Способ определения ацеталей в воздухе Советский патент 1991 года по МПК G01N31/00 

где К - относительный калибровочный коэффициент определяемого вещества по отношению к стандартному, который устанавливается для каждого экземпляра прибора, и при замене хроматографической колонки;

Сет концентрация внутреннего стандарта в анализируемом растворе, мнг/мл;

Sx - площадь пика определяемого компонента, мм ;

SCT - площадь пика внутреннего стандарта, мм2,

Концентрацию вещества С в воздухе в мг/м вычисляют по формуле(1)

г Сх V 1000,-,

V0 (

где V - объем поглотительного раствора, мл; V0 - объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к нормальным условиям известным способом.

Способ определения ацеталей применим для любых ацеталей.

Пример 1. Анализируемый воздух на содержание паров диметилацеталя а-бром- /3 -метоксипропионового альдегида (ДБМА) пропускают с объемной скоростью 1 л/мин втечение 15мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с б мл абсорбционной смеси в каждом, состоящей из 1 мл толуола и 5 мл о-ксилола, при температуре воздуха 20°С и давлении 740 мм рт. ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерные калиброванные пробирки с притертыми пробками и замеряют объем, который равен 6 мл, В каждую пробирку добавляют по 0,1 мл раствора н-децилового спирта с концентрацией в абсорбционной смеси 5 мкг/мл и хорошо перемешивают,

Затем берут микрошприцом 0,6 мкл исследуемого раствора из первой пробирки и вводят в испаритель хроматографа с ДИП и записывают хроматограмму при температуре испарителя 210°С температуре термостата колонок 140°С, с насадкой в колонке из 5%. 8Е-ЗОХроматонеМ-А Л/ДМС5 (фракция 0,16-0,20 мм) при скорости газа-носителя (азота) 40-45 мл/мин, скорости диаграммной ленты 720 мм/ч и чувствительности прибора 10x10 10.

Время удерживания толуола 41 с, о-ксилола 60 с ДБМА 2 мин 15 с, н-децилового спирта 4 мин.

На полученной хроматограмме определяют высоту пиков ДБМА и н-децилового спирта, а также их ширину на середине высоты.

Концентрацию ДБМА в поглощающей жидкости в первом поглотителе рассчитывают по формуле (1):

СдБМА

К Сс

S,

Д§МА 0.05.

где , 45 (на хроматографе Цвет-102); Сет 0,08 мкг/мл;

5дБМА 6,0 мм2;

Зст.23,52 мм2.

Концентрация ДБМА в поглощающей жидкости в первом поглотителе с учетом разбавления в 1,02 раза равна 0,05

мкг/мл-1,,051 мкг/мл. Во втором пог - лотителе ДБМА не обнаружен,

Для пересчета полученной концентрации ДБМА в абсорбционной смеси на содержание его в воздухе приводят к нормальным

5 условиям анализируемый объем воздуха ,61 л.

Концентрацию ДБМА в воздухе в мг/м3 рассчитывают по формуле (2): СдБМА 0,02.

Эти результаты характеризуют нижний предел обнаружения ДБМА в растворе (0,05 мкг/мл или 2,4, М) и в воздухе 0,02 мг/м3, Однако нижний предел определения ДБМА в воздухе зависит от количества отобранного воздуха.

П р и м е р 2. Анализируемый воздух на содержание паров диметилацеталя- /3-ме- токсиакролеина (ДМБ) пропускают с объемной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси в каждом, состоящей из 1 ил толуола и 5 мл о-ксилола. Температура воздуха и барометрическое давление во время отбора пробы составляют соответственно 25°С и 750 мм рт. ст.

После этого поглотительные растворы каждый в отдельности переносят в калиброванные мерные пробирки с притертыми пробками и замеряют объем, который равен 6 мл.

В каждую пробирку добавляют по 0,1 мл раствора н-децилового спирта в поглощающей жидкости с концентрацией 5 мкг/мл. Затем берут микрошприцом 0,6 мкл ис5 следуемого раствора из первой пробирки и вводят в испаритель хроматографа с ДИП и записывают хроматограмму при температуре испарителя 190°С, температуре термостата колонок 130°С с насадкой в колонке из

0 5% SE-30 на Хроматоне N-AW ДМС5 (фр. 0,16-0.20 мм) при скорости газа-носителя (азота) 40-45 мл/мин, скорости диаграммной ленты 720 мм/ч и чувствительности прибора 10x10 10.

5Время удерживания толуола 41 с ДМА 50

с, о-ксилола 60 с, н-децилового спирта 4 мин.

Затем определяют высоту пиков ДМА и

н-децилового спирта, а также их ширину на

половине высоты.

0

5

0

5

0

Концентраию ДМА в абсорбционной смеси рассчитывают по формуле(1);

/- К Сет ЗдМА п пс

СДМА Ј- 0,05,

ост

где ,42 (на хроматографе Цвет-102);

Сст.0,08 мкг/мл;

,48 мм2;

5ст.30,0 мм2.

Раствор ДМА в поглощающей жидкости разбавлен в результате добавления раствора н-децилового спирта в 1,02 раза, тогда концентрация ДМА в первом поглотителе составляет 0,051 мкг/мл.

Во втором поглотителе ДМА не обнаружен. Для расчета полученной концентрации ДМА в поглощающей жидкости на содержание его в воздухе необходимо привести к нормальным условиям анализируемый объем воздуха ,56 л.

Концентрацию ДМА в воздухе в мг/м3 вычисляют по формуле (2): ,02.

Эти результаты характеризуют нижний предел обнаружения ДМА в растворе (0,05 мкг/мл или 4x10 7 М) и в воздухе(0,02 мг/м3). С увеличением количества отобранного воздуха нижний предел определения ДМА в воздухе соответственно снижается.

П р и м е р 3. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА пропускают с объемной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси в каждом, состоящей из 1 мл толуола и 5 мл о-ксилола, при температуре воздуха 20°С и давление 740 мм рт. ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из этой пробирки отбирают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют туда 0,5 мл раствора н-децилового спирта в абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают.

После этого набирают микрошприцом 0,2 мкл исследуемого раствора и вводят в испаритель хроматографа с ДИП с записывают хромато грамму при температуре испарителя 210°С, температуры термостата колонок 140°С, с насадкой в колонке из 5% SE-30 на Хроматоне N-AW ДМСЗ (фр. 0,16- 0,20 мм) при скорости газа-носителя (азота) 40 45мл/мин, скорости диаграммной ленты 720 мм/ч и чувствительности прибора .

На полученной хроматограмме определяют высоту пиков ДБМА и н-децилового спирта, а также их ширину на середине высоты.

Концентрацию ДБМА в поглощающей жидкости определяют по формуле (1): СдвМА 0,1462 мг/мл.

Концентрация ДБМА в поглощающей 5 жидкости с учетом разбавления равна 0,1462x1,17 1,1711 мг/мл.

Исследуемый объем воздуха приводят к нормальным условиям известным способом: V0 13,61 л,

0 После этого определяют концентрацию ДБМА в воздухе в мг/м3: СДБМА 150,86.

П р и м е р 4. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА пропускают с объ- 5 емной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси из 2,0 мл толуола и 4,0 мл о-ксилола в каждом при температуре воздуха 20°С и 0 давлении 740 мм рт.с. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из этой пробирки отби- 5 рают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют туда 0,5 мл раствора н-децилового спирта в абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают.

0 После этого анализируют полученный раствор на хроматографе при тех же условиях, как и в примере 3.

Обрабатывают хроматограмму и определяют концентрацию ДБМА в абсорбцион- 5 ной смеси по формуле (1): СдБМА 0,102б мг/мл.

Концентрация ДБМА в поглощающей жидкости с учетом разбавления равна 0,1026x1,,1201 мг/мл. 0 Затем определяют Ve, который равен 13,61 л. Концентрация ДБМА в воздухе СдвмА 105,89 мг/м3.

П р и м е р 5. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА пропускают с обь- 5 емной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси, состоящей из 0,5 мл толуола и 5,5 мл о-ксилола, в каждом при температуре возду- 0 ха 20°С и давлении 740 мм рт.ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из 5 этой пробирки отбирают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют туда 0,5 мл раствора н-децилового спирта в абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают,

После этого анализируют полученный раствор на хроматографе при условиях, аналогичных примеру 3. Обрабатывают хрома- тограмму и определяют концентрацию ДБМА в абсорбционной смеси по формуле (1): СдБМА 0,1264 мг/мл.

Концентрация ДБМА в поглощающей жидкости с учетом разбавления равна 0,1479 мг/мл. Затем определяют V0, который равен 13,61 л. Концентрация ДБМА в воздухе СдБМА 130,45 мг/м .

П р и м е р б. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА, пропускают с объемной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси, состоящей из 1,5 мл толуола и 4,5 мл о-оксилола, в каждом при температуре воздуха 20°С и давлении 740 мм рт.св. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из этой пробирки отбирают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют туда 0,5 мл раствора н-децилового спирта и абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают.

После этого анализируют полученный раствор на хроматографе при условиях, аналогичных примеру 3. Обрабатывают хрома- тограмму и определяют концентрацию ДБМА в абсорбционной смеси по формуле (1): СдвМА 0,1222 мг/мл.

Концентрация ДБМА в поглощающей жидкости (до прибавления раствора внутреннего стандарта) с учетом разбавления равна 0,1430 мг/мл. Определяют по формуле V0, который равен 13,61 л. Концентрацию ДБМА в воздухе мг/м3 определяют по известной формуле. СдБМА,126,10.

П р и м е р 7. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА пропускают с объемной скоростью 1л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл о-ксилола в каждом при температуре 20°С и давлении 740 мм рт. ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и добавляют 0,5 мл раствора н-децилового спирта в о-ксилоле с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают.

После этого анализируют полученный раствор на хроматографе по примеру 3. Обрабатывают хроматограмму и определяют концентрацию ДБМА в о-ксилоле по формуле (1): СДБМА 0,1092 МГ/МЛ.

Концентрация ДБМА в о-ксилоле с учетом разбавления равна 0,1279 мг/мл.

й

Определяют объем V0, который равен 13,61 л.

Концентрация ДБМА в воздухе СДБМА 112,77 мг/м3.

5Пример 8. Анализируемый воздух на

содержание паров ДБМА пропускают с объемной скоростью 0,5 л/мин в течение 30 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной

10 смеси толуола и о-ксилола в каждом в соотношении по объему 1:5 при температуре воздуха 20°С и давлении 740 мм рт.ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброван15 ную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из этой пробирки отбирают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют в нее 0,5 мл раствора н-децилового

20 спирта в абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают.

После этого анализируют полученный раствор на хроматографе при условиях, аналогичных примеру 3. Обрабатывают хрома25 тограмму и рассчитывают концентрацию ДБМА в поглощающей жидкости по формуле (1) и учитывают разбавление в результате добавления раствора внутреннего стандарта: СдвмА 0,1726 мг/мл; СДБМА(В возду- хе)152,19 мг/м3.

П р и м е р 9. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА пропускают с объемной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси, состоящей из 0,8 мл толуола и 5,2 мл о-ксилола в каждом, при температуре воздуха 20° С и давлении 740 мм рт. ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из этой пробирки отбирают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют туда 0,5 мл раствора н-децилового спирта в абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают.

После этого анализируют полученный раствор на хроматографе при условиях, ана- 50 логичных примеру 3. Обрабатывают хроматограмму и определяют концентрацию ДБМА в абсорбционной смеси по формуле (1): СдвмА 0,1406 мг/мл.

Концентрация ДВМА в поглощающей

55 жидкости с учетом разбавления равна 0,1645 мг/мл, а концентрация ДБМА в воздухе СдвМА 145,01 мг/м .

ПримерЮ. Анализируемый воздух на содержание паров ДБМА пропускают с объемной скоростью 1 л/мин в течение 15 мин

30

35

40

45

через два последовательно соединенных поглотителя Зайцева с 6 мл абсорбционной смеси, состоящей из 1,3 мл толуола и 4,7 мл о-ксилола в каждом, при температуре воздуха 20°С и давлении 740 мм рт.ст. Затем поглотительные растворы хорошо перемешивают и переносят в мерную калиброванную пробирку с притертой пробкой и замеряют объем, который равен 12 мл. Из этой пробирки отбирают 3 мл раствора в другую пробирку с притертой пробкой и добавляют туда 0,5 мл раствора н-децилового спирта в абсорбционной смеси с концентрацией 1 мг/мл и хорошо перемешивают. Затем анализируют полученный раствор на хроматографе аналогично примеру 3. Обрабатывают хроматограмму и определяют концентрацию ДБМА в абсорбционной смеси по формуле (1): СдБМА 0,1358 мг/мл; СдБМА 140,11 мг/м3 (содержание ДБМА в воздухе).

Таким образом, предлагаемый способ определения ацеталей позволяет опреде-.-7

лить 0,05 мкг/мл раствора или 4-10 М ДМА и 2,4-10 М ДБМА в литре раствора, что соответствует 0,02 мг/м3 ацеталей в воздухе при описанных условиях абсорбции из воздуха.

Время выполнения измерений, отбора пробы и приготовления растворов с внутренним стандартом составляет около 30 мин. Суммарная погрешность не превышает ± 7%. Относительная погрешность измерений 4%.

Формула изобретения Способ определения ацеталей в воздухе путем выделения из анализируемой пробы с последующим определением, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и сокращения времени определения, выделение ведут пропусканием анализируемой пробы воздуха через смесь толуола и о-ксилола, взятых в обьем- ном соотношении 1:5, и определение ведут хроматографическим методом.

Изобретение касается аналитической химии, в частности определения ацеталей в воздухе, что может быть использовано в их производстве. Цель - повышение чувствительности и сокращение времени анализа. Последний ведут выделением ацеталей из воздуха путем пропускания пробы через смесь толуола и о-ксилола (объемное соотношение 1:5) с последующим хроматогра- фическим определением ацеталей. Чувствительность анализа составляет 0,02 мг/м3 при времени определения 30 мин и относительной погрешности 4%.Для анализа берут 0,2-0,6 мкл исследуемого раствора и вводят в испаритель ГЖХ с ДИП и записывают хроматограмму при следующих условиях: температура испарителя 190-250°С, температура термостата колонок 130-150°С, неподвижная фаза SE- 30, 5%, твердый носитель хроматон N-AW ДМС5, фракция 0,16-0,20 мм; скорость потоков газа-носителя (азота) 40-45 мл/мин; водорода 40 мл/мин; воздуха 400 мл/мин; скорость диаграммной ленты 720 мм/ч; чувствительность прибора 2-20x10 . На полученной хроматограмме вычисляют площадь пиков определяемого компонента и внутреннего стандарта путем умножения высоты пика на ширину, изме.- ренную на середине высоты. Содержание определяемого компонента (Сх) в мг/мл вычисляют по формуле г - К Сет Sx/ W ел с о ч СЛ XI СЛ 00