Способ групповой идентификации органических соединений в воде Советский патент 1984 года по МПК G01N31/08 

О

сх

00

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к методам определения органических соединений в воде, и может использоваться при определе 1Ии качественного состава органических веществ в аналиэируемлх водах.

Известен способ определения органических соединений, в частности в воде, путем пропускания анализируемой пробы через колонку, заполненную макропористым сульфвкатионитом в Со -форме, с последующим хроматогра-фическим разделением веществ, прошедших через колонку Cl3.

Недостатком данного способа являётся однов эеменное селективное удерживание и поглощение веществ различных классов .(амийов, органических кислот, СПИРТОВ) эфйров), VTO не позволяет точно идентифицировать каждый класс веществ в отдельности..

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ группо7 вой идентификации ограниченных веществ в воде путем пропускания анализируемой пробы р потоке газа-носителя через поглотительную колонку, заполненную макропористым анионитом с этилендиаминовыми группами с после дующим хроматографическим разделение полученной смеси и групповой идентификацией поглощенных соединений по разности числа пиков на хроматограммах, полученных с поглотительной колонкой и без нее 2.

Недостатком известного способа является возможность групповоЯ идентификации только карбонильных соединений.

Цель изобретения - расширение возможности групповой идентификации орранических соединений, т.е. возможности -идентификации также аминов, нитрилов, спиртов, сложных и простых Эфиров.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу групповой идентификации органических соединений в воде путем пропускания анализируемой пробы в потоке газа-носителя через поглотительную колонку, заполненную макропористым анионитом.с этилендиаминовыми группами с последующим хроматографическим разделением полученной смеси и групповой идентификацией поглощенных соедине-. НИИ по разности числа, пиков на хроматограммах, полученных с поглотительной колонкой и без нее, колонку, заполненную макропористым анионитом с этилендиаминовыми группами, дополнительно заполняют глакропористым сульфокатионитом в , или С г З -форме.

На чертеже приведены хроматограммы органических веществ модельного

раствора, прошедших через пог ютительную колонку, заполненную макропористым анионитом и сульфокаТионитом в различных формах: 1 - ацетон} 2 - ацетонитрил; 3 - хлороформ; 4 - пропанол; 5 - октан; 6 - пропионовая кислрта; 7 - толуол; 8 - бутилацетат;; 9 - пентанол; 10 - пропионовый адьдегид; 10 - пиридин.

Определение органических веществ в воде проводят следующим образом.

Пробу анализируемой водаа помещают в барботер, нагревают и пропускают через нее азот. Органические вещества, содержащиеся в пробе, увлекаемые азотом адсорбируют на колонкеконцентраторе, с которой удаляют пары воды, непосредственно в процессе концентрирования органических соединений. Через определенное время прекращают подачу азота в барботер и соединяют колонку-концентратор с поглотит.ельной колонкой, заполненной макропористым анионитом с этилендиаминовыми группами АН-221 в ОН-форме и дополнительно макропористым сульфокатионитом КУ-23 в или .,-или Сг -Лорме, из которой вещества, прошедшие через поглотительную колонку, поток газаносителя переносят в разделительную колонку. Разделенные на этой колонк пробы детектируют и получают хроматограмму, которую сравнивают с хро матограммами, полученными без поглоти ельной колонки и с поглотительно колонкой, заполненной только анионитом с этилендиаминовыми группами. По разности числа пиков на хроматограммах проводят групповую идентификацию компонентов в анализируемой пробе.

Пример 1. Пробу воды объемом 50 мл, представлякааую собой модельный раствор, содержащий ацетон ацетонитрил, хлороформ, н-пропанол, октан, пропионовую кислоту, толуол, бутилацетат, н-пентанол, пропионовы альдегид, пиридин с концентрациями от 5 до 100 мг/л, помещают в коническую колбу-барботер на 100 мл и нагревают барботер на водяной бане до 90°G. Затем к нему подводят газообразный азот и продувают его через пробу при расходе 80 мл/мин в течение 30 мин. Выдуваелие из воды органические соединения поступают в колонку Концентрирования длиной 1 м, заполненную полисорбом-1. Эта колонка соединяется с двумя параллельно расположенными хроматографическимй колонками ( длиной по 2 м J двухпозиционным восьмиходовым краном с фторопластовыми прокладками, выдерживающими температуру до 180°С. Все колонки и кран размещают в термостате, а вентиль крана выводят на крышку термостата. Начальная температура термостата 60°С. Одна хроматографическая колонка заполнена сорбентом 5% ХЕ-60 на хроматоне N-AW-DMCS, другая состоит из двух секций: одна длиной 1,7 м, заполненная сорбентом 5% ХЕ-60 на хроматоне N-AW-DMCS И вторая- длиной 0,3 м, заполненная слоями анионита и катионита. В процессе концентрирования восьмиходово кран соединяет колбу-барботер и обо гатительную колонку. Через 30 мин ток азота прекращают, с помощью восьмиходового крана отключают барботер от обогатительной колонки и соединяют ее с первой хроматографической колонкой. Одновременно повьзщают температуру термостата до ISOj со скоростью 25 /мин. Снимают полную хроматограмму (. .Затем в колбу-барботер наливают свежую порцию пробы, термостат охлаждают до 60°С, повторяют процесс концентрирования на ко лонке с полисорбом-1 и анализируют пробу повторно при 150°С на второй . хроматографической колонке (расход газа-носителя (N2) - 60 мл/мин, перед которой установлена колонка поглощения, заполненная анионитом с этилендиаминовыми группами (АН-221 зернением 0,4-0,63 мм. Эта колонка поглотает ацетон, пропяоновую кислоту и пропионовый альдегид и в результате получают хроматограмму, на которой отсутствуют эти BetiecTBa f Потом повторяют все описанные опера ции еще раз, но в колонке поглощения заменяют половину слоя АН-221 в ОН-форме макропористым сульфокатионйтом КУ-23 в N a -форме. Этот сорбент, высота слоя которого в колонке поглощения равна 15 см, имеет удельную поверхность 70 , радиу пор 200 Я , Максимальную рабочую температуру 250с, зернение 0,7 1,0 мм, сорбционную емкость при ISO по пиридину - 8,1 мг/л и является сополимером 20% дивинилбензола и 80% стирола, получаемым в среде инертного разбавителя-изооктана. После прохождения сконцентрированно пробы через колонку поглощения, содержащую АН-221 и КУ-23 в Ма -форме и разделительную колонку получают хроматограмму В , на которой также как и на хроматограмме 5 отсутствую ацетон, пропионовый альдегид и пропионовая кислота, но и отсутствует пик пиридина, что указывает на поглощение в N а -форме соединеНИИ, относящихся к классу аминов. Пример 2. Проводят все операции аналогично примеру 1, но в колонку поглощения засыпают, кроме АН-221 в ОН-форме слой U5 см)макро пористого сульфокатйонита КУ-23 40/100 (числитель - содержание дивинилбензола; з менатель - инертного разбавителя изоокхана в Сг -форме, который имеет удельную поверхность 7 , радаус пор 2000 & , максимальную рабочую температуру 250с, зернение 0,315-0,63 мм, сорбционную емкость в Сг -форме по пиридину 9,7 мг/г. После прохождения сконцентрированной пробы через колонку поглощения, заполненную АН-221 и КУ-23 40/100 в Сг -форме, на хроматограмме отсутстззуют пики ацетона, пропионовой кислоты и пропирнового альдегида, атакже пик ацетонитрила г-г что указывает на селективное поглощение в данном случае КУ-23 в Сг -форме соединений, относящихся к классу нитрилов. П р и .м е р 3. Проводят все операции аналогично примеру 1, но в колонку поглощения помещают, кроме АН-221, слой (15 см) макропористого сульфокатйонита КУ-23 20/100 в Со -форме, имеющий основные параметры, аналогичные указанным в примере 1, но сорбционную емкость по этанолу более 20 мг/г. Получают хроматограмму д, на которой отсутствуют помимо пиков, указанных в примерах 1 и 2, пики спиртов Сди С, что указывает на селективное поглощение КУ-23 20/100 в Со -форме соединений, относящихся к классу спиртов. Пример 4. Проводят все операции аналогично примеру 1, но в колонку поглощения помещают кроме АН-221, слой (15 см) КУ-23 40/100 форме. Получают хроматограмму е, на которой отсутствуют компоненты, указанные в примерах 1-3, а также пик бутилацетата, что указывает на .селективное поглощение КУ-23 40/100 в Со -форме соединений, относящихся к классу сложных эфиров. Конечная хроматограмма содержит пики веществ, относ5}щихся к н-углеводородам и их галoreнпроизводным, которые не поглощаются ни одним из перечисленных сорбентов. Пример 5. Пробу производственной, .точной воды отстаивают, отбирают пипеткой аликвотную часть (50 мл ) и проводят определение качественного состава органических веществ аналогично примеру 1; Порядок замены колонок поглощения заполняемых известными сорбентами АН-221, КУ-23 в Со2 -форме и описанными в примерах 1 и 2, а также идентификация классов соединений, присутствующих в сточной воде, представлены в табл. 1.

Таблица 1

1-11

олнителя

1,3,5,6,7, 8,9

+

1,3,5,6,7, 20/100,Na 8,9

+

1,3,5,7,8

40/200, Сг

+ 1,7,8

20/100, Со

+

0/100, Na

+

0/100, Со

Количественное содержание иденти-; фицированных групп и индивидуальных соединений(Ь( 0,95 и п 5 ,среднее отноПримечание. Нумерация

Полная хроматогрэмма

Пики 2,4,10,1.1 карбонильные соединения

Амины отсутствуют

Пики 6,9-нитрилы Пики 3,5-спирты

Пики 7,-сложные эфиры .

2,4,10,11, Пик 1-простой эфир, 6,9 ,3,5 ,7,8, углеводороды отсут1ствуют

сительное отклонение составляет 2,53%, индивидуальная идентификация по индексам удерживанияЛ приведено в табл.2. Т а б л и ц а 2

пиков согласно табл. 1, Из представленных материалов следует, что применение в колонках поглощения макропористого сульфокатионита в Со или Сг форме позволяет расширить возможности групповой идентификации органических соединений в воде, в частноеа 1П«

0 ти определить наличие или отсутствие аминов, нитрилов. Результаты определения качественного состава примесей органических веществ ..в воде позволяют при количестве1)ном анализе выявить вклад каждого класса соединейий в общее содержание примесей.