PL229689B1 - Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych - Google Patents

Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Info

Publication number
PL229689B1
PL229689B1 PL413816A PL41381615A PL229689B1 PL 229689 B1 PL229689 B1 PL 229689B1 PL 413816 A PL413816 A PL 413816A PL 41381615 A PL41381615 A PL 41381615A PL 229689 B1 PL229689 B1 PL 229689B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
poly
concentration
dye
determination
diallyldimethylammonium chloride
Prior art date
Application number
PL413816A
Other languages
English (en)
Other versions
PL413816A1 (pl
Inventor
Dorota Ziółkowska
Tadeusz Zalewski
Oleksandr Shyichuk
Original Assignee
Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich
Uniwersytet Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich, Uniwersytet Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich filed Critical Univ Technologiczno Przyrodniczy Im Jana I Jedrzeja Sniadeckich
Priority to PL413816A priority Critical patent/PL229689B1/pl
Publication of PL413816A1 publication Critical patent/PL413816A1/pl
Publication of PL229689B1 publication Critical patent/PL229689B1/pl

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób spektrofotometrycznego oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, do kontroli procesów uzdatniania wody, w którym stosuje się wodny roztwór barwnika Brilliant Yellow. Zarówno roztwory wzorcowe do wyznaczenia krzywej kalibracyjnej jak i próbki do badania przygotowuje się w zamykanych probówkach poprzez zmieszanie porcji analitu z odpowiednią dawką roztworu barwnika. Probówki odstawia się na 24 godziny, wiruje, a następnie w tych samych probówkach dokonuje się pomiarów absorbancji przy długości fali 395 - 405 nm wobec wody destylowanej. Zachowanie proponowanych warunków pomiaru (tj. stężenie barwnika 0,03 mM, stosunek objętościowy PDDA:barwnik 0,33 - 1) umożliwia oznaczenie stężeń PDDA w zakresie od 0,01 do 0,16 mM meru.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób spektrofotometrycznego oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, mający zastosowanie do kontroli procesów uzdatniania wody.
Kationowe polimery wodorozpuszczalne najczęściej są stosowane w przemyśle papierniczym jako dodatki zwiększające wytrzymałość, czy też jako flokulanty w procesach oczyszczania ścieków [1] lub usuwania substancji humusowych (tj. kwasów huminowych i fulwowych) z wody [2]. Wykorzystuje się je również w wielu procesach przemysłowych jako zagęszczacze i emulgatory oraz stabilizatory zawiesin [3-5].
Jednym z powszechnie wykorzystywanych polielektrolitów kationowych jest poli(chIorek diallilodimetyloamonowy), w skrócie PDDA lub PDADMAC (rys. 1). Ustalenie optymalnych dawek PDDA w większości procesów technologicznych jest zdeterminowane możliwością precyzyjnego oznaczania jego stężeń w roztworach. Szczególnej precyzji i niezawodności wymagają pomiary koncentracji PDDA stosowanego jako flokulant w procesie oczyszczania wody, ponieważ jako polimer syntetyczny nie jest on obojętny dla zdrowia. Dodatkowym warunkiem, jaki powinna spełniać metoda analizy tego polimeru w wodzie wodociągowej jest wysoka czułość, umożliwiająca oznaczanie pozostałości PDDA na poziomie mikrogramowym.
Stężenie PDDA w roztworze wodnym można oznaczyć wieloma metodami [6]. Wśród nich znajdują się metody spektrofotometryczne, wykorzystujące zdolność PDDA do tworzenia połączeń z anionowymi barwnikami trifenylometanowymi [7]. Czułość takiego oznaczenia jest zadowalająca (0,05-0,3 mg dm3 w zależności od rodzaju barwnika), jednak błąd względny przyjmuje dość duże wartości (± 2-25%).
Oznaczenia spektrofotometryczne realizuje się różnymi technikami. Jedna z nich polega na miareczkowaniu próbki analitu roztworem barwnika [8, 9]. Miareczkowanie zapewnia dużą czułość oznaczenia, jednak jest dość czasochłonne, a w przypadku braku dostępności automatycznego titratora - także pracochłonne.
P r z y k ł a d 1 [8] Próbkę analitu o pH równym 7 miareczkuje się spektrofotometrycznie wodnym roztworem barwnika Coomassie Brilliant Blue przy długości fali z zakresu 575-588 nm. Barwnik dozuje się z częstotliwością 1/min, porcjami o objętości 6-60 gL. Miareczkowanie prowadzi się do momentu wystąpienia skokowej zmiany absorbancji, a wynik oblicza się na podstawie prostego równania. Zakres oznaczenia wynosi 1,5-60 μ moli meru/dm3.
Inna technika zakłada przygotowanie mieszaniny polimer-barwnik w kolbce miarowej, a następnie wykonanie standardowego pomiaru spektrofotometrycznego [10, 11]. Dalsze uproszczenie, tj. zmniejszenie ilości operacji podczas oznaczenia, polega na przygotowaniu mieszaniny polimer-barwnik w probówce, w których następnie przeprowadza się pomiar absorbancji [6]. Niestety w większości tych procedur ograniczeniem są dość wąskie dopuszczalne zakresy pH lub siły jonowej analitu [6, 8, 10].
P r z y k ł a d 2 [10] Próbkę analitu umieszcza się w kolbce miarowej wraz z określoną ilością wodnego roztworu barwnika Acid Orange 7, dopełnia wodą i mierzy absorbancję mieszaniny przy długości fali 450-500 nm. Wartość pH próbki analitu powinna mieścić się w zakresie 2-7, a siła jonowa nie może przekraczać 25 mM NaCl. Wynik odczytuje się z krzywej kalibracyjnej. Zakres oznaczenia wynosi 10-100 g gmoli meru/dm3.
P r z y k ł a d 3 [6] Próbkę analitu umieszcza się w zakręcanej probówce wraz z określoną ilością wodnego roztworu barwnika Czerń Amidowa 10B, odstawia na 24 h i mierzy absorbancję mieszaniny przy długości fali 620 nm. Wartość pH próbki analitu powinna mieścić się w zakresie 5-8, a siła jonowa nie może przekraczać 1 M NaCl, Wynik odczytuje się z krzywej kalibracyjnej. Zakres oznaczenia wynosi 20-200 gmoli meru/dm3. W oznaczeniu przeszkadzają sole metali jedno- i wielowartościowych, a także surfaktanty niejonowe, kationowe i anionowe.
W rozwiązaniu wg wynalazku proponuje się procedurę spektrofotometrycznego oznaczania PDDA, nieskomplikowaną pod względem realizacji oraz umożliwiającą wykonanie analizy w roztworach polimeru o zróżnicowanych wartościach siły jonowej oraz w szerokim zakresie pH.
LITERATURA
[1] Hou Sijian, Ha Runhua, The Electrochemical Analysis of Cationic Water Soluble Polymer, Eur. Polym. J., Vol. 34, No, 2, 283-286, 1998.
[2] Sang-Kyu Kam, John Gregory, The Interaction Of Humic Substances with Cationic Polyelectrolytes, Wat. Res., Vol. 35, No. 15, 3557-3566, 2001.
PL 229 689 B1
[3] Chalothorn Soponvuttikul, John F. Scamehorn and Chintana Saiwan, Aqueous Dispersion Behavior of Barium Chromate Crystals: Effect of Cationic Polyelectrolyte, Langmuir. 19, 4402-4410, 2003.
[4] Ionel Popa, Brian P. Cahill, Plinio Maroni, Georg Papastavrou, Michal Borkovec, Thin adsorbed films of a strong cationic polyelectrolyte on silica substrates, Journal of Colloid and Interface Science, 309 28-35, 2007.
[5] Yu-Jen Shin, Chia-Chi Su, Yun-Hwei Shen, Dispersion of aqueous nano-sized alumina suspensions using cationic polyelectrolyte, Materials Research Bulletin, 41,1964-1971,2006.
[6] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, M. Sajna, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.400877, decyzja o udzieleniu patentu z dn. 8.12.2014.
[7] T. V. Antonova, V. I. Vershinin, Yu. M. Dedkov, Use of Triphenylmethane Dyes for the Spectrophotometrie, Determination of Polymer Flocculants in Aqueous Solutions, Journal of Analytical Chemistry, Vol. 60, No. 3, 247-251,2005.
[8] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, J. Lamkiewicz, Sposób oznaczania śladowych ilości polichlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat, P.407434.
[9] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.406649.
[10] D. Ziółkowska, I. Szeflińska, A. Shyichuk, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.406860.
[11 j K. Żelazko, D. Ziółkowska, A. Shyichuk, Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, zgł. pat. P.397682, pat. PL 217871.
Istotą sposobu według wynalazku, jest zastosowanie barwnika Brilliant Yellow / Direct Yellow 4 (C26H18N4Na2O8S2, C.I. 24890, CAS 3051-11-4, M = 624.55 g/mol) do spektrofotomerycznego oznaczania stężeń poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych. Barwnik tworzy z PDDA trudno rozpuszczalne kompleksy, w wyniku czego ze wzrostem stężenia polimeru w roztworze stężenie barwnika maleje. Podstawę oznaczenia stanowi pomiar absorbancji układu złożonego z określonej ilości Brilliant Yellow oraz próbki analitu zawierającego PDDA.
Roztwory wzorcowe do wyznaczenia krzywej kalibracyjnej, jak również próbki do badań, przygotowuje się w następujący sposób: do zakręcanej probówki o średnicę 16 mm wprowadza się określoną objętość badanego roztworu. Dopuszczalne stężenia polimeru w roztworze analitu mieści się w zakresie 0,01-0,16 mM meru. Następnie dodaje się stałą objętość wodnego roztworu barwnika o stężeniu 0,03 mM. Za pomocą dawki barwnika reguluje się czułość i zakres oznaczenia. Stosunek objętościowy PDDA:BY równy 0,33 zapewnia czułość 0,1 mM, zaś stosunek przekraczający 0,67 (max. 1) zwiększa czułość dziesięciokrotnie. Po wymieszaniu zawartości probówki odstawia się ją na 24 godziny w celu umożliwienia wytrącenia osadu, a następnie wiruje, po czym umieszcza w komorze spektrofotometru i dokonuje pomiaru absorbancji przy długości fali odpowiadającej maksimum absorpcji barwnika, tj. 395-405 nm.
Jeżeli pH analitu jest niższe od 3 lub wyższe od 8 należy je wyregulować za pomocą buforu, np. fosforanowego. Dopuszczalna siła jonowa analitu mieści się w zakresie 0-0,30 M NaCl. Krzywa kalibracyjna powinna być wyznaczona w roztworach o wartości siły jonowej odpowiadającej sile jonowe] analitu.
Dla roztworów PDDA bezsolnych i nie buforowanych wariancja i odchylenie standardowe wynoszą; 2,66-10-4 i 1,63-10-2 gdy Cpdda = 0,04 mM oraz 4,05-10-5 i 6,36-10-3 gdy Cpdda = 0,13 Mm.
Korzystne skutki wynalazku, to możliwość stosowana w szerokim zakresie pH (tj. od 3 do 8) oraz w szerokim zakresie siły jonowej analitu (od 0 do 0,30 M NaCl, czułość metody oraz zakres oznaczenia podlegają regulacji.
PL 229 689 Β1
Wzór strukturalny polichlorku diallilodimetyloamonowego), (CsHieNCIjn
HjC ♦ ,CH2 h3cT ch3 ci
Wzór strukturalny barwnika Brilliant Yellow
Wynalazek przedstawiono bliżej w przykładzie realizacji. Wodne roztwory PDDA o żądanych stężeniach otrzymano przez rozcieńczenie handlowego polichlorku diallilodimetyloamonowego) (M = 161,5 g/mol, C = 20%, d = 1,04 g/cm3) wodą destylowaną. Roztwór barwnika o stężeniu 0,03 mM otrzymano przez rozpuszczenie naważki barwnika Brilliant Yellow (Aldrich) w wodzie destylowanej.
Próbki do badań (tj. roztwory wzorcowe oraz badane) przygotowywano w następujący sposób: do zakręcanej probówki o średnicy 16 mm wprowadzano 4,5 enr wodnego roztworu barwnika oraz 1,5 cm3 wzorcowego lub badanego roztworu PDDA. Po wymieszaniu składników układu probówkę odstawiano do statywu na 24 godziny w temperaturze pokojowej, chroniąc przed nadmiernym dostępem światła, a następnie wirowano przez 10 min. i dokonywano pomiaru absorbancji wobec wody destylowanej przy długości fali 400 nm, używając spektrofotometru Spectroąuum Pharo 300 (Merck).
Względny błąd oznaczenia (5, %) obliczano ze wzoru:
a-(c3<^)*wo/Co gdzie:
Co, mM meru - rzeczywiste stężenie PDDA w roztworze analitu,
CexP, mM meru - stężenie PDDA wyznaczone doświadczalnie.
W Tabeli 1 zamieszczono charakterystykę linii kalibracyjnych wyznaczonych przy pH i sile jonowej odpowiadających roztworom badanym, a w Tabelach 2-4 zestawiono wyniki oznaczenia stężeń wybranych roztworów wodnych PDDA.
PL 229 689 Β1
Linie kalibracyjne uzyskane na podstawie 12 roztworów wzorcowych PDDA
Roztwory wzorcowe PDDA Linia kalibracyjna
CpDDA, mM PH CnhCI, M Równanie R2
0,03-0,16 5-5,5 (bez buforu) 0 A = -6,1935 C+ 1,0733 0,998
0,03-0,15 5-5,5 (bez buforu) 0,04 A =-5,8041 C + 0,9624 0,997
0,03-0,15 5-5,5 (bez buforu) 0,16 A = -5,5930 C +0,9338 0,998
0,03-0,16 3,3 (w buforze) 0 A = -5,5739 C + 0,9469 0,988
0,03-0,16 6,0 (w buforze) 0 A =-5,7021-C + 0,9409 0,990
0,03-0,16 8,0 (w buforze) 0 A = -5,6602 C +0,9452 0,990
Przykład 1
Wyniki oznaczenia stężenia PDDA w roztworach nie buforowanych o różnych wartościach siły jonowej
Co, mM 0 M NaCI 0,04 M NaCI 0,16 M NaCI
Cexp5 mM δ, % Cexp, mM δ, % Cexp, mM δ, %
0,04 0,040 0,67 0,039 -3,30 0,042 4,97
0,09 0,092 -1,96 0,091 -2,02 0,096 3,35
0,15 0,144 -1,85 0,144 -1,70 0,146 -0,37
Przykład 2
Wyniki oznaczenia stężenia PDDA w środowisku buforu fosforanowego o różnych odczynach pH
Co, mM pH=3,3 pH=6,0 pH=8,0
Cexp, mM δ, % Cexp, mM δ, % Cexp, ΪΤ1.Μ δ, %
0,05 0,051 -3,68 0,054 0,93 0,057 6,16
0,09 0,096 2,67 0,100 6,67 0,092 -1,03
0,13 0,135 1,48 0,138 3,81 0,136 1,67
Zastrzeżenia patentowe

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób oznaczania stężeń polichlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych, znamienny tym, że do ustalonej objętości wodnego roztworu poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) dodaje się stała dawkę wodnego roztworu barwnika Brilliant Yellow o stężeniu 0,03 mM, miesza i odstawia na 24 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie wiruje i mierzy absorbancję roztworów przy długości fali z zakresu 395-405 nm względem wody destylowanej.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zależność absorbancji od stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) jest prostoliniowa i malejąca.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że analizę można przeprowadzać w roztworach bezsolnych lub zasolonych, o sile jonowej analitu do 0,30 M NaCI.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że analizę można przeprowadzać w roztworach analitu o pH od 3 do 8.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że absorbancję mierzy się w tych samych probówkach, w których przygotowano próbki.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dopuszczalna, ilość polichlorku diallilodimetyloamonowego) w próbce analitu mieści się w zakresie 0,01-0,16 mM meru, a dawki składników mieszaniny są ograniczone stosunkiem objętościowym polimeru, i barwnika równym od 0,33 do 1.
  7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że czułość oznaczenia maleje ze wzrostem wartości stosunku objętościowego polimer: barwnik.
PL413816A 2015-09-03 2015-09-03 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych PL229689B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413816A PL229689B1 (pl) 2015-09-03 2015-09-03 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL413816A PL229689B1 (pl) 2015-09-03 2015-09-03 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL413816A1 PL413816A1 (pl) 2017-03-13
PL229689B1 true PL229689B1 (pl) 2018-08-31

Family

ID=58231079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL413816A PL229689B1 (pl) 2015-09-03 2015-09-03 Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL229689B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL413816A1 (pl) 2017-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Dependency of polyelectrolyte complex stoichiometry on the order of addition. 1. Effect of salt concentration during streaming current titrations with strong poly-acid and poly-base
Mason et al. Density profiles of temperature-sensitive microgel particles
Ishiguro et al. Binding of cationic surfactants to humic substances
Thevarajah et al. Towards a less biased dissolution of chitosan
Wu et al. Determination of the degree of deacetylation of chitosan by capillary zone electrophoresis
Farrell et al. Guide for DLS sample preparation
Edbey et al. Spectral studies of eriochrome black T in cationic surfactants
EP3117209B1 (en) Systems and methods for controlling cationic water treatment additives
Guo et al. Hydrophobic microblock length effect on the interaction strength and binding capacity between a partially hydrolyzed microblock hydrophobically associating polyacrylamide terpolymer and surfactant
Oumada et al. Inorganic salts as hold-up time markers in C18 columns
PL229689B1 (pl) Sposób oznaczania stężenia poli(chlorku diallilodimetyloamonowego) w roztworach wodnych
WO2025007645A1 (zh) 一种检测己二胺的方法
Ostolska et al. The impact of polymer structure on the adsorption of ionic polyamino acid homopolymers and their diblock copolymers on colloidal chromium (III) oxide
CN110296947A (zh) 一种水泥六价铬测试粉体指示剂及其制备方法
JP4840330B2 (ja) 着色排水の脱色方法
Box et al. Physicochemical properties of a new multicomponent cosolvent system for the pKa determination of poorly soluble pharmaceutical compounds
Gumbi et al. Gold nanoparticles for the quantification of very low levels of poly-diallyldimethylammonium chloride in river water
Petzold et al. Interaction of cationic surfactant and anionic polyelectrolytes in mixed aqueous solutions
CN105954147A (zh) 一种疏水缔合聚合物特性粘数测定方法
Pinheiro et al. The pH effect in the diffusion coefficient of humic matter: influence in speciation studies using voltammetric techniques
Umapathi et al. Profiling the molecular interactions between a promising thermoresponsive polymer and ionic liquid: A biophysical outlook
EP3362459B1 (en) Acetate complexes and methods for acetate quantification
Rudin et al. Measurement of molecular weight of poly (vinyl chloride)
Xie et al. Flow-induced aggregation of colloidal particles in viscoelastic fluids
ES2969450T3 (es) Método para detectar y controlar la cantidad de especies catiónicas en una corriente de agua