СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ НЕСИММЕТРИЧНОГО ДИМЕТИЛГИДРАЗИНА Российский патент 1998 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам экспресс-определения наличия несимметричного диметилгидразина (НДМГ) путем индикации на поверхностях, в частности, для контроля целостности емкостей, трубопроводов и агрегатов химических производств, объектов хранения и уничтожения химического оружия и компонентов ракетных топлив, а также для санитарно-химического контроля.

В процессе эксплуатации оборудования химических производств и объектов хранения и уничтожения химического оружия и компонентов ракетных топлив неизбежны случаи нарушения целостности (разгерметизации) емкостей, трубопроводов и агрегатов. Оперативная ликвидация утечки высокотоксичного вещества - несимметричного диметилгидразина (НДМГ) позволяет предохранить окружающую среду от возможных загрязнений и предупредить возможность поражения обслуживающего персонала. Для определения места утечки могут быть использованы газоанализаторы или индикаторные бумаги, что является достаточно трудоемким и длительным мероприятием, не позволяющим к тому же контролировать многочисленные труднодоступные участки крупнотоннажных химических производств.

Известен способ определения наличия гидразинового горючего и его массовой концентрации в сточной воде, включающей взятие пробы, создание необходимой pH среды раствора, внесение цветореагента, в качестве которого используют реактив Несслера, и фотометрирование полученного окрашенного раствора [2].

Недостатками этого способа являются невозможность его осуществления на поверхностях из-за трудоемкости, сложности и значительной продолжительности проведения анализа, кроме того, фотометрический анализ значительно затруднен из-за большого количества окрашенных продуктов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ определения наличия паров НДМГ в воздухе путем контактирования его с реагентом - фосфорно-молибденовой кислотой H₃PO₄• 12 MoO₃ •12 H₂O [1].

НДМГ восстанавливает фосфорно-молибденовую кислоту с образованием молибденовой сини:
H₃PO₄ • 12MoO₃ • 12 H₂O + H₂N-N(CH₃)₂ --> H₃PO₄ • 10 MoO₃ • Mo₂O₅ • 13 H₂O + O = N-N(CH₃)₂
НДМГ определяют фотоколориметрически по интенсивности окрашивания молибденовой сини.

Недостатком указанного способа является невозможность его использования для экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина на поверхностях с помощью металлических аэрозольных упаковок ввиду протекания окислительно-восстановительных процессов с участием материала упаковки, что приводит к значительному уменьшению срока хранения индикаторной рецептуры. Кроме того, использование фосфорно-молибденовой кислоты для определения несимметричного диметилгидразина на неокрашенных металлических поверхностях приводит к появлению ложного индикационного эффекта (изменение окраски индикаторного раствора в отсутствие на поверхности НДМГ).

Технический эффект от использования предложенного способа заключается в избирательном (селективном) экспресс-определении наличия НДМГ на поверхностях.

Технический эффект достигается за счет того, что в способе определения наличия несимметричного диметилгидразина путем индикации, включающем его контактирование с реагентом с переходом окраски, контактирование осуществляют на поверхности путем распыления реагента и использованием аэрозольной упаковки, выполненной в виде герметичного корпуса, заправленного реагентом, с распылительной головкой, в качестве реагента используют растворы хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II) в воде, при этом аэрозольную упаковку могут заправлять реагентом многократно.

Способ осуществляют следующим образом.

Аэрозольную упаковку многоразового использования заправляют реагентом - раствором хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II) в воде. Сопло распылительной головки аэрозольной упаковки направляют на исследуемую поверхность, например трубопровод с агрессивной жидкой средой, содержащей НДМГ, с расстояния 20 - 50 см распыляют реагент по поверхности путем нажатия на распылительную головку и наблюдают за изменением (или отсутствием изменения) окраски реагента. При взаимодействии хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II) с несимметричным диметилгидразином образуются комплексные соединения, окрашенные в зеленовато-голубой цвет. При наличии индикационного эффекта (изменении окраски реагента с розовой на зеленовато-голубую) считают поверхность зараженной НДМГ. При полном израсходовании реагента аэрозольную упаковку заполняют повторно. Перед каждой заправкой аэрозольной упаковки реагентом ее корпус промывают растворителем.

Пример 1. Аэрозольную упаковку заправляют 10%-ным раствором хлорида кобальта (II) в воде и подносят ее на расстояние 30 см от поверхности, зараженной НДМГ. Нажимают на распылительную головку и распыляют раствор хлорида кобальта (II) по исследуемой поверхности. Визуально наблюдают за изменением окраски хлорида кобальта (II) с розовой на зеленовато-голубую.

Пример 2. В условиях примера 1 проводят испытания с аэрозольной упаковкой, заправленной 10%-ным раствором фосфорно-молибденовой кислоты в воде.

В табл. 1 и 2 приведены экспериментальные данные по индикационным эффектам на различных металлических поверхностях при использовании для экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина аэрозольных упаковок, заполненных растворами хлорида кобальта (II) и фосфорно-молибденовой кислоты в воде.

Как следует из табл. 1, аналитический реагент на основе хлорида кобальта (II) не приводит к появлению ложного индикационного эффекта на различных металлических поверхностях и при наличии на поверхности НДМГ дает характерное зеленое окрашивание.

Как следует из табл. 2, аналитический реагент на основе фосфорно-молибденовой кислоты приводит к появлению ложного индикационного эффекта на различных металлических поверхностях.

В табл. 3 приведены экспериментальные данные, иллюстрирующие селективность (специфичность) 10%-ного раствора хлорида кобальта (II) в воде.

Как следует из данных табл. 3, аналогичный несимметричному диметилгидразину индикационный эффект могут вызывать аминомеркаптаны и дегазирующий раствор N 2-ащ (Защита от оружия массового поражения, -М.: Воениздат, 1989, с. 308).

Таким образом, исходя из представленных данных, предложенный способ позволяет провести экспресс-определение наличия несимметричного диметилгидразина на поверхностях.

Высокая специфичность (селективность) использованных аналитических реагентов - хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II), свидетельствует о высокой перспективности применения заявляемого способа экспресс-обнаружения несимметричного диметилгидразина с помощью аэрозольных упаковок для его использования в санитарно-химическом контроле.

Использование: в аналитической химии для экспресс-определения наличия несимметричного диметилгидразина (НДМГ) путем индикации на поверхностях, в частности для контроля целостности емкостей, трубопроводов и агрегатов химических производств, объектов хранения и уничтожения химического оружия и компонентов ракетных топлив, а также для санитарно-химического контроля. Технический результат: селективное экспресс-определение наличия НДМГ на поверхностях. В способе определения наличия НДМГ путем индикации, включающем его контактирование с реагентом с переходом окраски, контактирование осуществляют на поверхности путем распыления реагента с использованием аэрозольной упаковки, выполненной в виде герметичного корпуса, заправленного реагентом, с распылительной головкой, а в качестве реагента используют растворы хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II) в воде, при этом аэрозольную упаковку заправляют реагентом многократно. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Способ определения наличия несимметричного диметилгидразина путем индикации, включающий его контактирование с реагентом с переходом окраски, отличающийся тем, что контактирование осуществляют на поверхности путем распыления реагента с использованием аэрозольной упаковки, выполненной в виде герметичного корпуса, заправленного реагентом, с распылительной головкой, а в качестве реагента используют растворы хлорида, нитрата или сульфата кобальта (II) в воде. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аэрозольную упаковку заправляют реагентом многократно.