Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)
7. szám - A „Szervesanyag meghatározási problémák édesvizekben” című 1966. szeptember 25–28. között Tihanyben rendezett Szimpózium előadásai - Nyíri, Ferenc–Rappné Sik, Stefánia: Szerves vegyületek oxidálhatóságáról. Összefüggés a szerves anyag tartalom és a kémiai oxigénhiány között
Nyíri, F.—Rappné Sík, S.: Szerves vegyületek oxidálhatóságáról Hidrológiai Közlöny 1967. 7. sz. 327 génfogyasztása nincs. A hidrolízissel keletkezett szulfanilsav már az említettek szerint oxidálódik. A szulfaguanidin példáján látható, hogy a gyűrűhöz kötött aminocsoport elemi nitrogénné oxidálódik, mint az anilinban, a guanidin csoport viszont nem oxidálódik (1. arginin), hanem hidrolizál: 2 NH 2—C.H 4—S0 2—NH—C—NH 2^I>-12 C0 2 + II NH + 3 H„0 + 2 H,S0 4 + 2 NH,—C—NH 2 + N,. II NH Az utóbbi négy reakcióegyenletből láthatjuk, hogy a szulfanilsav, deszeptil és a szulfaguanidin az anilinnel azonos módon nitrogén fejlődéssel oxidálódik és az oxidáláskor szükséges oxigén mennyiség is azonos. Vizsgáltuk a p-aminofenol viselkedését is, melynél — az anilinnal ellentétben — az aminocsoport az oxidáció folyamán ammóniumszulfátként lehasad, majd a képződött p-benzokinon oxidálódik széndioxiddá és vízzé: 1. ábra. Néhány vegyület aktív szervesanyag tartalma H.,N—C rH 2C 6H 5 -Cl 29 ,0' > 12C0 2+5H,0 + CL. Magas klór tartalmú vegyületeknél, pl. a pentaklórfenolnál mint már említettük — az oxidációban keletkező naszcens klór feltételezhetően maga is roncsolja a szervesanyagot, ezért a mért kémiai oxigénigény alacsonyabb. Aromás nitro vegyületeknél — pl. a 2,4-dinitrofenolnál — nemcsak a szén és a hidrogén atomok oxidálódnak, hanem vizsgálataink szerint a nitroc,söpörtök számától függően 1—1 oxigén atommal növekszik az oxigénszükséglet is.: (N0 2) 2C 6H 3-0H 13 ,0' >- 6 CO, -f 2 H.,0 + 2 N0„. etilalkohol aceton ecetsav glükóz glikokoll deszeptil klórfenol nitroklórbenzoesav CH 3—CH.—OH OH,—CO—CH, CH.,—" COO H CH„—CH—CH—CH—CH—CH I " I I I I II OH OH OH OH OH O H,N —CH„ H 2|N|-<('_ | CO O|H -|SÖ;|-|NH7| |C1|-<3>-|O|H / NOj 4—OH 6 C0 2 + H,0 + NH 4HS0 4 A p—aminofenol oxigénfogyasztása egyértelműen reprodukálható volt és az oxidációs elegyből a képződött ammónia is meghatározható. Tanulmányoztuk az oxidációt olyan vegyületeken, amelyeknek gyűrűjében a szénhez kovalensen kötött halogén atom van, mint pl. a klórbenzolban. Azt tapasztaltuk, hogy az alacsony klór tartalmú vegyületek oxidációjára a felírt reakcióegyenlet érvényes: Nitrovegyületet tartalmazó szennyvíznél az ismert analitikai módszerekkel meg tudjuk állapítani a nitro csoportra jutó oxigén fogyasztást, melyet a kémiai oxigénigény számításánál figyelembe veszünk. Eddigiekben megállapítottuk a vizsgált szerves vegyületek funkciós csoportjainak viselkedését az oxidációval szemben és így meg tudjuk magyarázni a kémiai oxigénigény és a szervesanyag tartalom közötti összefüggést. Ezzel a problémával kapcsolatban feltehetjük azt a kérdést, hogy egy szerves vegyületbenmelyik atom-vagy atomcsoport viselkedik szerves és melyik szervetlen anyagként. Az 1. ábra szerint az etanol hidroxilos szénatomja első oxidációs fokon áll, míg az aceton karbonil szénatomja második és az ecetsav karboxil szénatomja harmadik oxidációs fokon áll. Ebből következik, hogy a csillaggal jelölt szénatomok csak egy oxigén felvételére képesek a teljes eloxidáláshoz, míg a karboxil csoport oxigént nem vesz fel, hanem csak láncszakadással bomlik. Tehát az etanolban és az acetonban az oxigén és a jelzett szénatomok fele szervetlen anyagként viselkedik. Ecetsavban pedig a bekeretezett karboxil csoportból a széndioxid teljesen szervetlen anyagként viselkedik. Azonos megállapítások tehetők a glükóz, a glicin, a deszeptil, a klórfenol és a nitroklórbenzoesav esetében is, ahol a glükóz összes szénatomja csak fele részben viselkedik szervesanyagként, míg a többi vegyületekben bekeretezett atomok, ill. atomcsoportok teljesen szervetlen anyagként viselkednek. Tehát az 1. ábrából levont megállapítások szerint eldöntöttnek látszik, hogy az oxidációban az említett szerves vegyületekből melyik rész viselkedik szerves anyagként, vagyis oxidálódik és melyik rész viselkedik szervetlen anyagként, vagyis melyik van már eleve a legmagasabb oxidációs fokon, és ezért több oxigént már nem fogyaszt. A kémiai oxidációs szennyvíztisztításnál vagy akár a biológiai oxidációs szennyvíztisztításnál főcél a szennyezések eloxidálása. A szerves vegyületekből azonban szerves anyagként csak az eloxidálható szén és hidrogén atomok jöhetnek számításba, és ezek vannak szoros összefüggésben a kémiai oxigénigénnyel. Tehát eddigi fejtegetéseinkben szétválasztottuk a szerves vegyület és az oxidációban számba jövő, tehát aktív szervesanyag tartalom fogalmát. A továbbiakban ezt az aktív szervesanyag tartalmat értjük a szervesanyag tartalom alatt. A továbbiakban rátérünk az így értelmezett szervesanyag tartalom számításának módszerére, melyet a 4. táblázatban megadott vegyületek példáján mutatunk be.
