Введение к работе
Акт^льность. Концентрирование органических соединении - интенсивно развивающееся направление современной аналитической химии. В первую очередь это относится к разработке новых и совершенствованию известных методов определения загрязнителей окружающей среди, характеризуються токсичностью и низкими предельно допустимыми концентрациями.
Азотсодержащие фенолы - приоритетные загрязнители природных объектов по классификации ЕРА. В значительных количествах они содержатся в сточных водах предприятий анилинокрасочной и коксохимической промышленности, заводов органического синтеза.
Распространенным приемом концентрирования органических соединений является жидкостная экстракция. Достоинства и области применения экстракционного концентрирования изложены в известных монографиях. Наиболее подробно изучено концентрирование ароматических соединений - фенола, его алкил- и галогензамещенннх. Однако практически во всех работах в качестве экстрэгентов применялись гидрофобные (не смешивающиеся с водой) растворители, но обеспечивающие значительной полноты извлечения полярных органических соединений из водных растворов и ограничивающие выбор способа их определения.
Для экстракции фенолов из водных сред в последние годы применяют гидрофильные растворители, частично или полностью смешивающиеся с водой. Для концентрирования нитро-, нитрозо-, аминофеио-лов, их алкил- и галогенпроизводнмх такие экстрагенты ранее не использовались. Кроме того, применяемые гидрофильные растворители ограничиваются некоторыми алифатическими спиртами, кетонами и эфирами уксусной кислоты. Сведения об экстракционных характеристиках азотсодержащих фенолов в разнохарактерных системах на основе гидрофильных растворителей практически отсутствуют.
Актуальность изучения концентрирования полярных азотсодержащих фенолов неограниченно и частично смешивающимися с водой полярными растворителями обусловлена происходящим при этом повышении эффективности экстракции за счет перехода распределяемого со-
2 единения в концентрат в гидратированной форме и возможностью электрохимического определения фенолов непосредственно в неводных экстрактах.
Научная новизна работы. Методом тройных диаграмм "состав -растворимость" изучены условия образования экстракционных систем вода - сульфат аммония - органический растворитель.
Установлены экстракционные характеристики (коэффициенты распределения, степень извлечения) фенола и 26 азотсодержащих фенолов (нитро-, нитрозо-, аминофенолов, их алкил- и галогензаме-щенных) в системах на основе частично или бесконечно смешивающихся с водой полярных растворителей (н.пропнловый, изопропиловый, н.бутиловый, втор.бутиловый, трет.бутиловый, изобутиловый спирты; ацетон, метилэтилкетон, циклогексанон; моноэтиловый и диметиловым эфиры этиленгликоля, диоксан, зтилформиат, этилацетат, этилпропи-онат, жидкие полиэтиленгликоли ПЭГ-300 и ПЭГ-600; ацетонитрил) в присутствии высаливателя (сульфат аммония).
Исследованы закономерности экстракции фенолов - влияние природы органического растворителя, строения фенола, рН водного раствора, соотношения равновесных объемов водной и органической фаз, их состава на межфазное распределение фенолов.
Методом корреляций изучена зависимость эффективности экстракции азотсодержащих фенолов гидрофильными растворителями от их физико-химических и эмпирических параметров. Получены и интерпретированы линейные уравнения, учитывающие влияние заместителей на коэффициенты распределения фенолов.
Оптимизированы условия потенциометрического, вольтамперомет-рического и кондуктометрического определения азотсодержащих фенолов в неводных концентратах.
Практическая значимость. Найдены эффективные экстракционные системы, позволяющие концентрировать, разделять и определять фенолы на уровне ПДК и более низких концентраций электрохимическими методами непосредственно в органических экстрактах.
Разработаны новые способы экстракционно-потенциометрическо-го, экстракционно-вольтамперометрического и экстракционно-кондук-тометрического раздельного определения фенолов в водных объектах.
Новизна практических разработок подтверждена материалами Госкомизобретений РФ (получено 3 патента), они апробированы на
з модельних и реальних объектах в производственных условиях. Unoco(i — зкстракционно-вольтзмперометрического раздельного определения аминофенолов н анилина в очищенных сточных водах применяется в химико-аналитической службе Липецкого металлургического комбината.
На^ащ|ху_вдносятся:_
условия образования двухфазных треякомпонентши систем вода сульфат аммония - гидрофильный растворитель, характер влияния свойств экстракционных систем (состав и соотношение рзвновссгш объемсз водной и органической фаз) на коэффициенты распределения фенолов;
закономерности экстракции фенолов гидрофильными растворителями различных классов из водно-солевых растворов;
способы концентрирования и разделения азотсодержащих фенолов с применением экстракционных систем на основе гидрофильных растворителей;
закономерности электроаналитического определения фенолов в неводных экстрактах;
новые экстракционно-электроаналитические способы определения микроколичеств фенолов в водных объектах.
Апробация работы. Основные результаты изложены в 20 статьях, 5 бюллетенях Воронежского ЦНТИ, 3 патентах. Отдельні.'е разделы диссертационной работы доложены на семинаре "Органнчацил аналитической службы экологического контроля и современные методы эко-анализа" (Санкт-Петербург, 1993), XV Менделеевском съезде по общей к прикладной химии (Минск, 1993), Prossedings International Conference "Toxic Organic Compounds in the Environment" (Чехия -Znojmo, 1993; Luhacovice, 1996), региональных конференциях "Проблемы химии и химической технологии ЦЧР" (Липецк, 1993; Воронеж, 1995; Тамбов, 1996), III Российской конференции "Химия и применение неводных растворов" (Иваново, 1993), IV конференции "Электрохимические методы анализа" (Москва, 1994), VI International Conference on Correlation Analysis in Chemistry (Чехия - Prague, 1994), Всероссийских конференциях по анализу объектов окружающей среды "Экоаналитика" (Краснодар, 1994, 1996), X конференции по экстракции (Уфа, 1994), X Szkola Fizykochemicznych Metod Rozdzie-lania Mieszanin "Ars Separatoria" (Польша - Pieczyska, 1995; Mi-nikowo, 1996), 35th IUPAC Congress (Турция - Istanbul, 1995), YI
4 международной конференции "Экология промышленного региона" (Донецк, 1995), I Regional Symposium "Chemistry and the Environment" (Югославия - Vrnjacka Banja, 1995), International Congress "Ecological Initiative'96" (Voronezh, 1996), а также на научных конференциях ВТИ-ВГТА (1993-1996); опубликованы тезисы 19 докладов.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 171 источник, и приложения (акты апробации и внедрения разработок, материалы Госкомизобретений РФ). Работа изложена на 134 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц и 23 рисунка.
