Индикаторная бумага для анализа нитратов

Техническое решение относится к аналитической химии, к химическим индикаторам на твердофазных носителях и может быть использовано для экспресс-контроля содержания нитратов в продуктах растениеводства, воде, пищевых продуктах и сточных водах различного происхождения.
Известен метод экспресс-анализа нитратов с применением трехслойной бумажной индикаторной полосы, имеющей вторичный амин, слой с органическими индикаторными реагентами теста Грисса (RU № 2009486, опубл. 15.03.1994).
К недостаткам указанного аналога относятся
содержание канцерогенного реагента α-нафтиламина;
необходимость использования большого набора реагентов. Наиболее близким к заявленному техническому решению является индикаторная бумага экспресс-анализа содержания нитратов, где упрощенный маскирантно-кислотный слой состоит только из N-(карбоксиметил) аспарагиновой кислоты (КМАК), а открытие нитрат-ионов осуществляется реагентами теста Грисса, содержащими 1-нафтиламин (RU № 162596, опубл. 20.06.2016).
К недостаткам прототипа относится присутствие канцерогенного реагента 1-нафтиламин (Уильямс У. Дж. Определение анионов: справочник. Перевод с англ. - М.: Химия, 1982, с. 145).
Задачей, на которую направлено заявленное решение, является разработка химически безопасных средств для проведения экспресс-анализа содержания нитратов.
Данная задача достигается за счет того, что индикаторная бумага для анализа нитратов включает маскирантно-кислотный слой, состоящий из N-(карбоксиметил)аспарагиновой кислоты, цинковый слой, слой с реактивом Грисса и полимерную подложку-державку с круглым отверстием, а слой с реактивом Грисса содержит диметил-1-нафтиламин гидрохлорид.
Индикаторная бумага для анализа нитратов содержит маскирантно-кислотный слой, состоящий из N-(карбоксиметил)аспарагиновой кислоты; цинковый слой; слой с реактивом Грисса, включающий диметил-1-нафтиламин гидрохлорид; полимерную подложку-державку с круглым отверстием.
Использование в индикаторной бумаге в слое с реактивом Грисса вместо 1-нафтиламин гидрохлорида, являющегося канцерогеном, диметил-1-нафтиламин гидрохлорида, который не является канцерогеном, однако, по химическому действию аналогичен 1-нафтиламину и успешно применим для анализа нитрат-ионов (Ешоткин В.И. Определение нитритов и нитратов реактивом Грисса, http://himkniga.com/experiments/501?page=2) исключает присутствие канцерогенных химических соединений.
Уравнение реакции с применением диметил-1-нафтиламин гидрохлорида
где  диметил-1-нафтиламин гидрохлорид.
Техническим результатом заявляемого устройства является использование неканцерогенных соединений в наборе реагентов.
Предлагаемое техническое решение имеет следующие отличия:
в прототипе при изготовлении индикаторных полос используется канцерогенный реагент (1-нафтиламин гидрохлорид), а в заявляемой полезной модели используется неканцерогенный реагент (диметил-1-нафтиламин гидрохлорид).
Индикаторная бумага экспресс-анализа содержания нитратов включает три последовательных бумажных слоя и полимерную подложку державку с круглым отверстием по аналогии с индикаторной бумагой прототипа.
Первый слой индикаторной бумаги для экспресс-анализа содержания нитратов пропитан раствором N-(карбоксиметил)аспарагиновой кислоты; второй слой содержит цинк, а третий слой содержит реагенты для реакции Грисса: диметил-1-нафтиламин гидрохлорид, сульфаниловую кислоту.
В ходе определения нитрат-ионов на слой, содержащий N-(карбоксиметил)аспарагиновую кислоту, наносится капля анализируемого раствора, при этом КМАК подкисляет реакционную среду, а нитрит-ионы в случае их присутствия вступают в реакцию нитрозирования с фрагментом вторичного амина КМАК, благодаря чему устраняется их влияние.
Во втором слое нитрат-ионы в кислой среде восстанавливаются до нитрит-ионов, которые в индикаторном слое осуществляют диазотирование амина, вступающего в реакцию сочетания с азосоставляющей. Цветная реакция, обусловленная образованием азокрасителя, наблюдается в круглом отверстии на обратной стороне полимерной подложки-державки.
Технико-экономический эффект обеспечивается за счет отсутствия в полезной модели канцерогенных соединений.
Пример 1. Получение реактивной индикаторной полосы для экспресс-анализа содержания нитратов.
Белую пропиленовую ленту /ТУ 38-102105-76/ шириной 35 мм и толщиной 0,25 мм дублируют по краю с двухсторонней липкой лентой ЛСДЛ с агдезивным покрытием /ТУ 6-17-924-77/ шириной 10 мм. Дублированные ленты перфорируют таким образом, чтобы отверстия диаметром 6 мм располагались по центральной продольной оси узкой ленты на расстояния 4 мм друг от друга. Удаляют адгезивное покрытие, а на липкий слой закрепляют индикаторную ленту шириной 10 мм, полученную адсорбцией на бумагу-основу для экспресс-тестов марки Ш/ТУ 13-730800 721-85/, N-(карбоксиметил)аспарагиновая кислота, 3-гидрокси-1,2,3,4-тетрагидробензохинолина в соотношении 240:15:1 мас. ч. На индикаторную ленту приклеивают еще также перфорированную липкую ленту ЛСДЛ с отверстиями, эквидистантно расположенными отверстиям в полимерной подложке, сверху наносят смесь цинковой пыли и крахмала (1:3 мас. ч.), удаляют агдезивное покрытие и приклеивают сверху маскирующую ленту, полученную адсорбцией на бумагу-основу для экспресс-тестов марки 1 (ТУ 18-7308001-721-85) реагентов для реакции Грисса: 1-нафтиламин гидрохлорида и сульфаниловой кислоты.
При получении индикаторной полосы для экспресс-анализа нитратов многослойную ленту разрезают поперек таким образом, чтобы отверстия индикаторной зоны располагались по центру каждой полосы.
Пример 2. Определение нитрат-ионов с помощью реактивной индикаторной полосы для экспресс-анализа содержания нитратов.
3
На квадратную зону индикаторной полосы, полученной по примеру 1, наносят две капли анализируемого раствора и через 8 мин сравнивают цвет круглой реакционной зоны на обратной стороне полосы с цветовой шкалой сравнения. Присутствие 10 мг/дм нитрит-ионов не влияет на результаты определения нитрат-ионов.
Предлагаемая полезная модель позволяет исключить использование канцерогенных веществ.