Determinarea detergentilor din apa

Determinarea detergentilor din apa

Detergentii sunt substante tensiuoactive care provin in apa numai din poluare si a caror structura moleculara este formata din doua grupari, o grupare hidrofoba si alta hidrofila. Dupa felul cum disociaza in apa, detergentii pot fi:

a) detergenti anionici: a caror grupare hidrofila are un caracter acid si se disociaza in ionul pozitiv (cationul) si ionul negativ (anionul) care este radicalul tensioactiv al moleculei:

b) detergenti cationici care au gruparea hidrofila cu caracter bazic si disociaza in ionul pozitiv care este radicalul tensioactiv si in ionul negativ:

c) detergentii amfolici a caror grupare hidrofila este atat de acida si bazica si in solutia apoasa reactioneaza fie ca agent de suprafata anionica, fie cationica in functie de pH:

d) detergentii neionici a caror grupare hidrofila nu disociaza in apa. Detergentii au efect estetic asupra apei datorita spumei, interfera in procesul de tratare a apei si pot fi periculosi pentru viata acvatica.

A. Determinarea detergentilor anionici

Principiul metodei: detergentii anionici formeaza o coloratie albastra cu soluria de albastru de metilen, solubila in cloroform, a carei intensitate este proportionala cu concentratia detergentilor.

Reactivi:

- fosfat disodic anhidru: se cantareste 10g fosfat de sodiu (Na₂PO₄H) uscat in prealabil la 100C si se dizolva in cca. 10ml apa bidistilata, intr-un balon cotat de 1000ml. Se alcalinizeaza solutia cu NaOH 1 N pana la pH=10, apoi se completeaza cu apa bidistilata la semn.

- solutia neutra de albastru de metilen: se cantareste 0,35g albastru de metilen, se dizolva in apa intr-un balon cotat de 1000ml si se completeaza la semn cu apa bidistilata.

- solutia acida de albastru de metilen: se cantareste 0,35g albastru de metilen, se dizolva in cca. 500ml apa bidistilata, fiarta proaspat si racita intr-un balon cotat de 1000ml, se adauga 6,5ml H₂SO₄ (d=1,84) si se completeaza la semn cu apa bidistilata.

- cloroform purificat prin distilare.

- solutia etalon stoc de laurisulfat de sodiu: 0,25g laurisulfat de sodiu se dizolva in cca. 100ml apa bidistilata, fiarta proaspat si racita intr-un balon cotat de 250ml, apoi se completeaza la semn cu apa bidistilata.

1ml din aceasta solutie contine 1mg laurisulfat de sodiu.

- solutia etalon de lucru se prepara din solutia stoc diluata de 100 ori.

1ml contine 0,01mg laurisulfat de sodiu.

Mod de lucru: se iau 100ml apa de analizat sau o alicota care se dilueaza pana la 100ml cu apa bidistilata,se introduc intr-o palnie de separare de 250ml. Se adauga 10ml solutie tampon fosfat (daca apa contine sulfuri, polisulfuri sau tiosulfati, odata cu solutia tampon se adauga 1,5ml perhidrol, se lasa in repaus 10 secunde pentru a se realiza oxidarea, apoi se continua determinarea), 5ml solutie neutra de albastru de metilen si 15ml cloroform. Se agita bine timp de 1 minut si se lasa sa se separe straturile. Straturile cloroformic se trece tot in alta palnie de separare in care s-au introdus in prealabil 100ml apa bidistilata si 5ml albastru de metilen, solutie acida. Se mai introduc in prima palnie inca 15ml cloroform, se agita 1 minut apoi stratul cloroformic se trece tot in cea de-a doua palnie. Palnia a doua care contine fractiuni cloroformice se agita 2 minute apoi se lasa in repaus pentru separarea straturilor. Stratul cloroformic se trece intr-un balon cotat de 50ml filtrat printr-un tampon de vata imbibata cu cloroform introdus in tija palniei de separare. Se mai adauga inca 5ml cloroform in palnia a doua si se repeta extractia, apoi stratul cloroformic este separat in acelasi balon cotat. Se completeaza volumul la semn cu cloroform. Extinctia se citeste la spectrofotometru la lungimea de unda de 60nm in cuva de 1cm. Valoarea obtinuta se raporteaza la curba de etalonare si se obtine cantitatea de detergent in mg/dm³.

Scara de etalonare se prepara dupa indicatiile data in schema de mai jos:

Fiecare concentratie din scara se prelucreaza la fel ca proba. Se traseaza curba cu valorile extinctiilor obtinute.

B. Determinarea detergentilor cationici

Principiul metodei: amoniul cuaternar de la detergentii cationici, in mediul alcalin, formeaza cu unii coloranti anionici combinatii extractibile cu solventi organici.

Reactivi:

- solutie apoasa de heliantina (dimetilaminoazobenzen) 0,15%;

- hidroxid de sodiu solutie saturata (d=1,33) diluat la jumatate ;

- cloroform ;

-acid clorhidric ;

- solutie etalon o,1 g/l preparata dintr-un detergent catinonic;

1ml din aceasta solutie contine 0,1mg detergent.

Mod de lucru: se iau 50ml apa de analizat intr-o palnie de separare si se adauga 0,5ml solutie de heliantina, 1ml solutie de hidroxid de sodiu si 20ml cloroform. Se agita timp de 3 minute apoi se lasa in repaus sa se separe straturile. Se trece stratul cloroformic in alta palnie de separare, se adauga 5ml HCl₂N si se agita. Detergentul este extras in stratul superior de HCl care se coloreaza in rosu. Stratul cloroformic se arunca iar stratul acid se trece intr-o cuva de 1cm drum optic si se citeste extinctia la spectrofotometru la lungimea de unda de 508nm. Valoarea extinctiei se raporteaza la curba de etalonare.

Pentru curba de etalonare se procedeaza dupa schema:

Pentru fiecare concentratie din scara se procedeaza in aceleasi conditii ca si pentru proba de apa. Se traseaza curba de etalonare.

C. Dterminarea detergentilor neionici

a) Metoda colorimetrica

Principiul metodei: derivatii oxietilici formeaza cu cobaltotio-cianatul de amoniu un complex colorat ce se extrage cu benzen.

Reactivi: solutia de cobaltotionianat de amoniu: 620g tiocianat de amoniu si 280g nitrat de cobalt (NO₃)₇Co6H₂O se dizolva in apa intr-un balon cotat de 100ml apoi se aduce la semn cu apa bidistilata.

- benzen;

- clorura de sodiu cristalizata;

- solutie etalon de detergent neionic 0,5g/l se prepara din alchilfenol-polietoxilat sau din alchil-alcool-polietoxilat.

Mod de lucru : 10ml apa de analizat sau o alicota care se dilueaza pana la 100ml cu apa bidistilata se introduc intr-o palnie de separare si se adauga 15ml solutie de cobaltotlocianat de amoniu si 40g clorura de sodiu. Se agita bine apoi se lasa in repaus 15minute si se adauga 25ml benzen. Se agita un minut si se lasa sa se separe straturile. Faza apoasa se indeparteaza iar stratl benzenic este trecut intr-un tub de centrifuga si se centrifugheaza 10 minute pentru a se separa faza benzenica. Se trece supernatantul in cuva de 1cm si se citeste extinctia la spectrofotometru la lungimea de unde de 320nm. Valoarea extinctiei se interpoleaza pe curba de etalonare si se obtine concentratia in mg/dm³ detergenti neionici. Curba de etalonare se prepara dupa schema:

Pentru fiecare concentratie din scara se procedeaza la fel ca si pentru proba de apa. Cu valoarea extinctiilor se traseaza curba de etalonare.

b) Metoda cromatografiei in strat subtire

Principiul metodei: detergentii neionici dupa ce sunt extrasi din apa sunt separati prin cromatografia in strat subtire si colorati cu iod-bismulatul.

Reactivi:

- reactiv de migrare: acetat de etil, acid acetic glacial si apa (40p; 30p; 30p in volume);

- reactiv Drangendorf, modificat: solutia A: 1,7g subnitrat de bismut se dizolva la cald in 20ml acid glacial, apoi se adauga 80ml apa bidistilata. Solutia B: se dizolva40g IK in 100ml apa bidistilata. Solutiile A si B se unesc intr-un balon cotat de 1000ml in care se adauga 200ml acid acetic glacial si se completeaza la semn cu apa bidistilata. Pentru stropirea placilor se iau 100ml din aceasta solutie in care se adauga 50ml solutie de clorura de bariu 20%. Reactivul are o coloratie oranj cand este proaspat preparat si devine bruna cand se invecheste. Se poate folosi trei saptamani.

- sulfat de magneziu sau de amoniu, cristalizat;

- cloroform;

- acid clorhidric 0,1N;

- sulfat de sodiu anhidru;

- amestec pentru strat: 10g silicagel + 15gCaSO₄ + 45ml apa bidistilata;

- solutia etalon :0,05g% alchil-fenol-politoxilat sau alchil-alcool-polietoxilat cu 9-11 molecule de oxid de etilena se dizolva in cloroform.

1ml din solutia etalon contine 0,5mg detergent.

Mod de lucru: 250ml apa de analizat se introduc intr-o palnie de separare, in care se adauga 20g sulfat de amoniu cristalizat si 50ml cloroform. Se agita 2minute apoi se lasa in repaus pentru separarea straturilor. Stratul cloroformic se separa intr-o alta palnie. Se repeta extractia de mai sus de inca 3 ori. Fractiunile cloroformice sunt unite in aceeasi palnie. Se spala mai intai cu 100ml HCl 0,1N apoi cu 100ml NaOH 0,1N si se trece printr-o coloana care contine 50g sulfat de sodiu anhidru. Filtratul se prinde intr-o capsula de platina si se evapora la sec pe baia de apa. Reziduul se reia cu 1ml cloroform pentru cromatografiere. Pe placa de sticla se intinde stratul cu un aparat special. Se lasa sa se usuce la temperatura camerei apoi se activeaza la 120 timp de 2 ore. Pe placa astfel pregatita se spoteaza probele cu o micropipeta la distanta de 2cm una de alta. Paralel cu probele se spoteaza si etalonul in concentratii progresive (intre 5-50pg). Se pun sa migreze aproximativ din placa, folosind reactivul de migrare. Se usuca apoi la temperatura camerei si se stropeste cu reactivul Dragendorf. Spotul dezvoltat are doua parti, la punctul de start este poliglicolul, colorat in rosu iar la nivelul frontului de migrare este agentul neionic colorat in oranj.

Se face compararea vizuala cu etaloanele:

Calcul: mg detergent neionic

C= concentratia in proba a detergentului neionic in pg

V= cantitatea de apa luata in lucru, in ml