15 0,01) N натриев или калиев алкали, докато обемното съотношение на разтвора на водороден прекис и алкалния разтвор в сместа е 2 1, обемното съотношение на разтворите на пробата, ароматния амин и сместа е съответно 25 1 1 и оптичната плътност се записва при дължина на вълната (420 2) nm.
2. Методът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че о-толидинът се използва като ароматен амин, а ацетонът се използва като диполярен апротонен разтворител.