Способ определения микроколичествВлАги Советский патент 1981 года по МПК G01N24/08 

(54).СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ. МИКРОКОЛИЧЕСТВ ВЛАГИ

1

Изобретение -относится к лабораторному определению количества химического компонента в веществе и может, быть использовано, например для анализа влаги в растворителях, растворимых органических и неорганических веществах, влага которых может быть экстрагирована растворителем.

Один из известных способов определения химического компонента в веществе, например влаги, основан на титровании ее реактивом Фишера 1

Однако этот способ требует применения токсичных метанола и пиридина, и,вследствие этого, специального помещения и прибора для проведения анализа

Наиболее близким техническим решением является способ определения микроколичеств влаги, основанный на измерении и сравнении интегральных интенсивностей,ядерного магнитного резонанса (ЯМР) .образца и эталона 2.

Однако этот способ требует последовательного измерения абсолютных величин интеисивностей спектральных линий и, как следствие абсолютной калибровки прибора-и высокой стабильности за время между измерениями

эталонного образца и анализируемой пробы.

Во многих случаях этот способ не позволяет анализировать содержание

химического компонента менее 5+1% вследствие малой интенсивности спектральной линии и невозможности ее обнаружить из-за сильного уширения и непостоянства химического сдвига

(положения), вызванных ,например (в случае анализа врды), протонным обменом.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности способа микроколичеств влаги.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения микроколичеств влаги, основанного на измерении и сравнении интегргшьных интенсивностей ЯМР образца и

эталона; причем в качестве эталонно- го вещества выбирают смесь триметилхлорсилана (ТМХС) и гексаметилдисилоксана (ГМДС) и смешивают ее с а нализируе ым веществом и определяют содержание воды по формуле

It

. I

. 17М«

где М-, Мр- мрлярная концентрация

воды и ГМДС в анализируеMOM и эталонном веществах;1°, 1°. 1 L-интегральные интенсивности спектральных линий ТМХС и ГМДС в эталонном веществе и его смеси с анализируемым веществом соответственно. Сущность способа заключается в сл дующем, Проводят химическую реакцию этало ного вещества с анализируемым и изме ряют не абсолютные, а относительные величины интенсивностей спектральных линий реагента и продукта его химического взаимодействия с определяемым компонентом анализируемого вещества. В качестве реагента выбирают такое химическое соединение, в котором в молекуле продукта его взаимодействия с анализируемым компонентом содержится существенно боль шее число анализируемых с помощью ЯМ ядер, чем в одной молекуле анализируемого компонента, В предлагаемом способе для анализ влаги таким реагентом служит тримети хлорсилан (тмхс), взаимодействующий с водой по схеме 2(CH,j),SiCH-H O(CH,)« SiOSi (СН„,)+2НС с образование гексаметилдисилоксана (ГМДС), В этом случае одному молю воды, содержащему два анализируемых с помощью протонного магнитного резонанса ядра, эквивалентен один моль ГМДС, содержащий восемнадцать протонов. Выигрыш в чувствительности составляет девять раз. Кроме того, ширина спектральных линий реагента и продукта реакции существенно меньш ширины спектральных линий анализируемого компонента и не изменяется в присутствии различных добавок за счет, например, протонного обмена. Это также дает соответствующий выигрыш в чувствительности в результате повышений отношения сигнал/шум, Причем, этот выигрыш составляет 10-100 раз, как в случае определения влаги. Важно также, чтобы химический сдвиг (положение) спектральных линий реагента и продукта взаимодействия его с определяемым компонентом были точно известны и мало зависели от пр сутбтвия других веществ и концентрации , рзмерение относительных, а не абсолютных величин интенсивностей спектральных линий исключает необходимость абсолютной калибровки прибора по эталонным образцам и ошибки, связанные с нестабильностью усиления спектрометра за время между измерениями эталонного и анализируемого вещества, Пример, Для определения влаж ности ряда растворителей готовят эталонное вещество в виде смеси ТМХС и ГМДС в четыреххлористом углероде, содержащей 0,1 моль/л ГМДС и примерно 0,3 моль/л ТМХС, Гидролит ТМХС проводят смешиванием точных объемов эталонного раствора и анализируемого на влажность растворителя. Записывают спектр и интегральные интенсивности линий ГМДС и ТМХС в эталонном растворе и смеси его с анализируемым растворителем. По измеренным- значениям интегральных интенсивностей ГМДС и ТМХС и известной концентрации ГМДС в эталонном растворе рассчитывают концентрацию воды в исследуемом на спектрометре анализируемом образце, ас учетом взятых для гидролиза объемов - концентрацию воды в анализируемом растворе по формуле (1), В таблице даны результаты определения содержания воды спектральным способом ЯМР после проведения гидролиза ТМХС в присутствии ГМДС, Ацет.онитрил 0,47 -0,45 0,8020,823 - 0,4100,410 0,2100,203 0,0960,103 Тетрахлорэтилен четыреххлористый0,004 0,0037 0,0053 0,0062 Углерод Эффективность и преимущество предлагаемого способа по сравнению .с известным заключается в повышении чувствительности более, чем в 100 раз ;г отсутствии нербходимости использовать, ;как например в методе Фишер.а, токсичные растворители,, что исключает потребность в специальном помещении для проведения анализа} стандартный реактив может использоваться неоднократно, пока не израсходуется в нем реагент.. При наличии накопителей сигнсшов ЯМР в предлагаемом способе увеличивается чувствительность анализа еще в 10-100 раз, а время проведения анализа в 3-5 раз меньше, например, времени анализа влаги по Фишеру при равной чувствительности. Формула изобретения Способ определения микроколичеств влаги, основанный на измерении и сравнении интегральных интенсивностей ядерного магнитного резонанса образца и эталона, отличающийся тем, что, с целью повыше- . ния чувствительности и точности, в качестве эталонного вещества выбирают смесь триметилхлорсилана (ТМХС) и . . гексаметилдисилоксана (ГМДС) и смешивают ее с анализируемым веществом и определяют содержание воды по формуле Oil. ( - 1) , м (±с- - Л- I ( 1г г , М - молярная концентрация воды и ГМДС в анализи1°, пр ка с. но ра ра руемом и эталонном веществах;1 интегральные интенсивности спектргшьных .линий ТМХС и ГМДС в эталонном веществе и его смеси с анализируемым веществом, соответственно. Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Шемякин Ф.М. и др. Аналитичесхимия, М., Высшая школа, 1965, 526. 2.Попол Дж. и др. Спектры ядеро магнитного резонанса высокого решения. М., Иностранная литеура, 1962, с. 111.