RU2199107C2 - Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium - Google Patents
Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2199107C2 RU2199107C2 RU2001101552/28A RU2001101552A RU2199107C2 RU 2199107 C2 RU2199107 C2 RU 2199107C2 RU 2001101552/28 A RU2001101552/28 A RU 2001101552/28A RU 2001101552 A RU2001101552 A RU 2001101552A RU 2199107 C2 RU2199107 C2 RU 2199107C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- organic
- measured
- hexane
- sample
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Description
Область техники
Изобретение относится к способам исследования и анализа материалов с помощью оптических средств, в частности систем, в которых материал вступает в химическую реакцию, путем наблюдения за изменением цвета химического индикатора. Изобретение может быть использовано для определения анионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) в водных средах, например в молоке, сокосодержащих напитках, соках, любых безалкогольных, алкогольных напитках и сточных водах.Technical field
The invention relates to methods for research and analysis of materials using optical means, in particular systems in which a material enters a chemical reaction by observing a color change of a chemical indicator. The invention can be used to determine anionic surface-active substances (surfactants) in aqueous media, for example in milk, juice drinks, juices, any non-alcoholic, alcoholic drinks and wastewater.
Любые твердые или жидкие ПАВ содержащие смеси могут быть обработаны водой, и водный экстракт может использоваться для определения анионогенных ПАВ, например, в шампунях и синтетических моющих смесях (CMC). Any solid or liquid surfactants containing mixtures can be treated with water, and the aqueous extract can be used to determine anionic surfactants, for example, in shampoos and synthetic detergent mixtures (CMC).
Уровень техники
Существует большое количество способов определения наличия отходов и сбросов промышленных предприятий в водной среде.State of the art
There are a large number of ways to determine the presence of waste and discharges of industrial enterprises in the aquatic environment.
Известно применение в этих способах родаминов в качестве ярких флуоресцентных красителей. The use of rhodamines in these methods as bright fluorescent dyes is known.
Обычно они применяются в виде окрашенной метки, по исчезновению или по появлению которой можно судить о тех или иных процессах, происходящих со всей массой исследуемого природного или промышленного образца или процесса. Usually they are used in the form of a colored mark, by the disappearance or by the appearance of which it is possible to judge certain processes occurring with the entire mass of the investigated natural or industrial sample or process.
Известен способ определения наличия сбросов промышленной воды, содержащей, в том числе ПАВ, в окружающую среду путем введения в сточные воды композиций фотодеградируемых красителей, содержащих родамины и их производные (US 5,120,661, A, Baker et al., June 9, 1992). При этом красители никаких соединений с компонентами сточной воды не образуют, а просто служат окрашенной меткой, показывающей присутствие сточных вод в окружающей среде. Дополнительно проводят фотометрирование воды из окружающей среды с целью определения концентрации введенного в сточную воду красителя и, следовательно, концентрации сбросов сточных вод в окружающей среде. A known method for determining the presence of discharges of industrial water containing, including surfactants, into the environment by introducing into the wastewater compositions of photodegradable dyes containing rhodamines and their derivatives (US 5,120,661, A, Baker et al., June 9, 1992). In this case, the dyes do not form any compounds with the components of the wastewater, but simply serve as a colored label indicating the presence of wastewater in the environment. Additionally, photometric measurements of water from the environment are carried out in order to determine the concentration of the dye introduced into the wastewater and, consequently, the concentration of wastewater discharges in the environment.
Известен способ получения окрашенных полимеров, используемых при водоочистке, причем в полимерную композицию вводятся родамины или их производные (US 5,705,394, A, Ananthasubramanian et. al., January 6, 1998). A known method for producing colored polymers used in water treatment, and rhodamines or their derivatives are introduced into the polymer composition (US 5,705,394, A, Ananthasubramanian et. Al., January 6, 1998).
В данном способе краситель также является окрашенной меткой, по которой визуально можно определить степень уноса полимеров (ионообменных смол) со станций водоподготовки или водоочистки. In this method, the dye is also a colored label, by which visually you can determine the degree of entrainment of polymers (ion exchange resins) from water treatment or water treatment plants.
Известен способ определения молибдена и цинка с применением родаминов или их производных (US 5,435,969, A, Hoots et al., July 25, 1995). В рамках этого способа родамины, преимущественно родамин 4В, используют как индикаторы на присутствие в пробе ионов молибдена и цинка. Реализация указанного способа включает отбор пробы, обработку ее неорганическими реагентами (солями аммония), введение окрашенного индикатора и непосредственно, без какой-либо экстракции, измерение оптических свойств пробы. Оптическими свойствами пробы являются характеристики поглощения или флуоресценции. В этих условиях родамины являются индикаторами исключительно на молибденсодержащие ионы и ионы цинка. Кроме того, в рамках этого способа невозможно применение только родаминов, обязательно требуется введение тиоцианатов как катализаторов. A known method for the determination of molybdenum and zinc using rhodamines or their derivatives (US 5,435,969, A, Hoots et al., July 25, 1995). In the framework of this method, rhodamines, mainly rhodamine 4B, are used as indicators for the presence of molybdenum and zinc ions in the sample. The implementation of this method includes sampling, processing it with inorganic reagents (ammonium salts), introducing a colored indicator and directly, without any extraction, measuring the optical properties of the sample. The optical properties of a sample are the absorption or fluorescence characteristics. Under these conditions, rhodamines are indicators exclusively for molybdenum-containing and zinc ions. In addition, in the framework of this method it is impossible to use only rhodamines, the introduction of thiocyanates as catalysts is required.
Известен способ определения анионных ПАВ (RU 2041460 С1, МПК G 01 N 31/22, опубл. 09.08.95) путем обработки анализируемого раствора при pH 4-10 трис (-1, 10 - фенантролин) железа II хлоридатом до концентрации его 5•10-5-5•10-4, введения пенополиуретана, выделения окрашенного ионного ассоциата и последующего измерения диффузного отражения. Данный способ требует применения пенополиуретана в качестве сорбента, для которого измеряется спектр не поглощения, а диффузного отражения. Это требует специальной аппаратуры (приставка для измерения спектра диффузного отражения) и всегда менее точно, чем измерение спектра поглощения на обычном фотометре. Кроме того, важную роль играет гранулометрический состав пенополиуретана, т.е. однородность образца при измерении спектра диффузного отражения. При малых размерах частиц пенополиуретана спектр диффузного отражения записывается точнее, однако возникают трудности с количественным отделением частиц пенополиуретана от анализируемого образца.A known method for the determination of anionic surfactants (RU 2041460 C1, IPC G 01 N 31/22, publ. 09.08.95) by processing the analyzed solution at pH 4-10 tris (-1, 10 - phenanthroline) of iron II with a chloride to a concentration of 5 • 10 -5 -5 • 10 -4 , the introduction of polyurethane foam, the allocation of colored ionic associate and the subsequent measurement of diffuse reflection. This method requires the use of polyurethane foam as a sorbent, for which the measured spectrum is not absorption, but diffuse reflection. This requires special equipment (an attachment for measuring the diffuse reflection spectrum) and is always less accurate than measuring the absorption spectrum on a conventional photometer. In addition, the granulometric composition of polyurethane foam, i.e. sample uniformity when measuring the diffuse reflection spectrum. For small particle sizes of polyurethane foam, the diffuse reflection spectrum is recorded more accurately, however, difficulties arise in the quantitative separation of polyurethane foam particles from the analyzed sample.
Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению является способ обнаружения анионных поверхностно-активных веществ в водной среде (см. Пилипенко А.Т. и др. Химия и технология воды, 1990, т. 12, 7, с. 623), включающий введение в анализируемый раствор - исследуемую пробу - при pH 2,7 метилового фиолетового, выделение окрашенного ионного ассоциата экстракцией хлороформом и измерение его оптического свойства - оптической плотности эстракта. Нижняя граница определяемого содержания анионных ПАВ, например додецилсульфата натрия, равна 5 мг/л. The closest analogue to the proposed invention is a method for detecting anionic surfactants in an aqueous medium (see Pilipenko A.T. et al. Water Chemistry and Technology, 1990, v. 12, 7, p. 623), which includes introducing into the analyzed the solution — the test sample — at pH 2.7 methyl violet, the isolation of the colored ionic associate by extraction with chloroform and the measurement of its optical property — the optical density of the extract. The lower limit of the determined content of anionic surfactants, for example sodium dodecyl sulfate, is 5 mg / L.
К недостаткам этого способа относятся следующие: узкий круг определяемых компонентов, в рамках этого способа можно определять только один класс соединений: алкил- и/или арилсульфаты, низкая чувствительность этого способа (5 мг/л) не позволяет работать с некоторыми видами анализируемых объектов, такими как сточные воды, так как, например, ПДК содержания ПАВ в воде равна 0,5 мг/л. Кроме того, существует определенная сложность поддержания в пробе точного значения pH 2,7, а любое отклонение от этой величины приводит к существенному увеличению ошибки измерения. The disadvantages of this method include the following: a narrow circle of components to be determined; within this method, only one class of compounds can be determined: alkyl and / or aryl sulfates; the low sensitivity of this method (5 mg / l) does not allow working with some types of analyzed objects, such as wastewater, since, for example, the MPC of the surfactant content in water is 0.5 mg / l. In addition, there is a certain difficulty in maintaining the exact pH value of 2.7 in the sample, and any deviation from this value leads to a significant increase in the measurement error.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание способа обнаружения анионактивных поверхностно-активных веществ (АПАВ) и определения их концентрации в любых водных растворах, в пищевых продуктах, например в питьевой воде, молоке и молочных продуктах, в соках и сокосодержащих смесях.SUMMARY OF THE INVENTION
The objective of the invention is to provide a method for detecting anionic surfactants (AAS) and determining their concentration in any aqueous solutions, in food products, for example in drinking water, milk and dairy products, in juices and juice mixtures.
В результате решения поставленной задачи при осуществлении изобретения достигаются следующие технические результаты: расширение видов анализируемых растворов и перечня определяемых АПАВ за счет экспериментально подобранных условий проведения реакции, обеспечивающих более высокую степень связывания красителей, используемых в качестве цветного индикатора, с АПАВ, снижение предела обнаружения и повышение точности определения АПАВ за счет существенно более высокой чувствительности таких красителей к присутствию АПАВ. As a result of solving the problem during the implementation of the invention, the following technical results are achieved: expanding the types of the analyzed solutions and the list of determinants due to experimentally selected reaction conditions that provide a higher degree of binding of the dyes used as a color indicator, with surfactants, reducing the detection limit and increasing the accuracy of the determination of ACAS due to the significantly higher sensitivity of such dyes to the presence of ACAS.
Указанные технические результаты достигаются тем, что в способе обнаружения анионных поверхностно-активных веществ (АПАВ) в водной среде, включающем введение в исследуемую пробу индикатора, экстракцию окрашенных соединений органическим растворителем и суждение по интенсивности флуоресценции и/или окраски экстракта о содержании АПАВ, в исследуемую пробу молока, и/или молочных продуктов, и/или соков, и/или сокосодержащих напитков, и/или любых безалкогольных и/или алкогольных напитков добавляют полифосфатный буфер, имеющий высокую ионную силу и pH 2-5 для перевода атома азота в замещенный ион аммония, а в качестве индикатора используют органические флуоресцентные красители, содержащие четвертичный атом азота или смесь неорганической кислоты с органическим флуоресцентным красителем, содержащим амино- и/или алкиламино группу. These technical results are achieved by the fact that in the method for the detection of anionic surfactants (AAS) in an aqueous medium, which includes introducing an indicator into the test sample, extracting the colored compounds with an organic solvent and judging by the fluorescence intensity and / or color of the extract about the content of the AAS, in the test a sample of milk and / or dairy products and / or juices and / or juice drinks and / or any non-alcoholic and / or alcoholic drinks add a polyphosphate buffer having a high ionic strength and pH 2-5 for translating a nitrogen atom in a substituted ammonium ion, as well as indicator uses organic fluorescent dyes containing a quaternary nitrogen atom, or a mixture of an inorganic acid with an organic fluorescent dye containing amino and / or alkylamino group.
Отличительными признаками предложенного способа является то, что в исследуемую пробу молока, и/или молочных продуктов, и/или соков, и/или сокосодержащих напитков, и/или любых безалкогольных и/или алкогольных напитков добавляют полифосфатный буфер, имеющий высокую ионную силу и pH 2-5 для перевода атома азота в замещенный ион аммония, а в качестве индикатора используют органические флуоресцентные красители, содержащие четвертичный атом азота, или смесь неорганической кислоты с органическим флуоресцентным красителем, содержащим амино- и/или алкиламино группу. Distinctive features of the proposed method is that in the test sample of milk, and / or dairy products, and / or juices, and / or juice drinks, and / or any non-alcoholic and / or alcoholic drinks, polyphosphate buffer having a high ionic strength and pH 2-5 to convert a nitrogen atom to a substituted ammonium ion, and organic fluorescent dyes containing a quaternary nitrogen atom, or a mixture of an inorganic acid with an organic fluorescent dye containing amino and / or il, are used as an indicator alkylamino group.
Наличие в молекуле органического красителя одновременно амино- и алкиламино групп (9-аминоакридин) значительно усиливает эффект обнаружения АПАВ по рассматриваемому способу вследствие эффекта синергизма. The presence in the organic dye molecule of both amino and alkylamino groups (9-aminoacridine) significantly enhances the effect of the detection of ACAS by the method under consideration due to the synergistic effect.
Тем не менее требуемым свойством обнаружения АПАВ в условиях рассматриваемого способа обладают и красители, содержащие только амино- (7-амино кумарин) или только алкиламино группу (берберин). Nevertheless, dyes containing only amino (7-amino coumarin) or only an alkylamino group (berberine) also possess the required property for the detection of ACAS under the conditions of the method under consideration.
Заявленный способ обнаружения АПАВ в равной степени применим как к каждому из перечисленных пищевых продуктов по отдельности, так и к их смесям в любой комбинации. The claimed method for the detection of ACAS is equally applicable both to each of the listed food products individually, and to their mixtures in any combination.
В качестве органического растворителя применяют, в частности, полярные органические растворители и/или смесь растворителей, не смешивающихся с водой. The organic solvent used is, in particular, polar organic solvents and / or a mixture of solvents which are not miscible with water.
В качестве органического растворителя используют галогеноформ, и/или бутилацетат, и/или диэтиловый эфир, и/или смесь гексан-ацетон, и/или смесь гексан-хлороформ и/или их смеси. As an organic solvent, halogenoform and / or butyl acetate and / or diethyl ether and / or a mixture of hexane-acetone and / or a mixture of hexane-chloroform and / or mixtures thereof are used.
Целесообразно использовать в качестве органического растворителя смеси галогеноформа с одним или несколькими поляpными органическими соединениями, например, в смеси с хлороформ-бутилацетат-диэтиловым эфиром при любых их соотношениях, преимущественно при соотношении объемных частей 1-3:2-4:0,5-2. Также возможно использование индивидуальных компонентов указанной смеси, что зависит от характера пробы и требуемой чувствительности способа. It is advisable to use as an organic solvent a mixture of halogen form with one or more polar organic compounds, for example, in a mixture with chloroform-butyl acetate-diethyl ether in any of their ratios, mainly when the ratio of the volume parts is 1-3: 2-4: 0.5-2 . It is also possible to use the individual components of this mixture, which depends on the nature of the sample and the required sensitivity of the method.
Для повышения предела обнаружения целесообразно добавлять в смесь полярных органических растворителей хотя бы один неполярный - гексан. To increase the detection limit, it is advisable to add at least one non-polar hexane to the mixture of polar organic solvents.
Количество гексана в смеси целесообразно подбирать экспериментально в зависимости от массовой доли жира в пробе. The amount of hexane in the mixture is advisable to select experimentally, depending on the mass fraction of fat in the sample.
Так, например, при определении АПАВ в сметане 15-20% жирности необходимо использовать смеси растворителей, содержащие минимум 20-30% гексана по объему. So, for example, when determining ACAS in sour cream of 15-20% fat content, it is necessary to use solvent mixtures containing at least 20-30% hexane by volume.
При определении АПАВ в сыром молоке целесообразно использовать смеси растворителей, содержащие не более 5 об.% гексана или бромоформ, не содержащий гексана. When determining ASAS in raw milk, it is advisable to use solvent mixtures containing not more than 5% vol. Hexane or bromoform containing no hexane.
Вместо смеси гексан-хлороформ или вместе с ней может быть использована смесь гексан-ацетон, в том числе в сочетании с теми же растворителями. Instead of or together with a mixture of hexane-chloroform, a mixture of hexane-acetone can be used, including in combination with the same solvents.
Интенсивность окраски экстракта можно определять визуально, или фотометрически, или флуориметрически в отраженном, или рассеянном, или проходящем свете. The color intensity of the extract can be determined visually, or photometrically, or fluorimetrically in reflected, or scattered, or transmitted light.
В качестве неорганической кислоты целесообразно использовать сильные кислоты, в частности серную, и/или соляную, и/или фосфорную, и/или азотную кислоты. As an inorganic acid, it is advisable to use strong acids, in particular sulfuric, and / or hydrochloric, and / or phosphoric, and / or nitric acid.
Указанные кислоты могут быть использованы как по отдельности, так и вместе в любом сочетании и при любом соотношении, поскольку при их смешении химических реакций, мешающих определению АПАВ в пробе, не происходит
В качестве органического флуоресцентного красителя, содержащего четвертичный атом азота, главным образом используют родамин 6Ж, или родамин 4В, или этидиум бромид, или берберин, или их производные.These acids can be used either individually or together in any combination and at any ratio, since when they are mixed, chemical reactions that interfere with the determination of ACAS in the sample do not occur
As an organic fluorescent dye containing a quaternary nitrogen atom, rhodamine 6G, or rhodamine 4B, or ethidium bromide, or berberine, or their derivatives, are mainly used.
В качестве органического флуоресцентного красителя, содержащего аминогруппу, используют парарозанилин, или акридиновый оранжевый, или ализариновый красный, или аминокумарины, или крезоловый голубой, или акридин, или их производные. As an organic fluorescent dye containing an amino group, pararosaniline, or acridine orange, or alizarin red, or aminocoumarins, or cresol blue, or acridine, or their derivatives, are used.
В некоторых случаях в 3-5 мл исследуемой пробы добавляют последовательно 1-50 мм полифосфатного буфера, имеющего pH 2-5, затем 0,2-1,0 мл раствора органического флуоресцентного красителя, после тщательного перемешивания осуществляют экстракцию, используя 5-100 мл растворителя - галогеноформа и/или бутилацетата, и/или диэтилового эфира, и/или смеси гексан-ацетон, и/или смеси гексан-галогеноформ или любую иную смесь полярного и неполярного органических растворителей, не смешивающуюся с водой. In some cases, in 3-5 ml of the test sample, 1-50 mm of a polyphosphate buffer having a pH of 2-5 is added sequentially, then 0.2-1.0 ml of a solution of an organic fluorescent dye, after thorough mixing, extraction is carried out using 5-100 ml solvent - halogenoform and / or butyl acetate, and / or diethyl ether, and / or a mixture of hexane-acetone, and / or a mixture of hexane-halogenoform or any other mixture of polar and non-polar organic solvents, not miscible with water.
В качестве интенсивности окраски измеряют оптическую плотность (Е) органического экстракта, а концентрацию АПАВ (CАПАВ) находят по формуле CАПАВ= K•E, где К - калибровочный коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем при калибровке фотометра по стандартным образцам анионогенных ПАВ.The optical density (E) of the organic extract is measured as the color intensity, and the concentration of APAW (C APAW ) is found by the formula C APAW = K • E, where K is the calibration coefficient of proportionality, determined experimentally by calibrating the photometer using standard samples of anionic surfactants.
В некоторых случаях измеряют интенсивность флуоресценции органического экстракта, при этом концентрацию АПАВ находят по формуле САПАВ=K1•I, где I - интенсивность флуоресценции органического экстракта, находящегося в кювете, измеренная на длине волны электромагнитного излучения от 400 до 1100 нм, а K1 - калибровочный коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем при калибровке флюориметра по стандартным образцам анионогенных ПАВ.In some cases, the fluorescence intensity of the organic extract is measured, while the concentration of APAV is found by the formula C APAV = K 1 • I, where I is the fluorescence intensity of the organic extract located in the cuvette, measured at a wavelength of electromagnetic radiation from 400 to 1100 nm, and K 1 - calibration coefficient of proportionality, determined experimentally when calibrating the fluorimeter according to standard samples of anionic surfactants.
С целью повышения точности способа измеряют одновременно и оптическую плотность, и интенсивность флуоресценции экстракта, используя для измерения оптической плотности длину волны падающего (возбуждающего) излучения, а для регистрации интенсивности флуоресценции - длину волны эмиссии. Для одновременного измерения оптической плотности и интенсивности флуоресценции используют прибор с коаксиально-прозрачной кюветой, имеющей окно с датчиком яркости для измерения флуоресценции, расположенное под углом 45o к пучку падающего (возбуждающего) излучения. Еще один датчик расположен в торце коаксиальной кюветы и служит для измерения оптической плотности.In order to increase the accuracy of the method, both the optical density and the fluorescence intensity of the extract are measured simultaneously, using the wavelength of the incident (exciting) radiation to measure the optical density, and the emission wavelength to record the fluorescence intensity. To simultaneously measure the optical density and fluorescence intensity, a coaxially transparent cell with a window with a brightness sensor for measuring fluorescence is used, located at an angle of 45 o to the incident (exciting) radiation beam. Another sensor is located at the end of the coaxial cell and is used to measure optical density.
В случае замутненных проб появляется мешающее влияние диффузного рассеяния, дающее положительную ошибку в измерении яркости флуоресценции. Во избежание этого ставят холостой опыт с пробой замутненного образца, не содержащей красителя-индикатора. Значение яркости диффузного рассеяния вычитают из значения яркости флуоресценции пробы с красителем. In the case of clouded samples, an interfering effect of diffuse scattering appears, giving a positive error in the measurement of fluorescence brightness. In order to avoid this, they put a blank experiment with a sample of a clouded sample that does not contain an indicator dye. The brightness value of the diffuse scattering is subtracted from the brightness value of the fluorescence of the sample with the dye.
После экстракции АПАВ и индикатора органическим растворителем для повышения чувствительности определения в него дополнительно добавляют инертный неокрашенный неорганический сорбент, встряхивают смесь 1-5 минут, фильтруют и сушат сорбент, а затем по интенсивности окраски сорбента судят о количестве АПАВ в анализируемой пробе. After extraction of the ACAS and the indicator with an organic solvent, an inert unpainted inorganic sorbent is additionally added to it to increase the sensitivity of the determination, the mixture is shaken for 1-5 minutes, the sorbent is filtered and dried, and then the amount of ACAS in the analyzed sample is judged by the color intensity of the sorbent.
В качестве инертного неокрашенного неорганического сорбента могут быть использованы силикагель и/или окись алюминия. Silica gel and / or alumina can be used as an inert unpainted inorganic sorbent.
При этом целесообразно измерять коэффициент диффузного отражения (IR) сорбента в области длин волн электромагнитного излучения 200-900 нм, а концентрацию АПАВ в анализируемой пробе рассчитывать по формуле САПАВ=K2•IR, где К2 - калибровочный коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем при калибровке по стандартным образцам анионогенных ПАВ.In this case, it is advisable to measure the coefficient of diffuse reflection (I R ) of the sorbent in the wavelength range of electromagnetic radiation 200-900 nm, and the concentration of APAW in the analyzed sample should be calculated using the formula C APAA = K 2 • I R , where K 2 is the calibration coefficient of proportionality, determined experimentally during calibration using standard samples of anionic surfactants.
Способ основан на экспериментально установленном свойстве органических флуоресцентных красителей, содержащих четвертичный атом азота, образовывать в определенных условиях в водной среде ионную пару ПАВ-краситель и экстракции ее в несмешивающийся с водой полярный органический растворитель с одновременным тушением или возбуждением флуоресценции красителя в органическом растворителе. Образование ионной пары происходит за счет наличия в молекуле красителя четвертичного (т.е. аммонийного) атома азота, связывающегося с анионоактивным ПАВ в недиссоциируемую соль, растворимость которой в органических растворителях существенно выше, чем в воде. The method is based on the experimentally established property of organic fluorescent dyes containing a quaternary nitrogen atom, to form a surfactant-dye ion pair under certain conditions in an aqueous medium and to extract it into a polar organic solvent immiscible with water, while quenching or excitation of dye fluorescence in an organic solvent. The formation of an ion pair occurs due to the presence of a quaternary (i.e., ammonium) nitrogen atom in the dye molecule, which binds to an anionic surfactant in a non-dissociable salt, the solubility of which in organic solvents is significantly higher than in water.
В присутствии АПАВ краситель, содержащий четвертичный атом азота, например, Родамин 6Ж, и/или акридин, и/или замещенные акридины, подобно метиленовому голубому, образует внутрикомплексную соль состава 1:1 со всеми анионоактивными ПАВ, включая алкилбензилсульфонаты, алкил- и бензил-сульфаты, а также анионы высших жирных кислот - основной компонент мыла. Т.е. такой краситель является групповым реагентом на практически все известные и доступные CMC. Благодаря своей яркой флуоресценции цвет соли легко заметен в подходящем растворителе
В качестве красителей можно использовать также и другие красители, содержащие в молекуле аминогруппу, например аминокумарины. Для того, чтобы такой краситель связывался с анионами ПАВ, необходимо создать условия для протонирования аминогруппы, т.е. для перевода атома азота аминогруппы в замещенный ион аммония. Этими условиями являются наличие буфера с высокой ионной силой и pH менее 5,0.In the presence of an ACAS, a dye containing a quaternary nitrogen atom, for example, Rhodamine 6G, and / or acridine, and / or substituted acridines, like methylene blue, forms a 1: 1 intracomplex salt with all anionic surfactants, including alkylbenzyl sulfonates, alkyl and benzyl sulfates, as well as anions of higher fatty acids - the main component of soap. Those. such a dye is a group reagent for almost all known and available CMCs. Due to its bright fluorescence, the color of the salt is easily visible in a suitable solvent
Other dyes containing an amino group in the molecule, for example aminocoumarins, can also be used as dyes. In order for such a dye to bind to surfactant anions, it is necessary to create conditions for the protonation of the amino group, i.e. to convert the nitrogen atom of the amino group to a substituted ammonium ion. These conditions are the presence of a buffer with high ionic strength and a pH of less than 5.0.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Изобретение осуществляется следующим образом.Information confirming the possibility of carrying out the invention
The invention is as follows.
Пример 1. Обнаружение анионных ПАВ в сыром молоке
Для обнаружения АПАВ в сыром молоке вначале готовят реагенты.Example 1. Detection of anionic surfactants in raw milk
To detect ACAS in raw milk, reagents are first prepared.
Раствор красителя
Взвешивают на аналитических весах 250-500 мг родамина 6Ж и аккуратно переносят в колбу на 250-500 мл. Постепенно добавляя воду, полностью растворяют краситель в воде при встряхивании и доводят объем до метки.Dye solution
250-500 mg of rhodamine 6G are weighed on an analytical balance and carefully transferred to a 250-500 ml flask. Adding water gradually, the dye is completely dissolved in water with shaking and the volume is adjusted to the mark.
Буферный раствор
В химический стакан емкостью 1 л помещают 1-500 г триполифосфата натрия, приливают 570-780 г дистиллированной воды и перемешивают. Затем приливают 1-150 г концентрированной соляной кислоты с плотностью 1,15-1,20, перемешивают и помещают в водяную баню. Нагревают до 70-80oС, периодически перемешивая, до полного растворения осадка триполифосфата. После этого фильтруют в горячем состоянии и охлаждают. Величина pH полученного буфера должна находиться в пределах 2,0-5,0.Buffer solution
1-500 g of sodium tripolyphosphate is placed in a 1-liter beaker, 570-780 g of distilled water are added and mixed. Then 1-150 g of concentrated hydrochloric acid with a density of 1.15-1.20 is poured, mixed and placed in a water bath. Heated to 70-80 o C, periodically stirring, until the precipitate of tripolyphosphate is completely dissolved. After that, filtered while hot and cooled. The pH of the resulting buffer should be in the range of 2.0-5.0.
Приготовление органического растворителя, например, смеси гексана с хлороформом
В стакане смешивают 100-300 мл хлороформа и 300-700 мл н-гексана, получая 400-1000 мл растворителя для экстракции.Preparation of an organic solvent, for example, a mixture of hexane with chloroform
In a glass, 100-300 ml of chloroform and 300-700 ml of n-hexane are mixed to obtain 400-1000 ml of solvent for extraction.
Способ обнаружения
В пробирку приливают 0,1-50 мл полифосфатного буфера с pH 2-5. Затем приливают микропипеткой 0,2-1,0 мл раствора красителя (родамина 6Ж) с концентрацией 0,1-10 мг/мл. Затем приливают 3-15 мл анализируемой пробы молока. Встряхивают 2-3 раза с целью хорошего смешения реагентов. Затем приливают 5-10 мл растворителя и еще раз сильно встряхивают. Нижняя часть пробирки ярко окрашивается в сиреневый цвет и не флуоресцирует, а верхний слой только в присутствии АПАВ флуоресцирует желтым цветом (смотреть в отраженном или рассеянном свете), а на просвет окрашен в розовый или малиновый цвет. В случае отсутствия АПАВ верхний слой не окрашен и не флуоресцирует. Браковочным признаком является наличие у верхнего слоя любой окраски. Молоко в отсутствие АПАВ не дает никакого окрашивания верхнего слоя и он остается абсолютно бесцветным при точном соблюдении всех условий эксперимента.Detection method
0.1-50 ml of polyphosphate buffer with a pH of 2-5 is poured into a test tube. Then 0.2-1.0 ml of a dye solution (rhodamine 6G) with a concentration of 0.1-10 mg / ml is poured with a micropipette. Then pour 3-15 ml of the analyzed milk sample. Shake 2-3 times in order to mix the reagents well. Then 5-10 ml of solvent are added and again shaken vigorously. The lower part of the test tube is brightly colored in lilac color and does not fluoresce, and the upper layer only fluoresces in yellow in the presence of ARS (see in reflected or scattered light), and the lumen is colored in pink or raspberry. In the absence of a surfactant, the top layer is not stained and does not fluoresce. A defective sign is the presence of the upper layer of any color. Milk in the absence of AAS does not give any staining of the upper layer and it remains completely colorless under the exact observance of all experimental conditions.
Для обеспечения полной уверенности в наличии АПАВ необходимо поставить три параллельных опыта, при этом окраска верхнего слоя должна появиться во всех трех случаях, что и будет являться браковочным признаком. To ensure complete confidence in the presence of ARS, it is necessary to put three parallel experiments, while the color of the upper layer should appear in all three cases, which will be a defect sign.
Пример 2. Определение анионактивных ПАВ в питьевой воде
Выполняют все операции, как в примере 1, только в качестве пробы берут образец питьевой воды, в качестве красителя используют 0,1% раствор парарозанилина в 0,1 н. фосфорной кислоте, в качестве растворителя берут смесь гексан-этилацетат-хлороформ при соотношении 3:2:1. Аналогичные действия выполняют при определении концентрации АПАВ в образце сточной воды.Example 2. The definition of anionic surfactants in drinking water
Perform all operations, as in example 1, only as a sample take a sample of drinking water, as a dye use a 0.1% solution of pararosaniline in 0.1 N. phosphoric acid, as a solvent take a mixture of hexane-ethyl acetate-chloroform at a ratio of 3: 2: 1. Similar actions are performed when determining the concentration of ACAS in a sample of wastewater.
Пример 3. Определение анионактивных ПАВ в безалкогольных напитках
Выполняют все операции, как в примере 1, только в качестве пробы берут любой безалкогольный напиток, в том числе газированный, в качестве красителя используют 0,05% раствор акридина в 0,1 н. серной кислоте, в качестве растворителя используют чистый бромоформ и измеряют флуоресценцию экстракта.Example 3. The definition of anionic surfactants in soft drinks
All operations are performed, as in example 1, only any non-alcoholic beverage, including carbonated, is taken as a sample; a 0.05% solution of acridine in 0.1 N is used as a dye. sulfuric acid, pure bromoform is used as a solvent, and the fluorescence of the extract is measured.
Благодаря высочайшей чувствительности цветных и/или флуоресцентных индикаторов можно обнаружить следы любых анионактивных ПАВ, в т.ч. соли жирных кислот, чего не позволяют существующие методы. Due to the highest sensitivity of color and / or fluorescent indicators, traces of any anionic surfactants can be detected, including salts of fatty acids, which does not allow existing methods.
Claims (13)
СAПАВ=К•Е,
где Е - оптическая плотность органического экстракта, измеренная на длине волны от 400 до 1100 нм;
К - калибровочный коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем при калибровке фотометра по стандартным образцам анионогенных ПАВ.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the optical density of the organic extract is measured as the color intensity, while the concentration of APAW is determined by the formula
With APAV = K • E,
where E is the optical density of the organic extract, measured at a wavelength of from 400 to 1100 nm;
K is the calibration coefficient of proportionality, determined experimentally by calibrating the photometer using standard samples of anionic surfactants.
САПАВ=К1•I,
где I - интенсивность флуоресценции органического экстракта, находящегося в кювете, измеренная на длине волны от 400 до 1100 нм,
К1 - калибровочный коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем при калибровке флюориметра по стандартным образцам анионогенных ПАВ.10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the fluorescence intensity of the organic extract is measured, while the concentration of ACAS is found by the formula
With AAS = K 1 • I,
where I is the fluorescence intensity of the organic extract located in the cell, measured at a wavelength of from 400 to 1100 nm,
To 1 - calibration coefficient of proportionality, determined experimentally by calibrating the fluorimeter according to standard samples of anionic surfactants.
САПАВ=К2•IR,
где К2 - калибровочный коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментальным путем при калибровке по стандартным образцам АПАВ.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the diffuse reflectance coefficient (I R ) of the sorbent is measured at a wavelength of electromagnetic radiation of 200-900 nm, and the concentration of ACAS in the analyzed sample is calculated by the formula
With AAS = K 2 • I R ,
where K 2 is the calibration coefficient of proportionality, determined experimentally during calibration according to standard samples of automatic surfactants.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001101552/28A RU2199107C2 (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001101552/28A RU2199107C2 (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2199107C2 true RU2199107C2 (en) | 2003-02-20 |
| RU2001101552A RU2001101552A (en) | 2004-03-20 |
Family
ID=20244965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001101552/28A RU2199107C2 (en) | 2001-01-17 | 2001-01-17 | Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2199107C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478950C2 (en) * | 2007-05-31 | 2013-04-10 | Дженерал Электрик Компани | Method of determining polymer concentration in water systems |
| RU2564946C1 (en) * | 2014-10-30 | 2015-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids |
| EA039200B1 (en) * | 2019-07-22 | 2021-12-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Гцсс Нефтепромхим" | Method for preparation of samples of oil-field chemicals for determination of organic chlorine compounds and organically binded chlorine |
-
2001
- 2001-01-17 RU RU2001101552/28A patent/RU2199107C2/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Булатов М.И. и др. Практическое руководство по фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методам анализа. - Л.: Химия, 1968, с.274, 314, 332, 17-19. * |
| Субботина Е.И. и др. Спектроскопические методы определения ПАВ в водах. - Заводская лаборатория, №6, 1987, с.12-18. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478950C2 (en) * | 2007-05-31 | 2013-04-10 | Дженерал Электрик Компани | Method of determining polymer concentration in water systems |
| RU2564946C1 (en) * | 2014-10-30 | 2015-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Method of determining concentration of anionic surfactants in process liquids |
| EA039200B1 (en) * | 2019-07-22 | 2021-12-16 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Гцсс Нефтепромхим" | Method for preparation of samples of oil-field chemicals for determination of organic chlorine compounds and organically binded chlorine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2001101552A (en) | 2004-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108752331A (en) | Synthesis and application a kind of while that distinguish detection Cys, Hcy and GSH Multifunction fluorescent molecular probe | |
| FI73839B (en) | FOERFARANDE FOER KVANTITATIV BESTAEMNING AV HEMOGLOBINHALTEN I AVFOERING, URIN ELLER MAGSAFT. | |
| Trinder | A simple Turbidimetric method for the determination of serum cholesterol | |
| CA2775972A1 (en) | Method of preparing a reaction mixture and related products | |
| Yahyavi et al. | A rapid spectrofluorimetric method for the determination of malondialdehyde in human plasma after its derivatization with thiobarbituric acid and vortex assisted liquid–liquid microextraction | |
| AU2005313116B2 (en) | Assay for generation of a lipid profile using fluorescence measurement | |
| Wujuan et al. | Determination of nucleic acids with crystal violet by a resonance light-scattering technique | |
| RU2199107C2 (en) | Procedure detecting anion surface-active substances in water-carrying medium | |
| FI123866B (en) | Method for determining beta-D-glucan levels | |
| CN109799197B (en) | Application of cyanine dye in lead ion detection, lead ion detection kit and method | |
| JPS60216257A (en) | Method of analyzing nitric ion and analytical reagent | |
| Sun et al. | Study on the interaction between Rhodamine dyes and Allura Red based on fluorescence spectra and its analytical application in soft Drinks | |
| CN113736091B (en) | Method for detecting quercetin by using fluorescent micrometer probe and application | |
| RU2681650C1 (en) | Method for determining mercury in fish and fish products | |
| CN114480405A (en) | Nucleic acid aptamer of colorless malachite green and application thereof | |
| WO2017066070A2 (en) | Acetate complexes and methods for acetate quantification | |
| CN106966963B (en) | A kind of fluorescence probe and its preparation method and application | |
| RU2727879C1 (en) | Method of determining nitrite ions | |
| Dong et al. | Simultaneous spectrophotometric determination of aluminum (III), Iron (III) and beryllium (III) in rainwater by a matrix method | |
| WO2013000999A1 (en) | Preparation and use of a microplate functionalised by means of a fluorescent gel for measuring turbidity of suspensions | |
| US4918022A (en) | Analysis of bulk asbestos samples | |
| RU2619442C1 (en) | Method of determination of rodanide | |
| EP4286846A1 (en) | Accurate method for generating a phase diagram of a polymer | |
| SU1352330A1 (en) | Method of determining spasmolytin | |
| Tong et al. | Solid-substrate and micellar-stabilized room temperature phosphorescence of two anilinonaphthalenesulfonates |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |