Способ количественного определения примесей хлористого винила в воздухе Советский патент 1980 года по МПК G01N31/08 

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способамколичественного определени хлористого винила в воздухе. Известен способ количественного определения хлористого винила ,в воздухе путем концентрирования анализируемой пробы на активированном угле, элюировании концентрата; органическим растворителем и хроматогра фированием элюата 1, Недостатком способа является низ кая избирательность определения, а именно, определению мешают другие хлорорганические соединения, углеводороды и их сера-, азот- и кислородсодержащие производные. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату являет.ся способ количественного определения примесей хлористого винила в воздухе йутем концентрирования анализируемой проб на активированном угле, элюировании концентрата органическим растворите лем и хроматографированием концентрата 2 .. Недостатком способа является низ кая избирательность - определению мешают хлор, хлористый и цианистый водород, фосген, двуокись серы, сероводород, окислы углерода, углеводородыС -С, фреоны, эфиры, спирты, альдегиды, амины и низкая точность определения. Целью изобретения является повыяение точности и избирательности определения. Поставленная цель достигается опиcHsaeNSJM способом количественного определения примесей хлористого винила в воздухе, заключающимся в предварительном пропускании анализируемой пробы через колонку, последовательно заполненную молекулярными ситами, стекловолокном,обработанным 92-97%-ным раствором серной кислоты If. карбонатом натрия, с последующим концентированием хлористого винила на активированном угле, элюировании концентрата органическим растворителем и хроматографированием элюата. Отличием способа является предварительное пропускание анализируемой пробы через колонку, последовательно заполненную молекулярными ситами, стекловолокном, обработанным 92-97%ннм раствором серной кислоты и карбонатом натрия.

Пример 1. Колонка готовилась следующим образом.

В стеклянную трубку (20x0,3 см) засыпались молекулярные сита 5А (зернение 0,5-0,25 мм) предварительно прокаленные в муфельной печи при , заполняющие секцию трубки длиной 9 см. Затем в трубку помещали |ТампОн из стеклянной ваты, и следующая секция длиной 5,5 см заполнялась стекловолокном, смоченным 92%-ной

серной кислотой. Далее снова закладывался тампон из стеклянной ваты и засыпался прокаленный карбонат

натрия (длина слоя 3 см). Форколонка с обеих концов закрывалась тампонами из стекловаты и до отбора хранилась герметично закрытой пробками из силиконовой резины.

Для улавливания и концентрирования примесей хлористого винила ис-. пользовалась стеклянная трубка размером (5,5у 0,3 см), содержащая . 70 мг активированного угля БАУ (фракция 0,5-0,25 мм), предварительно прокаленного при 300°С и отмытого от примесей органических веществ хроматографически чистым толуолом.

Стандартные смеси микроконцентраций хлсэристого винила с воздухом готовились в трех последовательно соединенных стеклянных бутылях емкостью 20 л каждая и контролировались .методом газовой хроматографии. Для этого использовался метод абсолютной калибровки пламенно-ионизационного детектора микроконцентрациями хлористого винила, растворенного в хрома;тбграфически чистом толуоле. Воздух из бутылей с помощью электроаспиратора со скоростью

0,1 л/ми,н в количестве 1-3 л пропускался через последовательно соединенные колонку и ловушку-концентратор с углем при комнатной температу-ре. Затем уголь из концентратора высыпался в охлаждаемую льдом микропробирку емкостью 0,5 мл, содержащую 0,3 мл хроматографически чистого толуола. Пробирка закрывалась пробкой из пластика и оставлялась на 15 мин. После этого X пробка прокалывалась микрошприцем, и 3,1 мкл раствора хлористого винила в толуоле вводили в испа)итель хроматографа ЛХМ-8МД (7 модель) с пламенно-ионизационным детектором.

фтделение Ivlикpoкoнцeнтpaций хлористого винила (0,1-10,0 мг/м) от паров толуола проводилось на стальной капиллярной колонке длиной 50 м и внутренним диаметром 0,25 мм со скаланом при . Температура испарителя 200С, скорбсть газа-носителя (гелия) 1,6 МП/мин, соотношение потоков газа-носителя 1:25. Скорость подачи водорода и воздуха в детектор соответственно равны 30 и 300 мл/мин

В этих условиях получена хромато рамма чистого хлористого винила, из которой видно, что хлористый винил практически не поглощается форколонкой в процессе отбора пробы воздуха, содержащего микропримеси, хлористого винила. В этих же условиях была проведена полнота адсорбции форколонкой ,микропримесей (на уровне предельнодопустимых концентраций и выше) нормальных и изопарафинов ./ нормальных и изоолефинов Cj-Сд, ароматических углеводородов , формальдегида, ацетальдегида, валерианового и октилового альдегида, нормальных и изоспиртов Сф-Cg, карбоновых кислот , метилэтилкетона и ацетона. Сравнение хроматограмм, полученных до и после адсорбции, показало, что эти соединения полностью или на 75-80% необратимо поглощаются форколонкой из смесей с воздухом.

Пример 2. Условия отбора и анализа пробы воздуха, загрязненного хлористым винилом и другими органическими соединениями, аналогичны условиям, описанным в примере 1, стеклволокно обрабатывалось 95% , Анализировался воздух производственных помещений,- загрязненный сложной смесью углеводородов и их производных, а также некоторыми токсичными неорганическими веществами при изготовлении обуви из поливинилхлорида (нагрев полимера до 180-190 С). После пропускания анализируемой пробы через колонку в смеси практически остается лишь один .винилхлорид, который отделяется от толуола и других компонентов,пробы, необратимо поглощаемых форколонкой. Это позволяет однозначно идентифицировать пик хлористого винила в. сложной композиции загрязнителей воздуха.

Количественное определ.ение хлористого винила проводилось методом абсолютной калибровки пламенно-ионизационного детектора чистым винилхлоридом, растворы которого в толуол были приготовлены весовым методом. В воздухе производственных помещений при изготовлении обуви из поливинилхлорида были обнаружены концентрации винилхлорйда, колебавшиеся в пределах от 0,3 до 1,0 мг/м. Относительная ошибка определения не превышала 15-17%.

Пример 3. Условия отбора и анализа пробы те же, что и в примере 1. Стекловолокно обрабатывалось 97% H2Sp, Анализировался загрязненный хлористым винилом воздух рабочих помещений при изготовлении искусственной кожи (нагрев композиции на Основе поливинилхлорида до 150°С) .

Как и в предыдущих случаях, загрязненный воздухпропускался через колонку с молекулярными ситами, серНой кислотой и карбонатом натрия,

которая -удаляла из анализируемой смеси компоненты, мешающие идентификации и количественному определению винилхлорида, после чего хроматографический анализ практически чистого хлористого винила не вызывал, затруднений. Чувствительность определения 0,1 мг/м, относительная ошибка 17%

Предлагаемый способ количественного определения примесей хлористого 1винила путем отделения его от сопутствующих примесей позволяет быстро и надежно определять микропримеси этого канцерогенного вещества в сколь угодно сложных смесях различных химических соединений.

Метод обладает высокой чувствительностью 0,1 мг/м ,

Данные количественного определения хлористого винила приведены в таблице.

Определение хлористого винила в воздухе

Способ обладает высокой степенью избирательности, поскольку молекулярные сита 5А необратимо адсорбируют микропримеси нормальных углеводородов (парафины, олефины, диены и ацетилены) примерно до а также нормальные спирты, альдегиды, кетоны, низкомолекулярные кислоты, амины и многие неорганические вещества. Серная кислота разрущает и задерживает в форколЬнке нормальные и изоолефины (моно-, ди- и циклические олефины) , ароматические соединения, аль0дегиды, кетоны, спирты и сложные эфиры. Между тем очень инертная молекула хлористого винила не задерживается молекулярными ситами 5А и не разрушается концентрированной

5 серной кислотой. Содержащийся в форколонке карбонат натрия служит для поглощения паров серной кислоты, которые не должны попадать в концентрационную колонку, а также для сорб0ции из воздуха кислых и реакционноспособных газов.

Формула изобретения

5

Способ количественного определения примесей хлористого, винила в воздухе с использованием концентрирования на активированном угле, элюирования концентрата органическим растворите0лем и хроматографиррванием элюата, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и избирательности определения, анализируемую пробу предварительно пропускают че5рез колонку, заполненную молекулярными ситами, стекловолокном, обра ботанным 92-97%-ной серной кислотой и карбонатом натрия.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Puree € D.E.,(, jCammon М1С. . Saaiwalchtes C.S. Teass A.W. Woodfin W.J. Anafitical Chemistry, 1976, 48, 1395.

2.Nicsh and Heaith MammaE of

5 AnaiyticaE Metho(3s, U.S.Departament of HeaEthlEdncation. and Weefure, Ohio, Cincinnati. 1974, p. 178-1

(прототип).