СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИЯ В МАСЛАХ Российский патент 2006 года по МПК G01N33/28 G01N31/16 

Изобретение относится к области анализа материалов химическими способами, в частности путем титрования с использованием химических индикаторов, преимущественно моторных масел, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности при определении количественного содержания магния в нефтепродуктах.

Постоянное обновление автомобильного парка, приводит к необходимости повышения уровня качества эксплуатационных материалов. В связи с этим происходит ужесточение требований, предъявляемых в том числе к маслам. Одним из направлений улучшения эксплуатационных характеристик масел является использование пакета эффективных присадок. Так, для улучшения моюще-диспергирующих и противоизносных свойств применяются металлсодержащие присадки на основе солей Ва, Са, Zn. (С.Г.Арабян, А.Б.Виппер, И.А.Холомов. Масла и присадки для тракторных и комбайновых двигателей. Справочник. М.: Машиностроение, 1984 г., с.25, 128).

В настоящее время на отечественном рынке нефтепродуктов имеется значительное количество масел, в которых используются магнийсодержащие присадки (Р.Балтенас, А.С.Сазонов, А.И.Ушаков, В.Шергалис. Моторные масла. Производство. Свойства. Классификация. Применение. М. - С-Пб.: Альфа - Лаб., 2000 г. - с.41).

Необходимость количественного определения магния в маслах обусловлена наличием нормированного показателя в технических условиях. Например, в технических условиях на масла моторные "Лада" норма на количественное содержание магния составляет не менее 0,05 мас.% (Масла моторные универсальные "Лада", ТУ 0253-001-48095174).

Для определения содержания магния в маслах может быть использован рентгено-флуоресцентный метод (Сборник научных трудов. Под ред. X.Эрхарда. М.: Металлургия, 1985 г., - с.254), а также атомно-адсорбционный и атомно-эмиссионный спектральные методы анализа (С.К.Кюрегян. Атомный спектральный анализ нефтепродуктов. М.: Химия, 1985 г., с.319).

Однако эти методы достаточно трудоемкие и требуют значительных затрат на обеспечение испытательных лабораторий дорогим приборным оборудованием с привлечением высококвалифицированных технических работников.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, достигаемому положительному эффекту и взятым за прототип является способ количественного определения магния в сульфонатных присадках, основанный на извлечении из пробы масла хлоридов магния и комплексонометрическом их оттитровании трилоном Б (ЭДТА) с индикатором хромоген черный ЕТ-100 (Методы анализа и исследование нефтей и нефтепродуктов. Труды ВНИИ НП, выпуск XVIII. М., 1999 г., стр.8-10).

Суть известного способа определения количественного содержания магния заключается в растворении пробы присадки в бензоле и экстрагировании магния раствором соляной кислоты при нагревании. В аликвотной части оттитровывают магний-ионы раствором ЭДТА в присутствии эриохрома черного Т (хромоген черный ЕТ-100) в щелочной среде.

Недостатком этого способа является его длительность (многократная обработка пробы), токсичность и огнеопасность за счет использования бензола.

Технический результат изобретения - сокращение времени определения содержания магния, улучшение условий труда за счет исключения токсичного и огнеопасного бензола без снижения требований по точности и достоверности получаемых результатов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе количественного определения магния в маслах с присадками, включающем отбор пробы, получение раствора хлорида магния, отбор аликвоты полученного раствора, в которую добавляют дистиллированную воду, нейтрализуют раствором аммиака до заданного рН, добавляют аммиачный буферный раствор и индикатор хромоген черный ЕТ-100 и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора с последующим расчетом количества магния по эмпирической формуле, согласно изобретению задают соотношение грамм-эквивалентов магния и цинка, определяют титр 0,025 моль/дм³ раствора трилона Б, выраженный в граммах цинка на 1 см³, а раствор хлорида магния получают путем пропитки обеззоленного фильтра анализируемым маслом, который сжигают до полного озоления, после чего золу растворяют в 6 моль/дм³ растворе соляной кислоты, а аликвоту полученного раствора хлорида магния титруют 0,025 моль/дм³ раствором трилона Б при значении рН=10,0, замеряют количество титранта, пошедшее на титрование до изменения малиново-фиолетовой окраски в сине-голубую, а количество магния, мас.%, определяют по следующей зависимости:

где Х_магния - количество магния в масле, мас.%;

K₁ - коэффициент разбавления, равный 50;

V - замеренное количество 0,025 моль/дм³ трилона Б, пошедшее на титрование до изменения малиново-фиолетовой окраски в сине-голубую, см³;

Т - титр 0,025 моль/дм раствора трилона Б, выраженный в граммах цинка на 1 см³ (определяют по ГОСТ 13538);

К₂ - соотношение грамм-эквивалентов магния и цинка (К=0,3718 заданное);

m - проба продукта, г.

Способ реализуется следующим образом: берут пробу масла с искусственно введенным содержанием магния 0,05 мас.%. Получают раствор хлорида магния, для чего перемешивают пробу в течение 3 мин, затем в кварцевую чашу отбирают 20 г (m) приготовленного масла. Обеззоленный фильтр складывают в виде конуса и помещают в чашу. После того как фильтр пропитается маслом, его поджигают. Чашу с углистым остатком переносят в муфель, нагретый до 300°С, и постепенно нагревают до 750°С и выдерживают до полного озоления остатка. Чашу вынимают из муфеля и ставят на асбест или подставку для охлаждения. Растворяют золу 30 см³ 6 моль/дм³ раствором соляной кислоты, закрывают часовым стеклом и кипятят 15 мин.

Полученный раствор хлорида магния струей дистиллированной воды переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³. Из этой колбы отбирают на титрование аликвоту 5 см³ (K₁ - коэффициент разбавления, K₁=250/5=50).

По универсальной индикаторной бумаге нейтрализуют аликвоту водным раствором аммиака (раствор приготовлен в соотношении 1:1) до рН=10,0. Добавляют 15 см³ аммиачного буферного раствора, 0,02-0,05 г индикатора хромоген черный ЕТ-100 и титруют раствором трилона Б до изменения окраски от малиново-фиолетовой до сине-голубой. Замеряют количество 0,025 моль/дм³ трилона Б (V), пошедшее на титрование пробы до изменения окраски. Получив значения m, K₁, V, Т, K₂ рассчитывают количество магния в масле по формуле:

где Х_магния - количество магния в масле, мас.%;

К₁ - коэффициент разбавления, равный 50;

V - замеренное количество 0,025 моль/дм³ трилона Б, пошедшее на титрование до изменения малиново-фиолетовой окраски в сине-голубую, см³;

Т - титр 0,025 моль/дм³ раствора трилона Б, выраженный в граммах цинка на 1 см³ (определяют по ГОСТ 13538);

К₂ - соотношение грамм-эквивалентов магния и цинка (К=0,3718 заданное);

m - проба продукта, г.

Заявленным способом проводились испытания масел с известным (введенным) содержанием магния. Образцы готовились на основе индустриальных масел без присадок. В эти масла были введены магнийсодержащие присадки с известным содержанием магния (см. таблицу 1) и получены результаты испытаний образцов, представленные в таблице 2.

Таблица 1Образцы, приготовленные для испытания заявляемым способом№ п/пОснова маслаКоличество введенного магния, %1231Индустриальное масло И-200,0502Индустриальное масло И-200,0703Индустриальное масло И-200,1004Индустриальное масло И-200,1105Индустриальное масло И-200,120

Как показали результаты испытаний, заявляемый способ позволяет определять количество магния в маслах с присадками, обеспечивает достоверность и точность результатов (до 5 отн.%, см. таблицу 2) при длительности анализа не более 2 часов.

После метрологической аттестации способа планируется внесение изменений в ГОСТ 13538 "Присадки и масла с присадками. Метод определения содержания бария, кальция и цинка комплексонотитрованием", что расширит номенклатуру определяемых металлов в маслах с пакетом присадок, включающих Ва, Са, Zn и Mg.

Изобретение относится к области анализа материалов химическими способами (путем титрования, с использованием химических индикаторов), содержащих органические соединения магния и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности при контроле качества нефтепродуктов. Указанный технический результат достигается тем, что хлорид магния из пробы масла получают путем пропитки обеззоленного фильтра анализируемым маслом с последующим его сжиганием до полного озоления, после чего золу растворяют в 30-40 см³ разбавленной 6 моль/дм³ соляной кислоты. Полученный раствор кипятят в течение 15-20 минут, переносят струей дистиллированной воды в мерную колбу. Отбирают аликвоту, в которую добавляют дистиллированную воду и нейтрализуют аммиаком (по каплям) до рН=10,0, вводят аммиачный буферный раствор и индикатор хромоген черный ЕТ-100 и титруют 0,025 моль/дм³ раствором трилона Б до изменения малиново-фиолетовой окраски в сине-голубую, а количество магния, мас.% определяют по эмпирической формуле. Достигается сокращение времени определения содержания магния, улучшение условий труда за счет исключения токсичного и огнеопасного бензола без снижения требований по токсичности и достоверности получаемых результатов. 2 табл.

Способ количественного определения магния в маслах с присадками, включающий отбор пробы, получение раствора хлорида магния, отбор аликвоты полученного раствора, в которую добавляют дистиллированную воду, нейтрализуют раствором аммиака до заданного рН, добавляют аммиачный буферный раствор и индикатор хромоген черный ЕТ-100 и титруют раствором трилона Б до перехода окраски раствора с последующим расчетом количества магния по эмпирической формуле, отличающийся тем, что задают соотношение грамм-эквивалентов магния и цинка, определяют титр 0,025 моль/дм³ раствора трилона Б, выраженный в граммах цинка на 1 см³, а раствор хлорида магния получают путем пропитки обеззоленного фильтра анализируемым маслом, который сжигают до полного озоления, после чего золу растворяют в 6 моль/дм³ растворе соляной кислоты, а аликвоту полученного раствора хлорида магния титруют 0,025 моль/дм³ раствором трилона Б при значении рН=10,0, замеряют количество титранта, пошедшее на титрование до изменения малиново-фиолетовой окраски в сине-голубую, а количество магния, мас.%, определяют по следующей зависимости:

где Х_магния - количество магния в масле, мас.%;

К₁ - коэффициент разбавления, равный 50;

V - замеренное количество 0,025 моль/дм³ трилона Б, пошедшее на титрование до изменения малиново-фиолетовой окраски в сине-голубую, см³;

Т - титр 0,025 моль/дм³ раствора трилона Б, выраженный в граммах цинка на 1 см³;

К₂ - соотношение грамм-эквивалентов магния и цинка K₂=0,3718;

m - проба продукта, г.