Способ получения калибровочных образцов состава микропримесей этилового спирта Российский патент 2023 года по МПК G01N1/00 G01N30/02 C07C31/08 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для получения калибровочных образцов состава этилового спирта с различной концентрацией микропримесей. Образцы могут быть использованы также для аттестации на их основе стандартных образцов состава этилового спирта.

Известен способ изготовления стандартных образцов массовой доли нефтепродуктов в кварцевом песке (патент РФ № 2599131, опубл. 2016 г.), предусматривающий смешивание нефтепродукта с отмытым, высушенным и просеянным кварцевым песком фракцией 0,1-0,5 мм. Проводят аттестацию полученного материала по массовой доле нефтепродукта. При этом нефтепродукт добавляют к кварцевому песку в виде раствора в легколетучем неполярном органическом растворителе с последующим испарением растворителя при комнатной температуре в течение 5-7 дней. Полноту испарения растворителя контролируют взвешиванием сосуда с образцом. В качестве нефтепродукта используется моторное масло. В качестве растворителя используется гексан.

Недостатком известного способа является то, что основой стандартных образцов является кварцевый песок, а область применения способа - анализ нефтепродуктов в почвах, грунтах и донных отложениях. Матрицы этих объектов существенно отличаются от кварцевого песка, что приведет к ошибкам в результатах измерений. В качестве аттестуемого нефтепродукта, содержащегося в кварцевом песке, выбрано моторное масло. Если в контролируемых объектах будет присутствовать другой загрязнитель, например сырая нефть, матрица которой отличается от матрицы моторного масла, то это будет также вносить дополнительные погрешности в результаты измерений.

Известен способ получения калибровочных образцов (авторское свидетельство № 1006968, опубл. 1983 г.), предназначенных для определения химического состава алюминиевых и магнитных сплавов, который в качестве исходных компонентов шихты используют материалы известного химического состава, расплавление шихты ведут при скорости нагрева 80-100 град/мин до температуры, в 1,3-1,4 раза превышающей температуру плавления сплава, а кристаллизацию проводят со скоростью 10-11 тыс. град/мин.

Недостатком известного способа является ограниченность области его применения только для определения химического состава алюминиевых и магнитных сплавов, что не позволяет использовать его для аналитической химии спиртов.

Известен способ получения калибровочных смесей для газовых хроматографов (авторское свидетельство № 603898, опубл. 1978 г.), заключающийся в подаче в исходный поток газа разбавителя исходного вещества, которое подают путем барботирования дополнительного потока газа-разбавителя через нелетучую жидкость, в которой растворено исходное вещество.

Недостатком известного способа является сложность его реализации с использованием жидких и газообразных сред.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ приготовления набора стандартных образцов раствора этанола в воде (прототип) (см. Стандартные образцы для анализа водки / М.М. Залетина и др. // Аналитика и контроль. - 2001. - Т.5. - №1. - С. 65-69.), предусматривающий добавление в 40% раствор этилового спирта в воде навесок контролируемых веществ.

Недостатками известного способа является не высокая стабильность состава изготовленных образцов и небольшой срок их годности. Внесение в водный раствор спирта навесок химических веществ с примесями изменяет исходную матрицу спирта, что ухудшает точность измерений. Изготовленные искусственных образов спиртовых растворов микропримесей требуют проведения дополнительной очистки и проверки качества вносимых веществ. Приготовленные таким способом образцы обладают повышенной нестабильностью состава при хранении, что резко ограничивает срок их годности (не более одного года).

Задача, на решение которой направлено изобретение способа заключается в повышении стабильности состава контролируемых микропримесей в полученных калибровочных образцах этилового спирта и увеличении срока их годности. Сохранение одинаковой матрицы у всех изготовленных калибровочных образцов идентичной матрице исследуемого материала (спирта) является важным критерием, обеспечивающим стабильность состава контролируемых микропримесей и длительности срока годности калибровочных образцов. Это также обеспечивает максимальное соответствие условий анализа (химические связи, валентности, молекулярные структуры и др.) для получения точных результатов измерений концентраций микропримесей во всех калибровочных образцах. Спирт этиловый, ректификованного из пищевого сырья, после технологической очистки имеет минимальные концентрации микропримесей для каждого сорта спирта, поэтому любой из них можно использовать как образец состава этилового спирта с минимальными концентрациями, контролируемыми микропримесей. Образец этилового спирта с максимальными значениями контролируемых концентраций микропримесей получают путем добавления в каждые 100 мл предыдущего образца 2-5 мл сивушно-эфироальдегидного концентрата, содержащего сконцентрированные все микропримеси спирта, полученные при его производстве и очистке. Концентрат получают, при производстве спирта с использованием брагоректификационной установки с выделением концентрированных примесей спирта в виде одного продукта - сивушно-эфироальдегидного концентрата. При этом из спирта выводятся все примеси (т.е. головные, хвостовые и промежуточные) в виде этого концентрата. Добавление сивушно-эфироальдегидного концентрата в очищенный спирт позволяет увеличить концентрации аттестуемых микропримесей в калибровочном образце без изменения его матрицы. Такой прием обеспечивает создание двух калибровочных образцов стабильного состава с идентичной матрицей, отличающиеся только концентрациями микропримесей. После измерения концентраций микропримесей в калибровочных образцах с минимальной и максимальной концентрацией контролируемых микропримесей можно получить из них калибровочные образцы с промежуточными известными концентрациями микропримесей. Точный, объемный метод смешивания в выбранной пропорции объемов калибровочного образца с минимальными концентрациями аттестуемых микропримесей и калибровочного образца с максимальными концентрациями этих микропримесей позволяет получить калибровочные образцы с идентичной матрицей, но с уже известными промежуточными концентрациями аттестуемых микропримесей. Так, например, при смешивании калибровочного образцов с минимальными (min) и максимальными (max) концентрациями токсичных микропримесей в объемной пропорции 1:1 получим калибровочный образец с промежуточными известными значениями концентрацией микропримесей равными (min+max)/2. При смешивании этих образцов в пропорции объемов 2:1 получим образец с известной промежуточной концентрацией микропримесей равной [(2⋅min)+max]/3. А при смешивании этих образцов в объемной пропорции 1:2 получим образец с известной промежуточной концентрацией микропримесей равной [min+(2⋅max)]/3. Это дает возможность осуществлять дополнительный контроль за результатами измерений концентраций микропримесей в калибровочных образцах с промежуточными концентрациями микропримесей и отбраковывать те из них, которые отличаются по абсолютной величине на установленную разработчиком образцов погрешностью, например 10-15%. Этот прием при изготовлении набора калибровочных образцов состава этилового спирта позволяет отбраковывать ошибочные результаты измерений, повысить точность калибровки и, следовательно, точность измерений с использованием таких калибровочных образцов. Полученные предложенным способом калибровочные образцы имеют различные концентрации микропримесей, идентичную матрицу, стабильный состав, что удлиняет срок их хранения.

Заявленный результат, который может быть получен при применении предложенного способа, достигается за счет того, что в качестве калибровочного образца этилового спирта с минимальными концентрациями контролируемых микропримесей используют образец очищенного спирта этилового ректификованного из пищевого сырья; калибровочный образец состава этилового спирта с максимальными концентрациями микропримесей получают путем добавления в каждые 100 мл предыдущего образца 2-5 мл сивушно-эфироальдегидного концентрата из всех примесей полученных при очистке этого спирта; калибровочные образцы состава этилового спирта с промежуточными концентрациями микропримесей большими, чем в образце с минимальными концентрациями микропримесей и меньшими, чем в образце с максимальными концентрациями микропримесей получают смешиванием этих образцов в выбранной пропорции их объемов; измеряют концентрации микропримесей во всех калибровочных образцах в 3-5 повторностях газохроматографическим методом анализа в 2-3 аккредитованных аналитических лабораториях, рассчитывают содержание микропримесей в образцах, как среднее арифметическое значение результатов измерений этих показателей при этом отбраковывают ошибочные результаты измерений микропримесей в образцах с промежуточными концентрациями, которые отклоняются в большую или меньшую сторону от расчетных значений этих концентраций на заданную изготовителем калибровочных проб величину.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков является существенной и необходимой для достижения поставленной цели.

Сущность изобретения способа и возможность его осуществления поясняется примером.

Пример

Для получения комплекта из пять калибровочных образцов использовали очищенный спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья марки «ЛЮКС» по ГОСТ Р 51652-2000 и сивушно-эфироальдегидный концентрат из всех примесей, полученных при очистке этого спирта. Очищенный спирт был использован в качестве калибровочного образца №1 с минимальными (min) концентрациями контролируемых микропримесей. Калибровочный образец №5 с максимальными (max) концентрациями контролируемых микропримесей получали, добавив в каждые 100 мл предыдущего образца 4 мл сивушно-эфироальдегидного концентрата. Образец №2 с промежуточной концентрацией микропримесей равной одной трети от суммы двойной минимальной концентрации и максимальной концентрации контролируемых микропримесей равной [(2⋅min)+max]/3 получали, смешав образцы №1 и №5 в пропорции объемов 2:1. Образец №3 с концентрацией микропримесей равной половине суммы концентраций микропримесей в образцах №1 и №5 (min+max)/2 получали смешиванием этих образцов в пропорции объемов 1:1. Образец №4 с концентрацией микропримесей равной одной трети от суммы минимальной концентрации и двойной максимальной концентрации микропримесей [(min+(2⋅max)]/3 получали, смешав образцы №1 и №5 в пропорции объемов 1:2. После чего в полученном комплекте из 5 калибровочных образцов измеряли содержание микропримесей (уксусный альдегид, метилацетат, этилацетат, метанол, 1-пропанол, 2-пропанол, изобутиловый спирт, 1-бутанол, изоамиловый спирт) в трехкратной повторности в двух аналитических аккредитованных аналитических лабораториях газохроматографическим экспресс-методом по ГОСТ Р 30536- 2013. При этом, отбраковывались результаты измерений концентраций микропримесей в образце №2, №3, №4, которые отклонялись на заданную нами величину (10%) от расчетных концентраций микропримесей в этих образцах. Полученные средние арифметические значения концентраций микропримесей калибровочного комплекта из пяти образцов в пересчете на безводный спирт приведены в таблице.

Таблица
Концентрации микропримесей в калибровочных образцах Наименование
микропримеси Обозначение
физической
величины Номер образца в комплекте № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 Концентрации микропримесей Уксусный
альдегид мг/дм³ 1,8 6,73 9,2 11,7 16,6 Метилацетат мг/дм³ 0,2
1 3,6 5,4 7,1 10,5 Этилацетат мг/дм³ 0,2 19,5 29,2 38,9 58,2 Метанол %, об. 0,017 0,034 0,042 0,050 0,067 1-пропанол мг/дм³ 1,9 3,7 4,6 5,5 7,3 2-пропанол мг/дм³ 2,1 4,23 5,3 6,37 8,5 Изобутиловый спирт мг/дм³ 0,18 0,89 1,25 1,61 2,32 1-бутанол мг/дм³ 0,2 2,4 3,5 4,6 6,8 Изоамиловый спирт мг/дм³ 0,16 2,02 2,95 3,88 5,74

Полученные предложенным способом калибровочные образцы состава микропримесей этилового спирта имеют идентичную матрицу, стабильный состав и отличаются только концентрациями контролируемых примесей. В результате экспериментальных исследований было установлено, что срок годности получаемых по предложенному способу образцов составляет три года, что в 3 раза больше, чем у прототипа (один год).

Таким образом, представленное изобретение позволяет повысить стабильность состава и увеличить срок годности калибровочных образцов состава микропримесей этилового спирта.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу получения калибровочных образцов состава микропримесей этилового. При этом в качестве калибровочного образца этилового спирта с минимальными концентрациями контролируемых микропримесей используют образец очищенного спирта этилового ректификованного из пищевого сырья. Калибровочный образец состава этилового спирта с максимальными концентрациями микропримесей получают путем добавления в каждые 100 мл предыдущего образца 2-5 мл сивушно-эфироальдегидного концентрата из всех примесей, полученных при очистке этого спирта. Калибровочные образцы состава этилового спирта с промежуточными концентрациями микропримесей большими, чем в образце с минимальными концентрациями микропримесей и меньшими, чем в образце с максимальными концентрациями микропримесей получают смешиванием этих образцов в выбранной пропорции их объемов. Причем измеряют концентрации микропримесей во всех калибровочных образцах в 3-5 повторностях газохроматографическим методом анализа в 2-3 аккредитованных аналитических лабораториях, рассчитывают содержание микропримесей в образцах, как среднее арифметическое значение результатов измерений этих показателей, при этом отбраковывают ошибочные результаты измерений микропримесей в образцах с промежуточными концентрациями, которые отклоняются в большую или меньшую сторону от расчетных значений этих концентраций на заданную изготовителем калибровочных проб величину. Технический результат - повышение стабильности состава стандартных образцов и увеличение срока их годности. 1 табл., 1 пр.

Способ получения калибровочных образцов состава микропримесей этилового спирта, включающий добавление в очищенный этиловый спирт микропримесей, отличающийся тем, что в качестве калибровочного образца этилового спирта с минимальными концентрациями контролируемых микропримесей используют образец очищенного спирта этилового ректификованного из пищевого сырья; калибровочный образец состава этилового спирта с максимальными концентрациями микропримесей получают путем добавления в каждые 100 мл предыдущего образца 2-5 мл сивушно-эфироальдегидного концентрата из всех примесей, полученных при очистке этого спирта; калибровочные образцы состава этилового спирта с промежуточными концентрациями микропримесей большими, чем в образце с минимальными концентрациями микропримесей и меньшими, чем в образце с максимальными концентрациями микропримесей получают смешиванием этих образцов в выбранной пропорции их объемов; измеряют концентрации микропримесей во всех калибровочных образцах в 3-5 повторностях газохроматографическим методом анализа в 2-3 аккредитованных аналитических лабораториях, рассчитывают содержание микропримесей в образцах, как среднее арифметическое значение результатов измерений этих показателей при этом отбраковывают ошибочные результаты измерений микропримесей в образцах с промежуточными концентрациями, которые отклоняются в большую или меньшую сторону от расчетных значений этих концентраций на заданную изготовителем калибровочных проб величину.