СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭТАНОЛАМИНА В ВОЗДУХЕ Российский патент 2009 года по МПК G01N30/00 

Изобретение относится к аналитической химии, а конкретно к газохроматографическому определению концентраций этаноламина в воздухе, и может быть использовано для санитарного контроля воздушных объектов.

Известен способ фотометрического определения этаноламина в воздухе, описанный в сборнике методических указаний по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны. М., 1982, №6-7, с.28-32.

Определение, основанное на взаимодействии этаноламина с n-нитро-фенилдиазонием, не специфично в присутствии первичных аминов и обладает низкой чувствительностью.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ газохроматографического определения этаноламина в воздухе рабочей зоны, описанный в журнале аналитической химии, 1996, том 51, №6, с.642-646.

Этот способ заключается в том, что пробу воздуха в объеме 10-20 дм³ аспирируют через хемосорбент, затем смывают сорбат 2,5-3 см³ изопропилового спирта в 0,5 г прокаленного углекислого калия. В полученный раствор вводят 6 мм³ бензальдегида, объем раствора упаривают при 82°С до 1 см³, затем раствор отделяют от осадка, осадок промывают 1 см³ изопропилового спирта и объединяют смыв с основной порцией элюата. Объединенный элюат концентрируют упариванием до объема 0,1-0,2 см³, охлаждают до комнатной температуры и хроматографируют 3 мм³ с пламенно-ионизационным детектором. Предел определения в анализируемой пробе составляют 0,002 мкг.

Однако этот способ длителен и трудоемок, а повторное упаривание экстракта с целью обеспечения необходимой чувствительности определения деривата, полученного с помощью бензальдегида, значительно повышает погрешность анализа из-за невозможности четкого контроля упариваемых до столь малых величин объемов (0,1-0,2 см³). В результате чего неизбежны низкая точность и надежность измерения концентраций, особенно в области малых ее значений. Кроме того, использование для хроматографирования пламенно-ионизационного детектора, чувствительного практически ко всем классам органических соединений, не позволяет обеспечить должной селективности, а следовательно, и надежности определения.

Задача предлагаемого технического решения - повышение чувствительности, точности и надежности определения этаноламина в воздухе с одновременным снижением трудоемкости и длительности анализа.

Эта задача решается за счет того, что сорбат экстрагируют толуолом в щелочной среде, толуольный экстракт обрабатывают пентафторпропионовым ангидридом, избыток которого нейтрализуют буферным раствором, экстракт осушают сульфатом натрия и хроматографируют с электронозахватным детектором.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Пробу воздуха аспирируют через 3-5 см³ 6%-ного водного раствора углекислого натра. 1 см³ сорбата экстрагируют 1 см³ толуола в присутствии 1 см³ насыщенного щелочного раствора. После отделения водного слоя в толуольный экстракт добавляют 5-7 мм³ пентафторпропионового ангидрида, выдерживают 8-10 мин при комнатной температуре для проведения дериватизации, затем добавляют 1 см³ фосфатнокислого буферного раствора рН 7 для нейтрализации избытка ацилирующего реагента, отделяют толуольный слой, осушают его добавлением сернокислого натра и хроматографируют 1 мм³ с электронозахватным детектором. Предел определения этаноламина в анализируемой пробе составляет 0,0001 мкг, т.е. в 20 раз ниже, чем в методе-прототипе, что позволяет анализировать, например, воздух рабочей зоны на уровне 1/2 предельно-допустимой концентрации при объеме пробы воздуха всего 2 дм³. Использование для хроматографирования фторселективного электронозахватного детектора обеспечивает высокую селективность и надежность определения фторсодержащего деривата.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность и точность определения этаноламина в воздушных объектах при одновременном снижении трудоемкости и значительном сокращении длительности проведения анализа.

Пример 1. В делительную воронку помещают 1 см³ раствора этаноламина в 6%-ном углекислом натре. Добавляют по 1 см³ насыщенного щелочного раствора и толуола и экстрагируют в течение 10-15 сек. Отделяют водный слой. В толуольный экстракт добавляют 3 мм³ пентафторпропионового ангидрида и оставляют на 8-10 минут для проведения дериватизации. Добавляют 1 см³ фосфатнокислого буферного раствора рН 7, встряхивают несколько раз делительную воронку и отделяют водный слой. В толуольный экстракт добавляют сернокислый натр и через 2-3 мин хроматографируют 1 мм³ с электронозахватным детектором.

Результаты анализа приведены в таблице 1.

Пример 2. Выполняют, как пример 1, но в толуольный экстракт добавляют 5 мм³ пентафторпропионового ангидрида. Результаты анализа приведены в таблице 1.

Пример 3. Выполняют, как пример 1, но в толуольный экстракт добавляют 7 мм³ пентафторпропионового ангидрида. Результаты анализа приведены в таблице 1.

Пример 4. Через поглотительный прибор с пористой пластинкой, содержащий 3 см³ 6%-ного водного раствора углекислого натра, аспирируют со скоростью 2 дм³/мин 3 дм³ парогазовой смеси этаноламина, полученной с помощью динамического диффузионного дозатора. 1 см³ сорбата помещают в делительную воронку, добавляют по 1 см³ насыщенного щелочного раствора и толуола и встряхивают в течение 10-15 секунд. Отделяют верхний слой, в толуольный экстракт добавляют 6 мм³ пентафторпропионового ангидрида и оставляют на 8-10 мин для проведения дериватизации. Добавляют 1 см³ фосфатокислого буферного раствора, встряхивают делительную воронку несколько раз и отделяют водный слой. В толуольный экстракт добавляют сернокислый натр и через 2-3 мин хроматографируют 1 мм³ с электронозахватным детектором. Результаты анализа приведены в таблице 2.

Таблица 1 Результаты анализа раствора этаноламина, С=5 мкг/см³ Количество пентафторпропионового ангидрида, мм³ Высота хроматографического пика, h, mB Метрологическая характеристика, Р=0,95 h_ni Среднее квадратичное отклонение, S Доверительный интервал, Δh_ni Погрешность определения σ, % 3 36,2 52,8 41,4 44,6 37,0 42,4 6,7372 7,8152 18,4 5 52,8 49,4 49,8 51,0 53,2 51,2 1,7176 1,9924 3,9 7 49,8 53,3 49,6 50,6 52,4 51,1 1,6454 1,9087 3,7

Таблица 2 Результаты анализа искусственной воздушной смеси этаноламина № анализа Концентрация этаноламина в воздухе, мг/м³ Метрологическая характеристика, Р=0,95 C_ni Среднее квадратичное отклонение, S Доверительный интервал, ΔС_ni Погрешность определения, % 1 0,65         2 0,59         3 0,67 0,64 0,0017 0,0482 7,5 4 0,61         5 0,69        

Изобретение относится к аналитической химии, а конкретно к газохроматографическому определению концентраций этаноламина в воздухе, и может быть использовано для санитарного контроля, например, воздуха рабочей зоны. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности, точности, надежности определения, а также сокращение трудоемкости и времени проведения анализа. Для этого необходимо использовать в качестве сорбирующей системы раствор углекислого натра, экстрагента - толуол, дериватизирующего реагента - пентафторпропионовый ангидрид в количестве 5-7 мм³, а хроматографический анализ проводить с электронозахватным детектором. 2 табл.

Способ газохроматографического определения этаноламина в воздухе, включающий аспирацию анализируемого воздуха через сорбционную систему, экстракцию сорбата, дериватизацию этаноламина и хроматографический анализ, отличающийся тем, что в качестве сорбирующей системы используют раствор углекислого натра, экстрагента - толуол и дериватизирующего реагента - пентафторпропионовый ангидрид в количестве 5-7 мм³, а хроматографический анализ проводят с электронозахватным детектором.