ВСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01N30/04 

1

Изобретение относится к способам анализа промышленных газов при помощи реакционной газовой хроматографии.

Углекислый газ обычно определяют газохроматографическим способом -с помощью детекторов по теплопроводности. Но этот способ не позволяет точно измерить концентрацию углекислого газа меньше . Для повышения чувствительности анализа углекислый газ превращают в метан, а затем проводят измерения при помощи пламенно-ионизационного детектора.

Недостатками этого способа определения углекислого газа являются сложность аппаратуры (использование реактора, работающего при высокой температуре), необходимость ввода водорода для гидрирования углекислого газа.

Целью изобретения является упрощение реакционно-хроматографического способа преобразования углекислого газа в хорошо детектируемое пламенно-ионизационным детектором соединение.

Цель достигается в результате пропускания пробы, содержащей углекислый газ, через слой алкоголята щелочного металла. Экспериментально обнаружено, что при взаимодействии двуокиси углерода с алкоголятами щелочного металла (натрия) выделяется спирт, хорошо детектируемый пламенно-ионизационным детектором. Образование бутилового спирта при взаимодействии бутилата натрия с углекислым газом было подтверждено масс-спектрометрически.

Предполагаемый механизм взаимодействия алкоголятов с углекислым газом, приводящий к выделению спиртов, следующий. Алкоголят натрия содержит в качестве примеси следы едкого натра, который образуется вследствие гидролиза алкоголята влагой атмосферы или инертного газа. Углекислый газ взаимодействует с едким патром с выделением воды:

2NaOH + СО, - Na,CO, + Н,О.

Температура колонки должна быть достаточно высокой, чтобы предотвратить адсорбцию паров воды на едком натре н алкоголяте натрия. Пары воды взаимодействуют с алкоголятом натрия, образуя спирт:

С„Н2„ 10На + С„Н2„+ЮН + NaOH. ;,:

Оптимальная температура взаимодействия углекислого газа с алкоголятом натрия 130° С. Реакция проходит в интервале 100-190° С.

Нижний температурный предел связан с увеличением времени удерживания спирта на слое алкоголята натрия при понижении температуры, верхний температурный предел - с разложением алкоголята. Экспериментально

обнаружено, что в ходе реакции углекислого

газа с бутилатом натрия из I моль углекислого газа получается 0,8 моль бутилового спирта.

Пример. Стеклянная U-образная трубка длиной 10 см и внешним диаметром 5 мм с бутилатом натрия (0,1-0,15 г) была закреплена в термостате хроматографа Цвет-З после разделительной колонки (3 мхЗ мм), наполненной активированным углем СКТ. Для удаления сольватационного спирта бутилат натрия отдували газом-носителем в течение 2 час при температуре 230° С. Температура разделения и реакции 130° С. Пробу газа, содержащего примесь углекислого газа, вводили в колонку, разделяли на «ей, далее углекислый газ с потоком газа-носителя поступал в трубку с бутилатом натрия, образуя бутиловый спирт, регистрируемый пламенно-ионизационным детектором.

Чувствнтельность определения 5-10- об.%. Зависимость площади пика от количества углекислого газа линейная.

Предмет изобретения

Способ определения углекислого газа, заключающийся во вводе анализируемой пробы в потоке газа-носителя в хроматографическую колонку, разделении на сорбенте колонки, пропускании разделенных компонентов через реактор и детектировании образовавшегося органического соединения по ионизации в пламени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения углекислого газа,

после, разделения в колонке с сорбентом, компоненты пробы пропускают через слой алкоголята щелочного металла и определяют количество спирта, пропорциональное количеству углекислого газа.