3.4.2. Сорбционно-фотометрическое определение кпав в воде

Принцип метода. Определение основано на образовании ионного ассоциата (ИА) между каким либо КПАВ и кислотным красителем. Из водного раствора ИА сорбируется на сорбенте СВ-2. Кроме того, если в водном растворе находятся КПАВ, то он сорбируется на СВ-2; при внесении в данный раствор кислотного красителя он образует ИА на сорбенте, содержащем КПАВ. После вымывания с сорбента водным раствором (40%-ным) этанола избытка кислотного красителя на сорбенте остается только ИА. После его разрушения щелочью вымывается краситель, количество которого эквивалентно количеству КПАВ. Методика позволяет определить КПАВ при концентрации их в воде на уровне 1 мкг/дм³.

Реагенты и аппаратура. Фотоэлектроколориметр любой системы (КФК-2, КФК-3); центрифуга лабораторная с набором градуированных пробирок емкостью 10 см³; стаканы стеклянные емкостью 2000 см³, 1000 см³, 500 см³, 100 см³ и другая мерная посуда.

Этанол, 96%, перегнанный. Кислота хлороводородная, 1,19 г/см³. Цитрат натрия, 0,1 М раствор (растворяют 21,04 г лимонной кислоты и 200 см³ 1М раствора гидроксида натрия в мерной колбе емкостью 1000 см³ в воде).

Буферный раствор. Смешивают 48 см³ 0,1М раствора цитрата натрия и 51,6 см³ 0,1М раствора хлороводородной кислоты.

Исходный стандартный раствор КПАВ (хлорид цетилпиридиния (ХЦП), тетрабутиламмония бромид (ТБАБ), тетраметиламмония хлорид (ТМАХ), цетилтриметиламмония бромид (ЦТАБ) с содержанием 1 мг/см³ основного вещества. Кислотные красители: хромазурол S, ксиленоловый оранжевый, метилтимоловый синий и пирокатехиновый фиолетовый водные растворы с концентрацией 0,01%.

Градуировочный график. Для приготовления стандартов в 8 колб емкостью 100 см³ вносят 0; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40; 0,60; 0,80; 1,0; 2,0; 5,0; 10,0 см³ одного из стандартных растворов КПАВ (например, с концентрацией 0,01 мг/см³). Вносят во все колбы по 50 см³ дистиллированной воды, по 1 г сорбента СВ-2, 10 см³ буферного раствора и воду до 100 см³. Перемешивают содержимое стакана (магнитная мешалка) 10 мин, дают смеси отстояться (10 мин), далее все переносят на стеклянный фильтр (N1 вакуум), приливают 20 см³ 0,01%-ного раствора красителя, перемешивают, дают стечь жидкости и промывают сорбент на фильтре 50 см³ 40%-ного водного этанола. Также 10 см³ водного этанола промывают остаток в стакане и переносят промывную жидкость на фильтр.

Устанавливают приемник, приливают на фильтр 10 см³ 0,01М НСl, далее фотометрируют фильтрат при 400 – 440 нм в кювете толщиной 3 см относительно раствора пробы, в котором нет КПАВ. Если оптические плотности растворов имеют высокие величины, то используют кюветы толщиной 2 см, 1 см или 0,5 см.

Определение КПАВ в воде. В пробу воды объемом от 50 до 5000 см³, в зависимости от содержания КПАВ, вносят ~ 50 см³ буферного раствора, 10 г сорбента СВ-2, перемешивают 10 мин, дают отстояться 10 мин, далее декантируют осветленную часть жидкости, все остальное переносят на стеклянный фильтр N1 и фильтруют через вакуум. Приливают на фильтр 20 см³ раствора красителя, перемешивают, фильтр промывают 50 см³ 40%-ного этанола, промывную жидкость и фильтраты отбрасывают, а на фильтр приливают 10 см³ 0,01М НСl, далее фотометрируют фильтрат в кювете толщиной 1, 2 или 3 см при 400 – 440 нм относительно раствора, приготовленного из пробы воды, не содержащей КПАВ.

Таблица 3.6. Метрологические характеристики сорбционно- фотометрического метода определения КПАВ. Число определений равно 6

(КПАВ – тетрабутиламмоний бромид)

Объект анализа	Внесено КПАВ, мг/дм3	Найдено, мг/дм3
		Данным методом	По методу*
Вода дистиллированная	–	–	–
	0,01	0,010,001	0,010,01
	0,10	0,100,001	0,100,01
	0,50	0,500,005	0,500,05
	1,00	1,000,010	1,000,10
	10,0	10,00,100	10,01,00
	50,0	50,00,500	50,05,0
Вода из р. Волга (г. Астрахань, у водозабора)	–	0,0050,001	–
	0,01	0,0150,001	–
	0,50	0,5000,005	0,500,05
	10,0	10,000,100	10,01,00
Вода из р. Ахтуба, у автодор. моста с. Сеитовка	–	0,010,001	–
	0,50	0,500,005	0,500,05
	10,0	10,00,100	10,01,00

* – Н.М. Алыков, Г.И. Литвинова, Т.В. Алыкова Поверхностно-активные вещества. Строение. Свойства. Применение. (методика экстракционн-фотометрическая)

Как видно из результатов, приведенных в табл. 3.4., разработанная методика обладает высокими метрологическими характеристиками, высокочувствительна и может быть использована в практике.

В 1991 – 2000 годах проведено определение содержания синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) в реке Волга от Астрахани до Светлого Яра, реках Бузан, Ахтуба на территории АГКМ, реках Кизань и Кривая Болда. Систематический мониторинг объектов окружающей среды на содержание СПАВ стал крайне необходимым в последнее время в связи с развитием в Астраханском регионе добычи нефти и углеводородного сырья. СПАВ используется в огромных количествах, основная их масса после отработки утилизируется.