Вплив різних аніонів на розвиток асоціації молекул родаміну 6Ж. Кислотно-основна рівновага органічних реагентів класу Родамінів. Методи визначення аніонних ПАР. Аналіз складних сумішей АПАР. Приготування розчину оксиетильованого алкілсульфату натрію.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ТЕМА

«Використання зміни концентрації родаміну 6Ж

при екстракційно-фотомнтричному визначенні аніонних ПАР»

Вступ

Розвиток аналітичної хімії пов'язаний з розвитком промисловості, медицини, сільського господарства та інших областей народного господарства. Прискорення розвитку техніки і технологій у сучасному світі ставить перед аналітичною хімією все більш складні задачі. Постає необхідність розробляти високочуттєві (з низькою межею виявлення), специфічні й точні методи виявлення малих та великих кількостей різних компонентів у природних і промислових об'єктах, в тому числі в речовинах особливої чистоти, матеріалах для нової техніки та в інших матеріалах.

Поверхнево-активні речовини (ПАР) широко використовуються в усіх галузях промисловості, народного господарства та біології. Більша частина ПАР, що виробляються, використовуються в складі миючих засобів, у виробництві тканини і виробів на основі синтетичних і природніх волкон.

Аніонні ПАР у поверхневих природних та стічних водах зазвичай визначають екстракційно-фотометричним методом, в основі якого лежить екстракція йонних асоціатів з окремими органічними катіонними барвниками. При такому визначенні спектри поглинання екстрактів ПАР різних класів мають невеликі відмінності, а для деяких спектри майже тотожні.

У випадку, коли спектри однакові екстракційно-фотометричні методики дозволяють визначити сумарні кількості аніонних ПАР у перерахунку на один із представників.

Однією з них є методика з використанням родаміну 6Ж, метиленового синього, метиленового зеленого та дяких іншиих органічних барвників.

Іонні асоціати аніонних ПАР з родаміном 6Ж в деяких розчинниках утворюють димери, що зумовлює додаткові відомості в спектрах поглинання ПАР різних класів.

На протязі декількох останніх років на кафедрі хімічної метрології проводяться досліди по розробці методик одночасного фотометричного визначення аніонних ПАР різних класів.

Різна довжина і структура вуглеводневого радикалу аніонного ПАР обумовлює відмінності у гідрофобності іонних асоціатів і, як наслідок, різні коєфіцієнти розподілення між водою та органічним розчинником.

Метою даної дипломної роботи є розробка методики визначення аніонних ПАР за умов одночасного вмісту.

1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1 ВПЛИВ РІЗНИХ АНІОНІВ НА РОЗВИТОК АСОЦІАЦІЇ МОЛЕКУЛ РОДАМІНУ 6Ж

1.1.1. Кислотно-основна рівновага органічних реагентів класу родамінів

Схематично кислотно-основні рівноваги родамінів у водних розчинах можна зобразити

Для родаміну 6Ж: R⁺? HR²⁺ ? H₂R³⁺ (1.1)

Для родаміну В: R ? RH⁺? H₂R²⁺ ? H₃R³⁺ (1.2)

Вивченню кислотно-основних властивостей родамінів спектрофотометричним методом присвячені роботи [1,2,3].

Вивчені концентраційні значення К₀ і К₁, константи димеризації, розчинність та інші параметри рівноваги при І=1,0. В роботах [4,5] розглянуто існування іонів H₂R²⁺ в області концентрацій H₂SO₄

3-12M pK₁=-1.1+0.05

Встановлено, що в сильно лужному середовищі (рН>13)відбувається знебарвлення барвників [7,8]. У спиртовому середовищі карбоксильна група RB дисоціює [9]. в неполярних розчинниках RB знебарвлюється в наслідок утворення лактонного кільця [10].

B+ nS ??BS (1.3)

де В_лак - лактонна форма родаміну, S - полярний розчинник, n - число сольватованих молекул S. Карбоксильна група винесена за ланцюг сопряжіння, яка обумовлює забарвлення в розчині [11]. Лактонна та карбонільна структури є таутомерами, що відрізняються на одну молекулу води. Для родамінів В і 6Ж існують різні мезомерні структури катіону:

Рис. 1.1 Мезомірні структури катіону родамину 6Ж.

Згідно всім вищезгаданим роботам, найбільш позитивний заряд знаходиться на центральному атомі карбону.

1.2 МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ АНІОННИХ ПАР

1.2.1. Класифікація ПАР

Поверхнево-активними речовинами називають речовини з асиметричною молекулярною структурою, молекули яких містять декілька гідрофільних груп та один чи декілька гідрофобних радикалів. Така структура, що називається диффільною, обумовлює поверхневу (адсорбційну) активність ПАР, тобто їхня здатність концентруватись на міжфазних поверхнях поділу, змінюючи їхні властивості.

За характером дисоціації всі ПАР поділяються на:

- катіонні ПАР, функціональні групи яких під час іонізації в розчині утворюють позитивно заряджені органічні іони, які обумовлюють поверхневу активність;

- аніонні ПАР, функціональні групи яких під час іонізації в розчині утворюють негативно заряджені органічні іони, які обумовлюють поверхневу активність;

- неіоногенні ПАР, майже не утворюють у водному розчині іонів;

- амфолітні ПАР, утворюють у водному розчині в залежності від умов (рН, розчинник і т. п.) або аніонактивні, або катіонактивні речовини;

- молекулярні (полімерні) ПАР, які складаються з великої кількості ланок, що повторюються, кожна з яких має полярні та неполярні групи.

Клас ПАР визначається полярною групою. Необхідно лише враховувати, що багато ПАР поліфункціональні, тобто мають декілька різних різних полярних груп, які об'єднують властивості різних класів [12].

1.2.2. Загальна характеристика аніонних ПАР

Аніонними ПАР називаються речовини, які мають у складі молекули гідрофобну частину й одну або декілька полярних груп та дисоціюючі у водному розчині з утворенням негативно заряджених довголанцюгових органічних іонів, які зумовлюють їхню поверхневу активність.

Гідрофобна частина звичайно представлена насичиними, ненасичиними аліфотичними й алкілароматичними ланцюгами. Гідрофільність молекули обумовлена наявністю функціональних груп: COO(H, Me); _SO₃(H, Me); _OSO₂O(H,Me) [13]. Катіони можуть бути не лише воднем чи металом, але й органічною основою, наприклад ди- та триетанолами.

Різноманітність властивостей різних аніонних ПАР пояснюється просторовою будовою гідрофобної частини та наявністю проміжних функціональних груп.

Аніонні ПАР можно поділити на 6 основних груп:

Похідні карбонових кислот - мила R-COONa.

Первинні та вторинні алкілсульфати. алкілфенілетилсульфати, алкілциклогексилєтилсульфати та інші R-OSO₂ONa.

Алкіл- та алкіларилсульфонати, сульфонати складних ефірів, моно- та дикарбонових кислот,алефінсульфонати(формули)

Сульфоетоксилати спиртів, карбоксиетоксилати спиртів, сульфоетоксилати карбонових кислот, алкілфенілетилових спиртів, диметалічні солі сульфоянтарної кислоти, солі сульфато ненасичиних кислот.

Азотовмістні ПАР.

Сполуки з іншими гдрофобними та гідрофільними групами: солі моно- та диалкілфосфатів і фосфонатів [13].

Поверхнева активність АПАР починає з'являтись при довжині вуглеводневого гідрофобного ланцюга С₈ та з підвищенням довжини ланцюга підвищюється до повного зникнення розчинності ПАР у воді. В залежності від структури проміжних функціональних груп та гідрофільності полярної частини молекули, довжина вуглеводневої частини може доходити до С₁₈.

Найбільш розповсюджені алкілсульфати та алкіларилсульфонати.

Оптимальні поверхнево-активні властивості мають первинні додецилсульфати та прямоланцюгові додецилбензол сульфонат. Ці речовини термічно стабільні, малотоксичні, не подразнюють шкіру людини й задовільно підлягають біологічному розпаду у водоймищах, за вийнятком алкиларилсульфонатів з розгалудженим алкільним ланцюгом. Вони добре суміщюються з іншими ПАР.

Вторинні алкілсульфати мають гарну пінообразуючу здатність, але термічно нестійкі й застосовуються в рідкому стані. Вторинні алкілсульфати володіють високою поверхневою активністтю, але досить гігроскопічні.

Перспективними є ПАР, гідрофільна частина яких складється з декількох функціональних груп. Наприклад динатрієві солі сульфоянтарної кислоти володіють гарними санітарно-гігієнічними властивостями поряд з великими колоїдно-хімічними та технологічними показниками розповсюдженні в жорсткій воді.

Поверхнево-активні речовини, які містять сульфоніламідну групу, що мають біологічну активність.

Також широко розповсяджені алкілфосфати. Найпростіші з них розчинні у воді, вищі - у звичайних органічних розчинниках. Взагалі, алкілфосфіти більш сильні кислоти ніж фосфорна, алкілфосфанати та алкілфосфінати слабкіші відповідних неорганічних кислот. Алкілфосфати відмінно стійкі до гідролізу. Гідролітична стійкість алкілфосфатів підвищується з підвищенням молекулярної маси алкільного радикала. Важливою властивістю диалкілфосфатів є їх схильність перетворюватись у середні фосфати.

Для людського організму...