RU2531130C1 - Membrane of ionselective electrode for determination of ion surface-active substances in sewages and synthetic detergents - Google Patents
Membrane of ionselective electrode for determination of ion surface-active substances in sewages and synthetic detergents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531130C1 RU2531130C1 RU2013128053/04A RU2013128053A RU2531130C1 RU 2531130 C1 RU2531130 C1 RU 2531130C1 RU 2013128053/04 A RU2013128053/04 A RU 2013128053/04A RU 2013128053 A RU2013128053 A RU 2013128053A RU 2531130 C1 RU2531130 C1 RU 2531130C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- membrane
- surfactants
- pyridine
- dodecyl sulfate
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000271 synthetic detergent Substances 0.000 title description 15
- 239000013543 active substance Substances 0.000 title description 9
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N dodecyl hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 30
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims abstract description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229940043264 dodecyl sulfate Drugs 0.000 claims description 36
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229960002380 dibutyl phthalate Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 24
- 239000002563 ionic surfactant Substances 0.000 description 24
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 17
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 17
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 16
- -1 sodium alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 11
- GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N Chlorhexidine Chemical compound C=1C=C(Cl)C=CC=1NC(N)=NC(N)=NCCCCCCN=C(N)N=C(N)NC1=CC=C(Cl)C=C1 GHXZTYHSJHQHIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229960003260 chlorhexidine Drugs 0.000 description 10
- 238000000954 titration curve Methods 0.000 description 10
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 9
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 6
- YMKDRGPMQRFJGP-UHFFFAOYSA-M cetylpyridinium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 YMKDRGPMQRFJGP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229960001927 cetylpyridinium chloride Drugs 0.000 description 6
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 6
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- WNBGYVXHFTYOBY-UHFFFAOYSA-N benzyl-dimethyl-tetradecylazanium Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 WNBGYVXHFTYOBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- URLJMZWTXZTZRR-UHFFFAOYSA-N sodium myristyl sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O URLJMZWTXZTZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229960000776 sodium tetradecyl sulfate Drugs 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 241001134446 Niveas Species 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 4
- SZDVDUDLIIZMKX-UHFFFAOYSA-N copper;pyridine Chemical group [Cu].C1=CC=NC=C1.C1=CC=NC=C1.C1=CC=NC=C1.C1=CC=NC=C1.C1=CC=NC=C1.C1=CC=NC=C1 SZDVDUDLIIZMKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004190 ion pair chromatography Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 3
- XVMSFILGAMDHEY-UHFFFAOYSA-N 6-(4-aminophenyl)sulfonylpyridin-3-amine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=N1 XVMSFILGAMDHEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 description 2
- 241000021559 Dicerandra Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010654 Melissa officinalis Nutrition 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229960004830 cetylpyridinium Drugs 0.000 description 2
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 2
- 150000004699 copper complex Chemical class 0.000 description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 239000000865 liniment Substances 0.000 description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 229920000120 polyethyl acrylate Polymers 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- GGHPAKFFUZUEKL-UHFFFAOYSA-M sodium;hexadecyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O GGHPAKFFUZUEKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 150000005621 tetraalkylammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- VHIUJZKZYLJILP-UHFFFAOYSA-N 1-benzyl-3-ethenyl-2H-imidazole hydrochloride Chemical class [Cl-].C1=C[NH+](C=C)CN1CC1=CC=CC=C1 VHIUJZKZYLJILP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOBWBLFILQYRFY-UHFFFAOYSA-N 2-hexadecylpyridine;hydrochloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=[NH+]1 YOBWBLFILQYRFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 2-methylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC=N1 BSKHPKMHTQYZBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQOKYEROIFEEBH-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-6-phenylphenanthridin-5-ium-3,8-diamine;bromide Chemical compound [Br-].C12=CC(N)=CC=C2C2=CC=C(N)C=C2[N+](C)=C1C1=CC=CC=C1 MQOKYEROIFEEBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710116822 Atrochrysone carboxylic acid synthase Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000004568 DNA-binding Effects 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- NEUSVAOJNUQRTM-UHFFFAOYSA-N cetylpyridinium Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 NEUSVAOJNUQRTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- JAWGVVJVYSANRY-UHFFFAOYSA-N cobalt(3+) Chemical class [Co+3] JAWGVVJVYSANRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- HMJJUDLRBVXKLM-UHFFFAOYSA-N copper;pyridine Chemical compound [Cu+2].C1=CC=NC=C1 HMJJUDLRBVXKLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- SBFFPSGMKZMQMF-UHFFFAOYSA-M dodecyl sulfate;1-hexadecylpyridin-1-ium Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O.CCCCCCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 SBFFPSGMKZMQMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DZXZZHACKCXJRR-UHFFFAOYSA-M dodecyl sulfate;tetrabutylazanium Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZXZZHACKCXJRR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010840 domestic wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002979 fabric softener Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- MRRXCJFQOICJNG-UHFFFAOYSA-M hexadecyl(trimethyl)azanium pentane-1-sulfonate Chemical compound C(CCCC)S(=O)(=O)[O-].C(CCCCCCCCCCCCCCC)[N+](C)(C)C MRRXCJFQOICJNG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000003845 household chemical Substances 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004232 ion pair reversed phase chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- IHKWXDCSAKJQKM-SRQGCSHVSA-N n-[(1s,6s,7r,8r,8ar)-1,7,8-trihydroxy-1,2,3,5,6,7,8,8a-octahydroindolizin-6-yl]acetamide Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](NC(=O)C)CN2CC[C@H](O)[C@@H]21 IHKWXDCSAKJQKM-SRQGCSHVSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 125000004424 polypyridyl Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003918 potentiometric titration Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- YAYGSLOSTXKUBW-UHFFFAOYSA-N ruthenium(2+) Chemical compound [Ru+2] YAYGSLOSTXKUBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 description 1
- 229940034610 toothpaste Drugs 0.000 description 1
- AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N triphenylmethane Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 AAAQKTZKLRYKHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Detergent Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в контрольно-аналитических лабораториях для определения концентрации анионных (гомологов алкилсульфатов натрия) и катионных (гомологов солей алкилпиридиния и тетраалкиламмония) поверхностно-активных веществ в исследуемых жидких средах, для стандартизации и контроля качества синтетических моющих средств, для определения ионных поверхностно-активных веществ (ПАВ) в сточных водах с целью контроля загрязнения окружающей среды.The invention relates to the field of analytical chemistry and can be used in control and analytical laboratories to determine the concentration of anionic (homologues of sodium alkyl sulfates) and cationic (homologues of salts of alkylpyridinium and tetraalkylammonium) surfactants in the studied liquid media, for standardization and quality control of synthetic detergents , for the determination of ionic surface-active substances (surfactants) in wastewater in order to control environmental pollution.
Актуальным вопросом контроля качества выпускаемой продукции, охраны окружающей среды и здоровья человека является контроль содержания компонентов в производимых синтетических моющих средствах, а также загрязняющих веществ в бытовых и производственных сточных водах. Эффективность контроля качества синтетических моющих средств обеспечивается внедрением в практику химических и технологических производств современных физико-химических методов анализа, среди которых важное место занимает потенциометрический метод с ионоселективными электродами.An urgent issue of product quality control, environmental protection and human health is the control of the content of components in synthetic detergents produced, as well as pollutants in domestic and industrial wastewater. The effectiveness of the quality control of synthetic detergents is ensured by the introduction of modern physical and chemical methods of analysis into the practice of chemical and technological industries, among which the potentiometric method with ion-selective electrodes occupies an important place.
Объектами настоящего исследования являются гомологи алкилсульфатов, алкилпиридиния, четвертичных аммониевых оснований, которые являются основой различных синтетических моющих средств (стиральных порошков, таблеток и жидкостей для посудомоечных машин, шампуней, бальзамов для волос, кондиционеров для белья и др.).The objects of this study are homologues of alkyl sulfates, alkyl pyridinium, quaternary ammonium bases, which are the basis of various synthetic detergents (washing powders, tablets and liquids for dishwashers, shampoos, hair balms, fabric softeners, etc.).
Известны различные методы определения ионных ПАВ в сточных водах и синтетических моющих средствах: спектроскопические, электрофоретические, хроматографические, например, высокоэффективная жидкостная хроматография; электрохимические.There are various methods for determining ionic surfactants in wastewater and synthetic detergents: spectroscopic, electrophoretic, chromatographic, for example, high performance liquid chromatography; electrochemical.
Для определения гомологов алкилсульфатов натрия, солей алкилпиридиния и тетраалкиламмония используют спектрофотометрию (детергенты, шампуни, мыла, природные, промывочные и сточные воды), сорбционно- и экстракционно-фотометрический метод (природные и питьевые воды), хемилюминесценцию (модельные растворы, речная и питьевая вода, шампуни-кондиционеры), капиллярный электрофорез (продукты бытовой химии, зубная паста, косметические и фармацевтические препараты, природные и сточные воды, ил сточных вод), высокоэффективную жидкостную хроматографию (природные воды), ион-парная обращенно-фазовая хроматография (сточные воды предприятий), жидкостную хроматографию с масс-спектрометрическим детектором (речные и сточные воды, осадки сточных вод) [Кулапин А. И., Аринушкина Т. В. Методы раздельного определения синтетических поверхностно-активных веществ (обзор) //Заводская лаборатория. Диагностика материалов - 2001 - Т.67, №11, - с.3; Ланге К.Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение. Санкт-Петербург: Профессия, 2005].Spectrophotometry (detergents, shampoos, soaps, natural, washing and wastewater), sorption and extraction-photometric methods (natural and drinking water), chemiluminescence (model solutions, river and drinking water) are used to determine homologues of sodium alkyl sulfates, alkyl pyridinium salts and tetraalkyl ammonium salts. , shampoos, conditioners), capillary electrophoresis (household chemicals, toothpaste, cosmetics and pharmaceuticals, natural and waste water, sewage sludge), highly effective liquid chromatog afium (natural waters), ion-pair reversed-phase chromatography (enterprise wastewater), liquid chromatography with a mass spectrometric detector (river and wastewater, wastewater sludge) [Kulapin AI, Arinushkina TV. Separate methods definitions of synthetic surfactants (review) // Factory Laboratory. Diagnostics of materials - 2001 - T.67, No. 11, - p.3; Lange K.R. Surfactants: synthesis, properties, analysis, application. St. Petersburg: Profession, 2005].
Однако многие из этих методов требуют дорогостоящего оборудования, реактивов, высококвалифицированных операторов, отличаются длительностью эксперимента.However, many of these methods require expensive equipment, reagents, highly skilled operators, differ in the duration of the experiment.
Одним из перспективных методов определения ионных поверхностно-активных веществ в сточных водах и синтетических моющих средствах является потенциометрия с использованием различных сенсоров, например, ионоселективных электродов (ИСЭ). Метод отличается экспрессностью, селективностью, простотой и доступностью оборудования.One of the promising methods for determining ionic surfactants in wastewater and synthetic detergents is potentiometry using various sensors, for example, ion-selective electrodes (ISE). The method is characterized by expressivity, selectivity, simplicity and accessibility of equipment.
Известен ионоселективный электрод с мембранами, содержащими в качестве электродно-активных веществ (ЭАВ) ионные ассоциаты анионных ПАВ с алкиламмониевыми катионами или красителями трифенилметанового ряда [Чернова Р. К., Кулапина Е.Г., Чернова М.А., Матерова Е.А. Аналитические возможности пленочных алкилсульфатных электродов.//Журн. аналит. химии. - 1988 - Т. 43, №12 - c. 2179].Known ion-selective electrode with membranes containing, as electrode-active substances (EAS), ionic associates of anionic surfactants with alkyl ammonium cations or triphenylmethane dyes [Chernova R. K., Kulapina E. G., Chernova M. A., Materova E. A. . Analytical capabilities of film alkyl sulfate electrodes. // Journal. analyte. chemistry. - 1988 - T. 43, No. 12 - c. 2179].
Однако данные ИСЭ не дают отклик на катионные ПАВ и используются только для определения анионных поверхностно-активных веществ с интервалом концентраций от ККМ до 10-6 М.However, the ISE data do not give a response to cationic surfactants and are used only to determine anionic surfactants with a concentration range from CMC to 10 -6 M.
Известен ионоселективный электрод, состоящий из электропроводящей проволоки, покрытой полупроницаемой мембраной на основе труднорастворимого ионного ассоциата димидиум бромид - дисульфин голубой [см. патент EP №0382958, МПК G01N27/30]. Такая мембрана дает отклик на анионные, катионные и амфотерные ПАВ, такие как алкоксилированные неионные поверхностно-активные вещества.Known ion-selective electrode consisting of an electrically conductive wire coated with a semipermeable membrane based on a sparingly soluble ionic associate dimidium bromide - disulfine blue [see EP patent No. 0382958, IPC G01N27 / 30]. Such a membrane responds to anionic, cationic and amphoteric surfactants, such as alkoxylated nonionic surfactants.
Однако не используется классический ионоселективный электрод, состоящий из поливинилхлоридной трубки с графитовым или серебряным токоотводом, предел обнаружения указанных ПАВ достаточно высок.However, the classic ion-selective electrode, consisting of a polyvinyl chloride tube with a graphite or silver collector, is not used, the detection limit of these surfactants is quite high.
Известны твердоконтактные сенсоры для определения ионных ПАВ на основе ионных ассоциатов n-гексадецилтриметиламмония 1-пентансульфоната и тетрабутиламмония додецилсульфата. Данные ИСЭ могут количественно определять алкилбензолсульфонаты, алкилсульфаты, эфиры алкилсульфатов, четвертичные аммониевые соли и жирные аминоксиды [патент EP №0300662, МПК G01N27/30, G01N27/00].Solid contact sensors are known for determining ionic surfactants based on ionic associates of n-hexadecyltrimethylammonium 1-pentanesulfonate and tetrabutylammonium dodecyl sulfate. ISE data can quantify alkylbenzenesulfonates, alkyl sulfates, alkyl sulfate esters, quaternary ammonium salts and fatty amine oxides [EP Patent No. 0300662, IPC G01N27 / 30, G01N27 / 00].
Однако электроды отличаются достаточно высоким пределом обнаружения и временем отклика.However, the electrodes are characterized by a sufficiently high detection limit and response time.
Известна мембрана [см. патент GB №2076545, МПК G01N27/333, G01N27/40], сформированная из нерастворимого в воде полиэлектролита и поверхностно-активного вещества, к которому чувствителен электрод. Полиэлектролиты сформированы из мономеров: олефины, акрилаты, стиролы или виниловые эфиры. Cомономеры, которые могут быть использованы в дополнение к перечисленным выше, включают стирол, винилпиридин, винилацетат, винилхлорид, алкилакрилаты и метакрилаты. Катионные группы сомономеров могут содержать третичный атом азота, который переходит в четвертичный в процессе комплексообразования: пиридин, имидазол, хинолин, изохинолин, пиримидин, фенантролин, бензтиазол, пурин, пиразол, акридин или пиколин; анионные содержат карбоциклические или сульфогруппы. В качестве примеров электродноактивных компонентов мембраны были представлены комплексы поли(этилакрилат)10 - ко - (1-винилимидазол) и поли(этилакрилат)10 - ко -(3-бензил-1-винилимидазола хлорид).A known membrane [see GB patent No. 2076545, IPC G01N27 / 333, G01N27 / 40], formed from a water-insoluble polyelectrolyte and a surfactant to which the electrode is sensitive. Polyelectrolytes are formed from monomers: olefins, acrylates, styrenes or vinyl esters. Comonomers that can be used in addition to those listed above include styrene, vinyl pyridine, vinyl acetate, vinyl chloride, alkyl acrylates, and methacrylates. Cationic comonomer groups may contain a tertiary nitrogen atom, which transforms into a quaternary nitrogen during complexation: pyridine, imidazole, quinoline, isoquinoline, pyrimidine, phenanthroline, benzthiazole, purine, pyrazole, acridine or picoline; anionic ones contain carbocyclic or sulfo groups. The complexes of poly (ethyl acrylate) 10 - co - (1-vinylimidazole) and poly (ethyl acrylate) 10 - co - (3-benzyl-1-vinylimidazole chloride) complexes were presented as examples of electrode-active membrane components.
Однако мембраны отличаются сложностью изготовления, а также высоким пределом обнаружения ПАВ.However, membranes are notable for their complexity of manufacture, as well as a high detection limit for surfactants.
Известен ионоселективный электрод с мембраной для ионометрического определения ионных ПАВ, содержащий в качестве ЭАВ ионные ассоциаты алкилсульфатов натрия с солями алкилпиридиния. [Кулапин А.И., Михайлова А.М., Матерова Е.А. Селективные твердоконтактные электроды для определения ионогенных поверхностно-активных веществ //Электрохимия. 1998.- Т.34.- №4. -c.421].Known ion-selective electrode with a membrane for ionometric determination of ionic surfactants containing ionic sodium sulfate associates with alkylpyridinium salts as EAS. [Kulapin A.I., Mikhailova A.M., Materova E.A. Selective solid-contact electrodes for determining ionogenic surfactants // Electrochemistry. 1998.- T.34.- No. 4. -c.421].
Известен твердоконтактный селективный электрод на основе ионного ассоциата цетилпиридиний-тетрафенилборат, который дает возможность определения как индивидуальных анионных, катионных, неионных ПАВ, так и их раздельного определения при совместном присутствии [патент RU №2141110, МПК G01N27/42].Known solid-contact selective electrode based on the ionic associate cetylpyridinium-tetraphenylborate, which makes it possible to determine both individual anionic, cationic, nonionic surfactants, and their separate determination in the joint presence [patent RU No. 2141110, IPC G01N27 / 42].
Однако в последних двух работах интервал определяемых содержаний солей алкилсульфатов и алкилпиридиния у таких ИСЭ составляет 10-6(10-5) - 10-2(10-3) моль/л. Время отклика таких электродов в разбавленных растворах составляет 2-3 мин, делая анализ длительным.However, in the last two studies, the range of the determined contents of salts of alkyl sulfates and alkyl pyridinium in such ISEs is 10 -6 (10 -5 ) - 10 -2 (10 -3 ) mol / l. The response time of such electrodes in dilute solutions is 2-3 minutes, making the analysis long.
Развитие ионометрии органических соединений предполагает использование в составе активных компонентов мембран заряженных комплексов определяемых веществ с ионами металлов. Этот прием позволяет существенно повысить чувствительность определения органических веществ.The development of the ionometry of organic compounds involves the use of charged complexes of determined substances with metal ions as part of the active components of the membranes. This technique can significantly increase the sensitivity of the determination of organic substances.
Известен комплекс [Co(2,2´-бипиридил)2(C14H29NH2)]2+Cl2·3H2O, в котором изучали антимикробные свойства против грамм-положительных и грамм-отрицательных бактерий и грибов [Kumar R. S., Arunachalam S. Synthesis, micellar properties, DNA binding and antimicrobial studies of some surfactant-cobalt(III) complexes //Biophysical Chemistry. 2008. - V.136. - P.136].The known complex [Co (2,2´-bipyridyl) 2 (C 14 H 29 NH 2 )] 2+ Cl 2 · 3H 2 O, which studied the antimicrobial properties against gram-positive and gram-negative bacteria and fungi [Kumar RS , Arunachalam S. Synthesis, micellar properties, DNA binding and antimicrobial studies of some surfactant-cobalt (III) complexes // Biophysical Chemistry. 2008 .-- V.136. - P.136].
Однако в потенциометрии такое комплексное соединение не было применено и внешняя сфера комплекса не содержит длинноцепочечного противоиона, что способствовало бы меньшему вымыванию ионного ассоциата из структуры мембраны во время работы, а также позволило определять анионные ПАВ.However, such a complex compound was not used in potentiometry and the outer sphere of the complex does not contain a long chain counterion, which would contribute to less leaching of the ionic associate from the membrane structure during operation, and also made it possible to determine anionic surfactants.
Известны комплексы рутения (II) и кобальта (III) с полипиридилом, используемые в качестве электродноактивной пробы в циклической вольтамперометрии для изучения комплексообразования додецилсульфата натрия с циклодекстрином [Raj C.R., Ramaraj R. Study of surfactant-cyclodextrin complexation by cyclic voltammetry using polyPyrridyl metal complexes as electroactive probes //Electrochimica Acta. 1998.- V.44.- P.279].Ruthenium (II) and cobalt (III) complexes with polypyridyl are known to be used as an electrode-active sample in cyclic voltammetry to study the complexation of sodium dodecyl sulfate with cyclodextrin [Raj CR, Ramaraj R. Study of surfactant-cyclodextrin complexation by cyclic voltamridry metal poly electroactive probes // Electrochimica Acta. 1998.- V.44.- P.279].
Однако в потенциометрии такие комплексы не были использованы.However, such complexes were not used in potentiometry.
Наиболее близкой к заявляемому патенту является полимерная мембранная композиция на основе ассоциата комплекса меди с N,N'-диалкилэтилендиамином и додецилсульфатом, предложенная авторами [Щипунов Ю.А., Шумилина Е.В. Ассоциаты додецилсульфата с комплексами меди с алкильными производными диаминов. Оптические свойства и ионселективные электроды //Журн. аналит. химии. 1996. - Т.51. - №7. - С.758]. Ассоциаты додецилсульфата и комплекса меди с производными диаминов получают смешиванием разбавленных водных растворов исходных компонентов. Мембранная композициия для изготовления ИСЭ получена растворением в тетрагидрофуране поливинилхлорида, дибутилфталата и ассоциата додецилсульфата с комплексом меди соответствующего диамина, взятых в соотношении 50:47:3. Суммарная концентрация вещества в растворе варьировалась от 5 до 10 мас. %. Электроды позволяют проводить ионометрическое определение додецилсульфата натрия в воде в диапазоне концентраций от 10-6 до 8·10-3 М. Срок эксплуатации электродов составляет 7-8 месяцев; время отклика - 1 мин в концентрированных растворах (>3·10-4 М) 3 мин в разбавленных растворах (<1·10-4 М).Closest to the claimed patent is a polymer membrane composition based on an associate of a complex of copper with N, N'-dialkylethylenediamine and dodecyl sulfate, proposed by the authors [Schipunov Yu.A., Shumilina EV Associations of dodecyl sulfate with copper complexes with alkyl derivatives of diamines. Optical properties and ion-selective electrodes // Zh. analyte. chemistry. 1996.- T.51. - No. 7. - S.758]. Associations of dodecyl sulfate and a complex of copper with derivatives of diamines are obtained by mixing dilute aqueous solutions of the starting components. The membrane composition for the manufacture of ISE was obtained by dissolving in tetrahydrofuran polyvinyl chloride, dibutyl phthalate and the dodecyl sulfate associate with the copper complex of the corresponding diamine, taken in a ratio of 50: 47: 3. The total concentration of the substance in the solution ranged from 5 to 10 wt. % The electrodes allow ionometric determination of sodium dodecyl sulfate in water in the concentration range from 10 -6 to 8 · 10 -3 M. The life of the electrodes is 7-8 months; response time - 1 min in concentrated solutions (> 3 · 10 -4 M) 3 min in diluted solutions (<1 · 10 -4 M).
Однако у электродов высокий предел обнаружения, небольшой срок службы электрода и большое время отклика в разбавленных растворах.However, the electrodes have a high detection limit, a short electrode life, and a long response time in dilute solutions.
Задачей изобретения является создание мембраны ИСЭ для экспрессного определения гомологов солей алкилпиридиния, тетраалкиламмония и алкилсульфатов в сточных водах и синтетических моющих средствах, и создание на основе полученной мембраны ионоселективного электрода, чувствительного к ионным ПАВ, для их количественного определения в водных средах.The objective of the invention is the creation of an ISE membrane for the rapid determination of homologues of salts of alkylpyridinium, tetraalkylammonium and alkyl sulfates in wastewater and synthetic detergents, and the creation of an ion-selective electrode sensitive to ionic surfactants on the basis of the obtained membrane for their quantitative determination in aqueous media.
Техническим результатом является понижение предела обнаружения ионных ПАВ в водных средах, снижение погрешности определения результата, уменьшения времени отклика электрода в разбавленных растворах.The technical result is to lower the detection limit of ionic surfactants in aqueous media, reduce the error in determining the result, reduce the response time of the electrode in dilute solutions.
Указанный технический результат достигается тем, что мембрана ионоселективного электрода, состоящая из поливинилхлорида в качестве матрицы, дибутилфталата в качестве пластификатора и электродно-активного соединения, содержащего медь и додецилсульфат натрия, согласно решению электродно-активное соединение дополнительно содержит пиридин, причем медь Сu2+, пиридин и додецилсульфат взяты в соотношении 1:2:2 соответственно, а компоненты мембраны находятся в следующем соотношении, мас.%:The specified technical result is achieved in that the membrane of the ion-selective electrode, consisting of polyvinyl chloride as a matrix, dibutyl phthalate as a plasticizer and an electrode-active compound containing copper and sodium dodecyl sulfate, according to the solution, the electrode-active compound additionally contains pyridine, with Cu 2+ , pyridine and dodecyl sulfate are taken in a ratio of 1: 2: 2, respectively, and the components of the membrane are in the following ratio, wt.%:
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена конструкция твердоконтактного электрода, где позициями обозначены:Figure 1 presents the design of the solid contact electrode, where the positions indicated:
1 - токоотвод;1 - down conductor;
2 - поливинилхлоридная трубка;2 - polyvinyl chloride tube;
3 - графитовый стержень;3 - graphite rod;
4 - ионоселективная мембрана.4 - ion-selective membrane.
На фиг. 2 изображена кривая насыщения (зависимости оптической плотности от объема пиридина) для определения состава комплекса медь-пиридин.In FIG. Figure 2 shows a saturation curve (the dependence of optical density on the volume of pyridine) to determine the composition of the copper-pyridine complex.
На фиг. 3 приведено определение состава комплекса медь-пиридин методом изомолярных серий.In FIG. Figure 3 shows the determination of the composition of the copper-pyridine complex by the isomolar series method.
На фиг. 4 представлена кривая титрования 10 мл 1·10-2 М раствора додецилсульфата натрия 5·10-2 М раствором комплекса меди (II) с пиридином.In FIG. Figure 4 shows the titration curve of 10 ml of a 1 · 10 -2 M solution of
На фиг. 5 приведен график зависимости ЭДС (мВ) от времени эксперимента (с) при скачкообразном изменении концентрации раствора ДДС.In FIG. Figure 5 shows a graph of the dependence of the emf (mV) on the time of the experiment (s) with an abrupt change in the concentration of the DDS solution.
На фиг. 6 представлен график зависимости ЭДС (мВ) от отрицательного логарифма концентрации (рС) анионных поверхностно-активных веществ: тетрадецилсульфата (ТТДС) (1), додецилсульфата (ДДС) (2) и гексадецилсульфата (ГДС) (3) натрия.In FIG. Figure 6 shows a graph of EMF (mV) versus the negative logarithm of the concentration (pC) of anionic surfactants: tetradecyl sulfate (TTDS) (1), dodecyl sulfate (DDS) (2) and sodium hexadecyl sulfate (GDS) (3).
На фиг. 7 представлен график зависимости ЭДС (мВ) от отрицательного логарифма концентрации (рС) катионных ПАВ: цетилтриметиламмония бромида (ЦТМА) (1), октадецилиридиния (ОДП) (2), бензилдиметилтетрадециламмония (БДМТДА) (3) и цетилпиридиния (ЦП) (4) хлоридов.In FIG. Figure 7 shows a plot of the EMF (mV) versus the negative logarithm of the concentration (pC) of cationic surfactants: cetyltrimethylammonium bromide (CTMA) (1), octadecyliridinium (NDP) (2), benzyl dimethyl tetradecylammonium (BDMTDA) (3) and cetylpyridinium chlorides.
На фиг. 8 представлена кривая титрования анионных ПАВ в промывной воде стиральной машины. Синтетическое моющее средство (СМС) - порошок «Ушастый нянь».In FIG. Figure 8 shows the titration curve of anionic surfactants in the washing water of a washing machine. Synthetic detergent (SMS) - Eared Nannies powder.
На фиг. 9 представлена кривая титрования анионных ПАВ в СМС порошке «Ушастый нянь».In FIG. Figure 9 shows the titration curve of anionic surfactants in the eared nanny SMS powder.
На фиг. 10 представлена кривая титрования анионных ПАВ в шампуне «Nivea».In FIG. 10 shows the titration curve of anionic surfactants in Nivea shampoo.
На фиг. 11 представлена кривая титрования катионных ПАВ в лекарственном препарате «Хлоргексидин».In FIG. 11 shows a titration curve for cationic surfactants in the chlorhexidine drug.
Заявляемая мембрана может быть использована для определения ионных ПАВ в сточных водах, промывных водах стиральных машин, синтетических моющих средствах, косметико-гигиенических препаратах, лекарственных средствах.The inventive membrane can be used to determine ionic surfactants in wastewater, washing water washing machines, synthetic detergents, cosmetics and hygiene products, medicines.
Как правило, для измерения ЭДС используют стандартный и индикаторный ионоселективные электроды (ИСЭ). Конструкция индикаторного ИСЭ содержит корпус, представляющий собой поливинилхлоридную трубку 2 с графитовым стержнем 3 и токоотводом 1.As a rule, standard and indicator ion-selective electrodes (ISE) are used to measure EMF. The design of the indicator ISE contains a housing, which is a
Заявляемая мембрана 4 представляет собой эластичную пленку, содержащую порошок поливинилхлорида, предварительно растворенный в циклогексаноне, растворитель-пластификатор - дибутилфталат и ЭАВ - комплексное соединение меди (II) с пиридином и додецилсульфатом.The
Выполнение мембраны с использованием в качестве электродно-активного вещества сочетания меди с пиридином и додецилсульфатом обеспечивает универсальность электрода, который может быть использован для определения гомологов как катионных, так и анионных ПАВ. Выбор в качестве комплексообразователя катионов меди (II) обусловлен тем, что соли меди не токсичны и комплекс меди и пиридина хорошо известен. В качестве лиганда выбран пиридин, так как в его структуре находится третичный атом азота, прочно связанный в ароматический цикл, благодаря которому осуществляется отклик электрода на соединения, содержащие в структуре четвертичный атом азота, такие как соли алкилпиридиния и тетраалкиламмония.The implementation of the membrane using a combination of copper with pyridine and dodecyl sulfate as the electrode-active substance ensures the universality of the electrode, which can be used to determine homologs of both cationic and anionic surfactants. The choice of copper (II) cations as a complexing agent is due to the fact that copper salts are non-toxic and the complex of copper and pyridine is well known. Pyridine was chosen as the ligand, since its structure contains a tertiary nitrogen atom, which is tightly bound to the aromatic cycle, due to which the electrode responds to compounds containing a quaternary nitrogen atom in the structure, such as alkylpyridinium and tetraalkylammonium salts.
Авторами разработана методика получения комплексного соединения. В химический стакан емкостью 100 мл помещают 25 мл раствора додецилсульфата натрия С=1·10-2 М и 25 мл раствора сульфата меди (II) С=1·10-1 М, добавляют 0,6 мл пиридина. К полученной смеси добавляют еще 25 мл раствора додецилсульфата натрия С=1·10-2 М. Полученный осадок темно-синего цвета отфильтровывают на фильтре Шотта (диаметр пор 40 нм) и промывают этиловым спиртом. Полученный осадок сушат при температуре 50-60°С (с целью избежания разложения электродно-активного вещества) в течение 5-6 часов для удаления влаги.The authors developed a method for producing complex compounds. In a 100 ml beaker, 25 ml of sodium dodecyl sulfate solution C = 1 · 10 -2 M and 25 ml of copper (II) sulfate solution C = 1 · 10 -1 M are placed, 0.6 ml of pyridine is added. An additional 25 ml of sodium dodecyl sulfate solution C = 1 · 10 -2 M was added to the resulting mixture. The resulting dark blue precipitate was filtered off on a Schott filter (pore diameter 40 nm) and washed with ethanol. The resulting precipitate is dried at a temperature of 50-60 ° C (in order to avoid decomposition of the electrode-active substance) for 5-6 hours to remove moisture.
Изучен состав полученного комплекса меди с пиридином и додецилсульфатом. Предварительно было проведено спектрофотометрическое исследование комплексообразования в системе медь (II) - пиридин в данных условиях эксперимента. Мольное соотношение меди (II) и пиридина в комплексе устанавливали методами насыщения и изомолярных серий. На графике (фиг. 2) изображена кривая насыщения (зависимости оптической плотности от объема пиридина) для определения состава комплекса медь-пиридин,The composition of the obtained complex of copper with pyridine and dodecyl sulfate was studied. A preliminary spectrophotometric study of the complexation in the copper (II) - pyridine system was performed under the given experimental conditions. The molar ratio of copper (II) and pyridine in the complex was determined by saturation and isomolar series methods. The graph (Fig. 2) shows a saturation curve (the dependence of optical density on the volume of pyridine) to determine the composition of the copper-pyridine complex,
CCu=CPyr=5·10-2 М, VCu(II)=2 мл.C Cu = C Pyr = 5 · 10 -2 M, V Cu (II) = 2 ml.
Из графика видно, что на каждый моль Cu2+приходится 2 моль пиридина.The graph shows that for each mole of Cu 2+ there are 2 mol of pyridine.
На фиг. 3 приведено определение состава комплекса медь-пиридин методом изомолярных серий: в пробирки наливают 0-9 частей пиридина (0-4,5 мл) СPyr=5·10-2 М и 10-1 часть сульфата меди (II) (5-0,5 мл) СCu=5·10-2 М.In FIG. Figure 3 shows the determination of the composition of the copper-pyridine complex by the isomolar series method: 0-9 parts of pyridine (0-4.5 ml) With Pyr = 5 · 10 -2 M and 10-1 part of copper (II) sulfate are poured into test tubes 0.5 ml) With Cu = 5 · 10 -2 M.
Максимумы изомолярных серий лежат в области мольных отношений 6,6:3,3, что соответствует составу комплекса Cu(II) - пиридин 1:2.The maxima of the isomolar series lie in the range of molar ratios of 6.6: 3.3, which corresponds to the composition of the Cu (II) - pyridine complex 1: 2.
Состав электродно-активного вещества определяли путем обработки кривых потенциометрического титрования 1·10-2 М додецилсульфата натрия раствором комплекса меди с пиридином.The composition of the electrode-active substance was determined by processing the curves of potentiometric titration of 1 · 10 -2 M sodium dodecyl sulfate with a solution of a complex of copper with pyridine.
На фиг. 4 представлена кривая титрования 10 мл 1·10-2 М раствора додецилсульфата натрия 5·10-2 М раствором комплекса меди (II) с пиридином.In FIG. Figure 4 shows the titration curve of 10 ml of a 1 · 10 -2 M solution of
Таким образом, было установлено, что стехиометрические соотношения реагирующих компонентов ионного ассоциата [Cu(Pyr)2]2+ДДС- составляют 1:2.Thus, it was found that the stoichiometric ratios of the reacting components of the ionic associate [Cu (Pyr) 2 ] 2+ DDS - are 1: 2.
Изучались электродные и динамические свойства мембран на основе комплексного соединения [Cu(Pyr)2]ДДС2. Сочетание меди с пиридином во внутренней сфере комплексного соединения препятствует вымыванию пиридина и обеспечивает устойчивость всего соединения, его малую растворимость, высокую ионообменную способность, что подтверждают экспериментальные исследования и сравнение свойств ионообменника с другим электродно-активным веществом (см. Таблицы 1, 2).We studied the electrode and dynamic properties of membranes based on the complex compound [Cu (Pyr) 2 ] DDS 2 . The combination of copper with pyridine in the inner sphere of the complex compound prevents the leaching of pyridine and ensures the stability of the whole compound, its low solubility, high ion exchange ability, which is confirmed by experimental studies and comparison of the properties of the ion exchanger with another electrode-active substance (see Tables 1, 2).
В результате проведенных экспериментов и изучения свойств компонентов ЭАВ сделан вывод о том, что введение в состав мембран комплекса меди с пиридином и додецилсульфатом приводит к снижению предела обнаружения ПАВ.As a result of the experiments and studying the properties of the components of the EAS, it was concluded that the introduction of a complex of membranes of copper with pyridine and dodecyl sulfate in the membranes reduces the detection limit of surfactants.
Таблица 1.Table 1.
Электродные свойства мембран на основе органических ионообменниковElectrode properties of membranes based on organic ion exchangers
(СЭАВ=1%, n=4, p=0,95)(With ESA = 1%, n = 4, p = 0.95)
1·10-6 8 · 10 -3 -
1 · 10 -6
Исследованы динамические характеристики мембраны на основе комплекса Cu(Pyr)2ДДС2 при скачкообразном изменении концентрации. Время установления стационарного потенциала (время отклика) сенсора во всем исследованном диапазоне концентраций не превышало 15 сек, что подтверждает приведенный график (фиг. 5) зависимости ЭДС (мВ) от времени эксперимента (с) при скачкообразном изменении концентрации раствора ДДС.The dynamic characteristics of a membrane based on the Cu (Pyr) 2 DDS 2 complex with an abrupt change in concentration were studied. The time to establish the stationary potential (response time) of the sensor in the entire studied range of concentrations did not exceed 15 seconds, which confirms the graph (Fig. 5) of the dependence of the emf (mV) on the experimental time (s) with an abrupt change in the concentration of the DDS solution.
Полученный сенсор на основе комплекса меди с пиридином и додецилсульфатом характеризуется небольшим временем отклика, следовательно, обладает высокой ионно-обменной способностью.The resulting sensor based on a complex of copper with pyridine and dodecyl sulfate is characterized by a short response time, therefore, it has a high ion-exchange ability.
Время отклика исследуемого сенсора значительно ниже, чем для электрода на основе ионного ассоциата ЦП-ДДС, причем оно несколько меньше в разбавленных растворах ПАВ (см. Таблицу 2).The response time of the sensor under study is much shorter than for the electrode based on the ionic associate of CP-DDS, and it is somewhat shorter in diluted surfactant solutions (see Table 2).
Таблица 2.Table 2.
Динамические свойства мембраны на основе ассоциатов Cu(Pyr)2ДДС2 The dynamic properties of the membrane based on associates of Cu (Pyr) 2 DDS 2
и ЦП-ДДС (сравнительная характеристика) (СЭАК=1%, n=4, p=0,95)and CPU-DDS (comparative characteristic) (With EAA = 1%, n = 4, p = 0.95)
При использовании комплекса меди с пиридином и додецилсульфатом время отклика уменьшается, следовательно, происходит быстрый обмен ионами как с внутренней фазой комплекса (пиридин), так и с внешней фазой (додецилсульфат-анион) по сравнению с ранее изученным ионным ассоциатом додецилсульфата цетилпиридиния.When a copper complex with pyridine and dodecyl sulfate is used, the response time is reduced, therefore, a rapid exchange of ions occurs both with the internal phase of the complex (pyridine) and with the external phase (dodecyl sulfate anion) compared to the previously studied ionic associate of cetylpyridinium dodecyl sulfate.
Ниже приведены примеры выполнения мембраны с различной концентрацией ЭАВ:The following are examples of the implementation of membranes with different concentrations of EAS:
ЭАВ с=0,51%.EAS with = 0.51%.
В бюкс емкостью 10 мл помещали 1,0327 г или 74,61% дибутилфталата, 2-3 мл тетрагидрофурана и при постоянном перемешивании на магнитной мешалке при небольшом нагревании 50-60°С добавляли 0,0071 г или 0,51% комплексного соединения меди (II) с пиридином и додецилсульфатом и 0,3443 г или 24,88% поливинилхлорида. Перемешивание продолжали до полной гомогенизации смеси. Мембранную композицию выливали в чашку Петри диаметром 95 мм и оставляли на воздухе до полного удаления тетрагидрофурана.In a 10 ml bottle, 1.0327 g or 74.61% of dibutyl phthalate, 2-3 ml of tetrahydrofuran were placed, and with constant stirring on a magnetic stirrer with slight heating of 50-60 ° C, 0.0071 g or 0.51% of copper complex compound was added. (II) with pyridine and dodecyl sulfate and 0.3443 g or 24.88% polyvinyl chloride. Stirring was continued until the mixture was completely homogenized. The membrane composition was poured into a Petri dish with a diameter of 95 mm and left in air until tetrahydrofuran was completely removed.
ЭАВ с=1,02%.EAS with = 1.02%.
В бюкс емкостью 10 мл помещали 1,0327 г или 74,25% дибутилфталата, 2-3 мл тетрагидрофурана и при постоянном перемешивании на магнитной мешалке при небольшом нагревании 50-60°С добавляли 0,0142 г или 1,02% комплексного соединения меди (II) с пиридином и додецилсульфатом и 0,3443 г или 24,73% поливинилхлорида. Перемешивание продолжали до полной гомогенизации смеси. Мембранную композицию выливали в чашку Петри диаметром 95 мм и оставляли на воздухе до полного удаления тетрагидрофурана.In a 10 ml bottle, 1.0327 g or 74.25% of dibutyl phthalate, 2-3 ml of tetrahydrofuran were placed, and with constant stirring on a magnetic stirrer with slight heating at 50-60 ° C, 0.0142 g or 1.02% of copper complex compound was added. (II) with pyridine and dodecyl sulfate and 0.3443 g or 24.73% of polyvinyl chloride. Stirring was continued until the mixture was completely homogenized. The membrane composition was poured into a Petri dish with a diameter of 95 mm and left in air until tetrahydrofuran was completely removed.
Полученную мембранную композицию использовали для изготовления твердоконтактных электродов: вырезали диск диаметром 7 мм и приклеивали к зачищенному и отполированному поливинилхлоридному корпусу клеем, содержащим 0,5 г поливинилхлорида, 0,25 г дибутилфталата и 5 мл циклогексанона. Изготовленные таким образом электроды кондиционировали в течение суток в 1·10-3 М растворе соответствующего ионного ПАВ.The obtained membrane composition was used for the manufacture of solid contact electrodes: a 7 mm diameter disk was cut out and glued to a cleaned and polished polyvinyl chloride case with glue containing 0.5 g of polyvinyl chloride, 0.25 g of dibutyl phthalate and 5 ml of cyclohexanone. The electrodes made in this way were conditioned for 1 day in a 1 · 10 -3 M solution of the corresponding ionic surfactant.
При ионометрическом измерении концентрации ионных ПАВ используют индикаторный электрод, который размещают в растворе поверхностно-активного вещества, а затем калибруют путем измерения электродных потенциалов (ЭДС) электрохимической цепи, составленной из индикаторного ИСЭ и стандартного хлоридсеребряного электрода по растворам ионных ПАВ с известной концентрацией.For ionometric measurement of the concentration of ionic surfactants, an indicator electrode is used, which is placed in a solution of a surfactant, and then calibrated by measuring electrode potentials (EMF) of an electrochemical circuit composed of an indicator ISE and a standard silver chloride electrode using ionic surfactant solutions with a known concentration.
Измеряли зависимость величины ЭДС от концентрации растворов гомологов алкилпиридиния, тетраалкиламмония, алкилсульфатов.The EMF value was measured as a function of the concentration of solutions of homologues of alkylpyridinium, tetraalkylammonium, and alkyl sulfates.
На фиг. 6 представлен график зависимости ЭДС (мВ) от отрицательного логарифма концентрации (рС) анионных поверхностно-активных веществ: тетрадецилсульфата (ТТДС) (1), додецилсульфата (ДДС) (2) и гексадецилсульфата (ГДС) (3) натрия. ЭАВ: Cu(Pyr)2ДДС2.In FIG. Figure 6 shows a graph of EMF (mV) versus the negative logarithm of the concentration (pC) of anionic surfactants: tetradecyl sulfate (TTDS) (1), dodecyl sulfate (DDS) (2) and sodium hexadecyl sulfate (GDS) (3). ESA: Cu (Pyr) 2 DDS 2 .
График зависимости ЭДС (мВ) от отрицательного логарифма концентрации (рС) катионных ПАВ: цетилтриметиламмония бромида (ЦТМА) (1), октадецилиридиния (ОДП) (2), бензилдиметилтетрадециламмония (БДМТДА) (3) и цетилпиридиния (ЦП) (4) хлоридов представлен на фиг. 7. ЭАВ: Cu(Pyr)2ДДС2.Dependence of EMF (mV) on the negative logarithm of the concentration (pC) of cationic surfactants: cetyltrimethylammonium bromide (CTMA) (1), octadecyliridinium (NDP) (2), benzyl dimethyl tetradecylammonium (BDMTDA) (3), and cetylpyrididium 4 (c) in FIG. 7. ESA: Cu (Pyr) 2 DDS 2 .
Анионные функции выполняются в интервале концентраций 1·10-3 - 2·10-7 (1·10-7) М с угловыми коэффициентами 55±5 мВ/рС, катионные в интервале 5·10-4 (1·10-4) - 5·10-7 (4·10-7) М с угловыми коэффициентами 60±7 мВ/рС. Эти характеристики свидетельствуют, что электрод проявляет чувствительность к ионным ПАВ согласно уравнению Нернста, лежащему в основе потенциометрического метода анализа.Anionic functions are performed in the concentration range of 1 · 10-3 - 2 · 10-7(1 · 10-7) M with angular coefficients 55 ± 5 mV / rC, cationic in the range of 5 · 10-four(1 · 10-four) - 5 · 10-7(410-7) M with angular coefficients of 60 ± 7 mV / pC. These characteristics indicate that the electrode is sensitive to ionic surfactants according to the Nernst equation that underlies the potentiometric analysis method.
Чувствительность (селективность) электрода к неионным ПАВ, гомологам ионных ПАВ и неорганическим ионам, входящим в состав сточных вод и синтетических моющих средств, поясняется Таблицей 3, в которой представлены коэффициенты потенциометрической селективности к различным веществам для мембраны на основе Cu(Pyr)2ДДС2.The sensitivity (selectivity) of the electrode to nonionic surfactants, homologues of ionic surfactants and inorganic ions that are part of wastewater and synthetic detergents is illustrated in Table 3, which presents potentiometric selectivity coefficients for various substances for a membrane based on Cu (Pyr) 2 DDS 2 .
Таблица 3. Table 3.
Данные таблицы 3 свидетельствуют о возможности применения электрода на основе выбранного ЭАВ для определения ионных ПАВ в сточных водах, промывных водах стиральных машин, синтетических моющих средствах, косметических препаратов и лекарственных средств. Ниже приведены примеры применения электрода с заявляемой мембраной для определения ионных ПАВ в различных объектах.The data in table 3 indicate the possibility of using an electrode based on the selected EAS for determining ionic surfactants in wastewater, washing water of washing machines, synthetic detergents, cosmetics and medicines. The following are examples of the use of an electrode with the inventive membrane for determining ionic surfactants in various objects.
Рассмотрим пример применения электрода с заявляемой мембраной для определения ионных ПАВ в сточных водах и промывных водах стиральных машин.Consider an example of the use of an electrode with the claimed membrane for determining ionic surfactants in wastewater and washing water of washing machines.
В стакан для титрования пипеткой отбирают 30-50 мл сточной воды или 20-50 мл промывной воды от стиральных машин и помещают твердоконтактный селективный электрод. Хлоридсеребряный электрод сравнения помещают непосредственно в электрохимическую ячейку или соединяют с исследуемым раствором посредством солевого мостика, представляющего собой трубку, заполненную насыщенным раствором хлорида калия.In a titration beaker, 30-50 ml of wastewater or 20-50 ml of washing water from washing machines are pipetted and a solid contact selective electrode is placed. The silver chloride reference electrode is placed directly in the electrochemical cell or connected to the test solution by means of a salt bridge, which is a tube filled with a saturated solution of potassium chloride.
Пробу титруют 1·10-3 М раствором цетилпиридиния хлорида (для определения АПАВ) или додецилсульфатом натрия (для определения КПАВ), прибавляя по 0,1-0,2 мл титранта. Строят кривую титрования в координатах E, мВ - V, мл и определяют точку эквивалентности (для анионных ПАВ) (фиг. 8).The sample is titrated with a 1 · 10 -3 M solution of cetylpyridinium chloride (for the determination of ACAS) or sodium dodecyl sulfate (for the determination of surfactants), adding 0.1-0.2 ml of titrant. A titration curve is constructed in coordinates E, mV - V, ml and an equivalence point is determined (for anionic surfactants) (Fig. 8).
Суммарное содержание анионных ПАВ пересчитывают на додецилсульфат натрия, катионных ПАВ - на цетилпиридиния хлорид.The total content of anionic surfactants is converted to sodium dodecyl sulfate, cationic surfactants to cetylpyridinium chloride.
Содержание ПАВ рассчитывают по формуле:The surfactant content is calculated by the formula:
где Cтит - концентрация раствора титранта, моль/л;where C tit - the concentration of the titrant solution, mol / l;
Vт.э - объем титранта в точке эквивалентности, мл;V TE - titrant volume at the equivalence point, ml;
Vал - объем аликвотной части раствора образца, мл;V al - the volume of an aliquot of the sample solution, ml;
М - молярная масса додецилсульфата натрия (для определения анионных ПАВ) или цетилпиридиния хлорида (для определения катионных ПАВ), г/моль.M is the molar mass of sodium dodecyl sulfate (for determining anionic surfactants) or cetylpyridinium chloride (for determining cationic surfactants), g / mol.
Относительное стандартное отклонение по данным методикам не превышает 0,03.The relative standard deviation according to these methods does not exceed 0.03.
В табл.4 представлены результаты определения анионных ПАВ в образце промывной воды стиральной машины.Table 4 presents the results of the determination of anionic surfactants in a washing water sample of a washing machine.
Таким образом, применение в качестве ЭАВ комплексного соединения Cu(Pyr)2ДДС2 позволяет проводить определение анионных и катионных ПАВ в сточных водах ниже уровня ПДК (ПДК для ДДС в водах водных объектов рыбохозяйственного значения составляет 0,5 мг/дм3 [Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010 г. №20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения»]).Thus, the use of the complex compound Cu (Pyr) 2 DDS 2 as an EIA allows the determination of anionic and cationic surfactants in wastewater below the MPC level (MPC for DDS in the waters of fishery facilities is 0.5 mg / dm 3 [Federal Order Fisheries Agency dated January 18, 2010 No. 20 “On approval of water quality standards for water bodies of fishery value, including the standards of maximum permissible concentrations of harmful substances in the waters of water bodies of fishery value”]).
Пример применения электрода с заявляемой мембраной для определения анионных ПАВ в синтетических моющих средствах.An example of the use of an electrode with the inventive membrane for determining anionic surfactants in synthetic detergents.
0,2-0,5 г СМС (например, стиральный порошок «Ушастый нянь») растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе на 100 мл при нагревании на водяной бане. Отбирают аликвоту объемом 2-5 мл и титруют раствором цетилпиридиния хлорида для определения анионных ПАВ (Cтит=1·10-2 М). Строят кривую титрования в координатах E, мВ - V, мл и определяют точку эквивалентности (фиг. 9).0.2-0.5 g SMS (for example, the eared nanny washing powder) is dissolved in distilled water in a 100 ml volumetric flask when heated in a water bath. An aliquot of 2-5 ml was selected and titrated with a solution of cetylpyridinium chloride to determine anionic surfactants (C tit = 1 · 10 -2 M). A titration curve is constructed in the coordinates E, mV - V, ml and an equivalence point is determined (Fig. 9).
Суммарное содержание анионных ПАВ пересчитывается на додецилсульфат натрия.The total content of anionic surfactants is converted to sodium dodecyl sulfate.
Массовую долю анионных ПАВ в СМС рассчитывают по формуле:The mass fraction of anionic surfactants in SMS is calculated by the formula:
где CТИТ - концентрация раствора титранта, моль/л;where C TIT - concentration of titrant solution, mol / l;
Vт.э - объем титранта в точке эквивалентности, мл;V TE - titrant volume at the equivalence point, ml;
Vк - объем колбы, мл;V to - the volume of the flask, ml;
М - молярная масса поверхностно-активного вещества, г/моль.M is the molar mass of the surfactant, g / mol.
Vал - объем аликвотной части раствора образца, мл;V al - the volume of an aliquot of the sample solution, ml;
mнавески - масса навески СМС, г.m hitch - mass of hitch SMS, g
В табл.4 представлены результаты определения анионных ПАВ в образце стирального порошка «Ушастый нянь».Table 4 presents the results of the determination of anionic surfactants in the eared nanny washing powder sample.
Относительное стандартное отклонение по данным методикам не превышает 0,01.The relative standard deviation according to these methods does not exceed 0.01.
Пример применения электрода с заявляемой мембраной для определения ионных ПАВ в косметических препаратах.An example of the use of an electrode with the claimed membrane for the determination of ionic surfactants in cosmetic preparations.
2-3 г косметического препарата (например, шампунь «Nivea») растворяют в теплой дистиллированной воде в мерной колбе на 100 мл. Отбирают аликвоту объемом 2-5 мл и титруют раствором цетилпиридиния хлорида для определения анионных ПАВ (Cтит=1·10-2 М) или додецилсульфатом натрия для определения КПАВ (Cтит=1·10-3 М), прибавляя по 0,1 - 0,2 мл титранта. Строят кривую титрования в координатах E, мВ - V, мл и определяют точку эквивалентности (для анионных ПАВ в шампуне) (фиг. 10).2-3 g of a cosmetic preparation (for example, Nivea shampoo) is dissolved in warm distilled water in a 100 ml volumetric flask. An aliquot of 2-5 ml was selected and titrated with a solution of cetylpyridinium chloride to determine anionic surfactants (C tit = 1 · 10 -2 M) or sodium dodecyl sulfate to determine the surfactants (C tit = 1 · 10 -3 M), adding 0.1 - 0.2 ml of titrant. A titration curve is constructed in coordinates E, mV - V, ml and an equivalence point is determined (for anionic surfactants in shampoo) (Fig. 10).
Суммарное содержание анионных ПАВ пересчитывается на додецилсульфат натрия, катионных - на цетилприметиламмоний бромид.The total content of anionic surfactants is converted to sodium dodecyl sulfate, cationic - to cetylprimethylammonium bromide.
Массовую долю ионных ПАВ в СМС рассчитывают по формуле:The mass fraction of ionic surfactants in SMS is calculated by the formula:
где CТИТ - концентрация раствора титранта, моль/л;where C TIT - concentration of titrant solution, mol / l;
Vт.э - объем титранта в точке эквивалентности, мл;V TE - titrant volume at the equivalence point, ml;
Vк - объем колбы, мл;V to - the volume of the flask, ml;
М - молярная масса поверхностно-активного вещества, г/моль.M is the molar mass of the surfactant, g / mol.
Vал - объем аликвотной части раствора образца, мл;V al - the volume of an aliquot of the sample solution, ml;
mнавески - масса навески СМС, г.m hitch - mass of hitch SMS, g
В табл.4 представлены результаты определения анионных ПАВ в образце шампуня «Nivea» и катионных ПАВ в средстве по уходу за окрашенными волосами «LOREAL».Table 4 shows the results of the determination of anionic surfactants in a sample of Nivea shampoo and cationic surfactants in a colored hair care product LOREAL.
Относительное стандартное отклонение по данным методикам не превышает 0,04.The relative standard deviation according to these methods does not exceed 0.04.
Разработанная методика может использоваться для определения ионных поверхностно-активных веществ в других косметических препаратах (бальзамах и витаминных средствах по уходу за окрашенными волосами).The developed technique can be used to determine ionic surfactants in other cosmetic preparations (balms and vitamin products for the care of colored hair).
Пример применения электрода с заявляемой мембраной для определения катионных ПАВ в лекарственном препарате «Хлоргексидин».An example of the use of an electrode with the claimed membrane for the determination of cationic surfactants in the drug "Chlorhexidine".
В стакан для титрования пипеткой отбирают 10 мл лекарственного препарата антисептика «Хлоргексидина» и помещают твердоконтактный селективный электрод. Хлоридсеребряный электрод сравнения соединяют с исследуемым раствором посредством солевого мостика, представляющего собой трубку, заполненную насыщенным раствором хлорида калия.In a titration beaker, 10 ml of the Chlorhexidine antiseptic drug are pipetted and a solid contact selective electrode is placed. A silver chloride reference electrode is connected to the test solution by means of a salt bridge, which is a tube filled with a saturated solution of potassium chloride.
Пробу титруют 5·10-3 М раствором додецилсульфата, прибавляя по 0,1-0,2 мл титранта. Строят кривую титрования в координатах E, мВ - V, мл и определяют точку эквивалентности (фиг. 11).The sample is titrated with a 5 · 10 -3 M dodecyl sulfate solution, adding 0.1-0.2 ml of titrant. A titration curve is constructed in the coordinates E, mV - V, ml and an equivalence point is determined (Fig. 11).
Суммарное содержание катионных ПАВ пересчитывается на хлоргексидин.The total content of cationic surfactants is converted to chlorhexidine.
Содержание катионного ПАВ рассчитывают по формуле:The content of cationic surfactants is calculated by the formula:
где Cтит - концентрация раствора титранта, моль/л;where C tit - the concentration of the titrant solution, mol / l;
Vт.э - объем титранта в точке эквивалентности, мл;V TE - titrant volume at the equivalence point, ml;
Vал - объем аликвотной части раствора образца, мл;V al - the volume of an aliquot of the sample solution, ml;
М - молярная масса хлоргексидина, г/моль.M is the molar mass of chlorhexidine, g / mol.
В табл.4 и 5 представлены результаты определения катионных ПАВ (хлоргексидина) в лекарственном препарате «Хлоргексидин».Tables 4 and 5 show the results of determining cationic surfactants (chlorhexidine) in the drug “Chlorhexidine”.
Относительное стандартное отклонение по данным методикам не превышает 0,05.The relative standard deviation according to these methods does not exceed 0.05.
Разработанная методика может использоваться для определения катионных поверхностно-активных веществ в других ПАВ-содержащих лекарственных препаратах.The developed technique can be used to determine cationic surfactants in other surfactant-containing drugs.
Правильность контролировали методом «введено-найдено».Correctness was monitored by the input-found method.
Таблица 4Table 4
Результаты определения содержания ионных ПАВ в различных объектахThe results of determining the content of ionic surfactants in various objects
(n=3, Р=0,95)(n = 3, P = 0.95)
«Nivea»Shampoo
"Nivea"
Таблица 5Table 5
Результаты определения катионных ПАВ в лекарственных препаратахThe results of the determination of cationic surfactants in drugs
(n=3, Р=0,95)(n = 3, P = 0.95)
КПАВDefined
KPAV
(декларированное)Surfactant content
(declared)
(0,5 мг/мл)0.05%
(0.5 mg / ml)
Подводя итог вышесказанному, полученные значения коэффициентов потенциометрической селективности позволили сделать прогноз о возможности применения разработанного потенциометрического сенсора на основе комплексного соединения меди (II) с пиридином и додецилсульфатом для определения ионных ПАВ в сточных водах и синтетических моющих средствах при высоких концентрациях неионных ПАВ и неорганических ионов: Cu2+, Ba2+, Na+, NH4 +, SO4 2-, Cl-, NO3 -, CO3 2-, CH3COO-.Summarizing the above, the obtained values of the potentiometric selectivity coefficients made it possible to predict the possibility of using the developed potentiometric sensor based on the complex compound of copper (II) with pyridine and dodecyl sulfate for determining ionic surfactants in wastewater and synthetic detergents at high concentrations of nonionic surfactants and inorganic ions: Cu 2+, Ba 2+, Na + , NH 4 +, SO 4 2-, Cl -, NO 3 -, CO 3 2-, CH 3 COO -.
Полученная мембрана ИСЭ на основе соединения Cu(Pyr)2ДДС2 обладает высокой чувствительностью к ионным ПАВ благодаря его устойчивости и низкой растворимости (произведение растворимости составляет (2,9±0,4)·10-13. Чем ниже растворимость ЭАВ, тем выше чувствительность электрода.The obtained ISE membrane based on the compound Cu (Pyr) 2 DDS 2 is highly sensitive to ionic surfactants due to its stability and low solubility (the solubility product is (2.9 ± 0.4) · 10 -13 . The lower the solubility of the ESA, the higher electrode sensitivity.
Мембранная композиция обеспечивает широкий диапазон определяемых содержаний ПАВ: 1·10-3 (1·10-4) - 2·10-7 (4·10-7) М. При этом высокие свойства используемого в мембране ЭАВ обеспечивают низкий предел обнаружения ПАВ: 2·10-7 (4·10-7) М. Это позволяет использовать электрод для анализа ионных ПАВ в сточных водах ниже уровня ПДК в водах водных объектов рыбохозяйственного значения.The membrane composition provides a wide range of detectable surfactant contents: 1 · 10 -3 (1 · 10 -4 ) - 2 · 10 -7 (4 · 10 -7 ) M. Moreover, the high properties of the surfactant used in the membrane provide a low detection limit for surfactants: 2 · 10 -7 (4 · 10 -7 ) M. This allows the use of an electrode for the analysis of ionic surfactants in wastewater below the MPC level in the waters of fishery water bodies.
Угловой коэффициент электродных функций ИСЭ в растворах ионных ПАВ составляет 54-59 мВ/рС.The angular coefficient of the electrode functions of the ISE in solutions of ionic surfactants is 54-59 mV / rS.
Время отклика полученного электрода составляет 5-7 с, причем в разбавленных растворах (10-6-10-4 М) потенциал устанавливается быстрее, чем в более концентрированных.The response time of the obtained electrode is 5-7 s, and in diluted solutions (10 -6 -10 -4 M) the potential is established faster than in more concentrated ones.
Таким образом, полученная мембранная композиция для ИСЭ расширяет функциональные возможности экспрессного определения ионных ПАВ в различных водных объектах и синтетических моющих средствах.Thus, the obtained membrane composition for ISE expands the functionality of the express determination of ionic surfactants in various water bodies and synthetic detergents.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128053/04A RU2531130C1 (en) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Membrane of ionselective electrode for determination of ion surface-active substances in sewages and synthetic detergents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013128053/04A RU2531130C1 (en) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Membrane of ionselective electrode for determination of ion surface-active substances in sewages and synthetic detergents |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2531130C1 true RU2531130C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53381908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013128053/04A RU2531130C1 (en) | 2013-06-20 | 2013-06-20 | Membrane of ionselective electrode for determination of ion surface-active substances in sewages and synthetic detergents |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2531130C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2621888C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Membrane of an ion-selective electrode for the determination of an octahydrotriborate anion |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1712858A1 (en) * | 1989-06-30 | 1992-02-15 | Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Composition of ion-selective electrode membrane |
| RU2056632C1 (en) * | 1993-04-13 | 1996-03-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Composition of film ion-selective membrane for determination of summary activity of ions of calcium magnesium |
| WO2001006245A1 (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-25 | Iit Limited | Polymeric compositions and sensor devices |
| WO2001088524A1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Therasense, Inc. | Electrodes with multilayer membranes and methods of using and making the electrodes |
-
2013
- 2013-06-20 RU RU2013128053/04A patent/RU2531130C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1712858A1 (en) * | 1989-06-30 | 1992-02-15 | Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Composition of ion-selective electrode membrane |
| RU2056632C1 (en) * | 1993-04-13 | 1996-03-20 | Санкт-Петербургский государственный университет | Composition of film ion-selective membrane for determination of summary activity of ions of calcium magnesium |
| WO2001006245A1 (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-25 | Iit Limited | Polymeric compositions and sensor devices |
| WO2001088524A1 (en) * | 2000-05-12 | 2001-11-22 | Therasense, Inc. | Electrodes with multilayer membranes and methods of using and making the electrodes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2621888C1 (en) * | 2016-03-29 | 2017-06-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Membrane of an ion-selective electrode for the determination of an octahydrotriborate anion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sanchez et al. | Determination of anionic surfactants employing potentiometric sensors—a review | |
| Malon et al. | Improving the detection limit of anion-selective electrodes: An iodide-selective membrane with a nanomolar detection limit | |
| Wróblewski et al. | Uranyl salophenes as ionophores for phosphate-selective electrodes | |
| Jalali et al. | Preparation of a novel iodide-selective electrode based on iodide-miconazole ion-pair and its application to pharmaceutical analysis | |
| Galović et al. | A new graphene-based surfactant sensor for the determination of anionic surfactants in real samples | |
| Akhond et al. | A new cerium (III)-selective membrane electrode based on 2-aminobenzothiazole | |
| Mendecki et al. | Simple, robust, and plasticizer-free iodide-selective sensor based on copolymerized triazole-based ionic liquid | |
| Zahran et al. | Ion-selective electrodes based on a pyridyl-containing triazolophane: altering halide selectivity by combining dipole-promoted cooperativity with hydrogen bonding | |
| Devi et al. | Determination of sodium dodecyl sulfate in toothpastes by a PVC matrix membrane sensor | |
| Gyurcsányi et al. | Spectroscopic method for the determination of the ionic site concentration in solvent polymeric membranes and membrane plasticizers | |
| Makarova et al. | New potentiometric sensors based on ionic associates of sodium dodecylsulfate and cationic complexes of copper (II) with some organic reagents | |
| RU2531130C1 (en) | Membrane of ionselective electrode for determination of ion surface-active substances in sewages and synthetic detergents | |
| Sak-Bosnar et al. | New potentiometric sensor for determination of low levels of anionic surfactants in industrial effluents | |
| Szczepaniak | Mercurated polystyrene as a sensor for anionic surfactants in ion-selective polymeric membrane electrodes | |
| Sadeghi et al. | Triiodide PVC membrane electrodes based on charge-transfer complexes | |
| Samardžić et al. | Simultaneous potentiometric determination of cationic and ethoxylated nonionic surfactants in liquid cleaners and disinfectants | |
| Khedr et al. | Potentiometric determination of alkyl dimethyl hydroxyethyl ammonium surfactant by a new chemically modified carbon past electrode | |
| Vytřas | Determination of some pharmaceuticals using simple potentiometric sensors of coated-wire type | |
| Zhai et al. | Anion-exchange nanospheres as titration reagents for anionic analytes | |
| Sak-Bosnar et al. | Nonionic surfactant-selective electrode and its application for determination in real solutions | |
| Hassan et al. | Potentiometric flow injection analysis of anionic surfactants in industrial products and wastes | |
| Kobayashi et al. | Liquid-membrane dodecylbenzenesulphonate ion-selective electrode employing Victoria Blue as the counter-ion | |
| Singh et al. | A bromide selective polymeric membrane electrode based on Zn (II) macrocyclic complex | |
| RU2546045C1 (en) | Ion-selective membrane for determining ionic surfactants | |
| Gemene et al. | Selectivity Enhancement for Chloride Ion by In (III)‐Porphyrin‐Based Polymeric Membrane Electrode Operated in Pulsed Chronopotentiometric Mode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170621 |