CC BY
5
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
та. =
К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРИХЛОРБЕНЗОЛА В ВОДЕ И УСТАНОВЛЕНИЕ ЕГО РАСТВОРИМОСТИ
Аспирант К. Ф. Мелещенко
Из Украинского научно-исследовательского института коммунальной гигиены
Широкое применение трихлорбензола в химической промышленности и попадание его в водоемы со сточными водами выдвигают перед практическими санитарными врачами задачу проведения текущего санитарного надзора за водоемами. Для выполнения ее необходимы новые методы количественного определения трихлорбензола в воде водоемов.
Так как методы определения хлорорганических соединений в воде отсутствуют, мы применили ряд методов, разработанных для определения хлорорганических соединений в воздухе производственных помещений: сожжение хлорорганических соединений ламповым методом, метод нитрования, нефелометрический метод определения по хлор-иону, йодо-метрический метод и др. Все перечисленные методы, за исключением йодометрического, весьма громоздки и дают большую ошибку.
Мы остановились на тит-рометрическом (йодометриче-ском) методе определения малых количеств хлорорганических веществ в воздухе, разработанном кандидатом химических наук В. П. Вендтом и научным сотрудником Т. А. Лебедевой (Киевский научно-исследовательский институт гигиены труда и профессиональных заболеваний). По данным авторов, чувствительность метода составляет 7 мгк (у) хлора в титруемой пробе, что вполне отвечало нашим целям. Высокая чувствительность метода дала возможность применить его для определения трихлорбензола в воде в дальнейших исследованиях.
Принцип метода состоит в том, что хлорорганическое соединение подвергается сожжению смесью серной кислоты с бихроматом калия в присутствии кислорода воздуха (см. рисунок). Образовавшийся при этом свободный хлор поглощается раствором йодистого кадмия. В результате реакции замещения выделяется эквивалентное количество йода, который определяют объемным методом (в случае больших его количеств) или колориметрически в виде йодкрахмального комплекса при малых количествах.
Установка для определения хлорорганических инсектицидов, /—склянка Тищенко с серной кислотой; 2 — поглотитель с натронной известью; 3 — отросток; 4— пришлифованная пробка; 5 — термометр; б — воронка; 7—реакционная колба; 8 — шлиф; 9 — парафиновая баня; 10— пробирка-приемник; 11 — спиртовка
Для проведения исследования необходимы следующие реактивы: 1) эфир перегнанный; 2) сернохромовая смесь: 25 г К2СГ2О7 и 100 мл серной кислоты вносят в чистую сухую колбу емкостью 200 мл и нагревают при помешивании на парафиновой бане 1*/2—2 часа при 125—130°; в процессе нагревания через смесь пропускают воздух, предварительно очищенный от углекислоты и воды, со скоростью 50—60 мл в минуту; указанная операция необходима для удаления из сернохромовой смеси хлоридов; приготовленную таким образом смесь испытывают на содержание хлоридов; для этого 4 мл смеси подвергают сжиганию в указанном приборе; в случае обнаружения хлора необходимо повторить операцию удаления хлоридов из сернохромовой смеси, которую хранят в сосуде с притертой пробкой; срок годности 15 дней; 3) 1% раствор крахмала; 4) 2,5% раствор йодистого кадмия; 5) раствор для поглощения хлора: 100 мл 2,5% раствора йодистого кадмия смешивают с 50 мл 1°/о раствора крахмала, кипятят несколько минут и по охлаждении добавляют 500 мл дистиллированной воды; полученный раствор хранят в темном месте в сосуде с притертой пробкой; срок годности \1!г—2 месяца; 6) 0,004 н. раствор тиосульфата натрия; 7) 0,01 н. раствор йода; 8) стандартный раствор йода. В мерную колбочку емкостью 100 мл вносят 2,82 мл 0,01 н. раствора йода и доводят дистиллированной водой до метки. 1 мл этого раствора соответствует 10 мкг хлора. Нормальность раствора йода систематически проверяют.
Для установления точности метода нами был использован химически чистый трихлорбензол. Определенную навеску трихлорбензола растворяли в эфире и аликвотную часть раствора подвергали сжиганию после испарения растворителя (при 45—50°). При этом мы установили, что в данных условиях от молекулы трихлорбензола отщепляется только один атом хлора. Поскольку данные анализа выражены в микрограммах (у) хлора, то для пересчета на трихлорбензол необходимо найденное количество хлора умножить на 5,11 (коэффициент пересчета выведен из стехиометрических отношений хлора и трихлорбензола в данной реакции).
М- вес СаН3С1з 181,5 К== Л вес С1 35,5 = 5,1
Результаты опытов приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что точность метода составляет в среднем ±8%, что для таких малых количеств является вполне допустимым. Чувствительность метода для трихлорбензола составляет 30 мкг в титруемой пробе.
После установления точности и чувствительности метода на чистом трихлорбензоле мы перешли к определению трихлорбензола в воде и установлению его растворимости.
Изложенный метод был использован для определения растворимости трихлорбензола в воде, так как, по данным технической литературы, он считается нерастворимым в воде.
Для определения растворимости трихлорбензола 100 мг его вносили в литровые склянки с дважды перегнанной дистиллированной водой. Склянки периодически взбалтывали на протяжении 5 суток при 18—20°. Через определенные промежутки вре-
Определение трихлорбензола йодометрическнм методом
Взято для Фактически
анализа три- найдено три- Ошибка
хлорбензола хлорбензола (%)
(в V) (в Y)
1000,0 1149,0 + 14,9
1000,0 1008,0 +0,8
1000,0 987,0 —1.3
1000,0 1124,0 +12,4
100п,0 1066,0 +6,6
1042 911,0 —8,9
911,0 —8,9
505.0 + 1.0
225,0 — 10,0
79,8 +9.3
73 4 58 С 57,4 —1.7
42,0 — 17,6
,0,0 35,0 —18,0
мени (6, 12, 24, 48, 72, 96, 120 часов) отбирали аликвотную часть раствора (100—250 мл) и фильтровали через стеклянный фильтр № 2. Далее фильтрат наливали в делительную колонку емкость 500 мл. добавляли определенное количество эфира (на 250 мл воды берут 40 мл эфира первый раз и 20—25 мл второй и третий раз) и экстрагировали 3 раза
Эфирные вытяжки собирали в склянку с притертой пробкой и обезвоживали безводным сернокислым натрием в течение 12 часов. Затем фильтровали через бумажный фильтр, промывали его 2—3 раза эфиром и сливали фильтрат в колбочку прибора. После этого эфир выпаривали на водяной бане при 45° до полного удаления растворителя и производили сжигание. Для этого в колббчку прибора вносили 4 мл сернохромовой смеси, слегка взбалтывали, после чего ее помещали в нагретую до 50—60° парафиновую баню. Затем немедленно погружали отводную трубку прибора в пробирку-приемник, в которую предварительно наливали 15 мл раствора для поглощения хлора так, чтобы кончик трубки находился на расстоянии не более 5—6 мм от дна пробирки. Закрепив колбу для сжигания в штативе, закрывали ее пришлифованной пробкой и соединяли отводной трубкой со склянками для очистки воздуха и нагревали парафиновую баню до 135° (не выше!).
После того как достигнута указанная температура, через всю установку пропускают воздух со скоростью 50—60 мл в минуту. При сожжении трихлорбензола (которое обычно длится 15—20 минут) выделяется определенное количество хлора, который вытесняет из поглотительного раствора йод. В результате поглотительный раствор окрашивается в синий цвет. При больших количествах хлорорганического соединения в пробе, когда жидкость в пробирке окрашивается в интенсивный темно-синий цвет, рекомендуется заменить приемную пробирку новой, содержащей свежую порцию (15 мл) поглотительного раствора.
Конец реакции сожжения определяют по прекращению выделения йода, т. е. когда свеженалитый поглотительный раствор остается бесцветным. Выделившийся йод определяют при больших его количествах объемным методом (от 0,5 до 7—8 мг/л трихлорбензола), а при малых — колориметрическим способом.
Содержимое всех приемных пробирок сливают вместе в коническую колбу и титруют из микробюретки 0,004 н. раствором тиосульфата натрия до обесцвечивания.
Расчет производят по формуле:
ак•142-5,И•1000
-7-'
где х — количество хлора в микрограммах в 1 л воды; а — количество 0,004 н. раствора тиосульфата натрия, затраченное на титрование пробы (в миллилитрах); б — количество воды, взятое для экстрагирования (в миллилитрах); к — поправочный коэффициент титрованного раствора тиосульфата натрия; 142 — количество хлора (в микрограммах), соответствующее 1 мл 0,004 н. раствора тиосульфата натрия; 5,11 — переводной коэффициент для трихлорбензола.
Определение производят путем сравнения исследуемого окрашенного йодкрахмального раствора с серией стандартных растворов. Для приготовления шкалы стандартов в пробирки емкостью 10 мл вносят 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 08; 1 мл стандартного раствора йода и доводят до метки поглотительным раствором.
В контрольную пробирку наливают до метки только поглотительный раствор. Таким образом получают стандарты, соответствующие
1 Нами было установлено, что для полного извлечения трихлорбензола из воды вполне достаточно трех экстракций.
содержанию 1, 2, 4, 6, 8, 10 мкг хлора в 10 мл поглотительной жидкости. Для колориметрирования берут 10 мл исследуемого окрашенного-раствора, наливают в пробирку того же диаметра, что и пробирки шка лы, и кспориметрируют с соответствующими стандартами.
Расчет производят по формуле:
а-б к-1000
X - -,
в-г
где х — количество хлора в микрограммах в 1 л воды; а — количество хлора (в микрограммах), которому соответствует стандарт, наиболее близко совпадающий с исследуемым раствором; б—количество миллилитров окрашенного исследуемого раствора (15 мл); в — количество миллилитров окрашенного исследуемого раствора, взятое для колори-, метрирования (10 мл); г — количество воды (в миллилитрах), взятое для экстрагирования; к—переводной коэффициент для трихлорбензо-ла (5, 11).
Если интенсивность окраски исследуемого раствора превышает интенсивность окраски стандарта, соответствующего 10 мкг хлора, то раствор следует разбавить, но не более чем в 2 раза. Если требуется произвести большее разбавление, то анализ исследуемой пробы необходимо выполнить объемным методом.
Результаты определения растворимости трихлорбензола в воде в зависимости от времени оказались следующие: через 6 часов содержание трихлорбензола составляло 5,659 мг/л, через 12 часов —9,720, через сутки— 12,903, через 2 суток— 18,768, через 3 суток — 24,240, через 4 суток—29,873 и через 5 суток — 29,995.
Эти данные показывают, что растворимость трихлорбензола состав* ляет 30 мг/л. Состояние равновесия практически устанавливается к концу 5-х суток.
В дальнейшем были поставлены опыты для выяснения влияния органических веществ бытовых сточных вод и хлоридов на точность метода. Опыты показали, что наличие в воде хлоридов в количестве 60—80 мг/л и органических соединений (окисляемость 10—20 мг/л Ог) не оказывает влияния на точность метода. Следует указать, однако, что метод не специфичен; наличие в воде других хлорорганических соединений мешает определению трихлорбензола.
Выводы
1. Использовав принцип метода определения малых количеств хлор-органических инсектицидов в воздухе, мы разработали модефикацию этого метода для определения трихлорбензола в воде.
Установлена чувствительность метода для трихлорбензола— 30 мкг в исследуемой пробе. Точность метода составляет ±8%.
2. Определение трихлорбензола в природных и сточных водах, содержащих другие хлорорганические соединения, требует специального изучения.
3. Установлено, что растворимость трихлорбензола в воде составляет 30 мг/л. Насыщение наступает через 5 суток.
ЛИТЕРАТУРА
Алексеева М. В. Определение вредных веществ в воздухе производственных, помещений. М., 1954.— Быховская М. С., Гинзбург С. Л., Хализова О. Д. Практическое руководство по промышленно-санитарной химии. М., 1954. — Иванов К. А. Гиг. и сан., 1956, № 9, стр. 82. — Л у р ь е Ю. Ю„ Николаева 3. В. Завод, лабор., 1946, № 2, стр. 161. — Определение малых количеств хлорорганических инсектицидов (альдрина, гексахлорана, гептахлора, дильдрина, ДДТ, хлортена, хлор-фена, хлориндана и эфирсульфоната) в воздухе. Киев, 1956.
Поступила 27/Х1 1958 г.
