Способ приготовления растворов летучих веществ Советский патент 1982 года по МПК G01N1/00 G01N31/08 

1

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в техническом янализе, токсикологии, санитарии и г игиене. Одно из важных приложений - контроль содержания газообразных веществ в изоляционных маслах и воде.

Проблема приготовления растворов с микросодержанием летучих и особенно газообразных веществ весьма актуальна, так как точность определения таких соединений в жидкостях, например методом газохроматографического анализа, во многом зависит от способа приготовления калибровочных смесей. Градуировка газохроматографической аппаратуры может производиться по газовым или жидким смесям с известными микроконцентрациями летутх веществ. Газовые или парогазовые смеси, получаемые динамическими методами, требует немедленного употребления и приготовления их затруднительно иэ-за технических сложностей и трудоемКОСТИ. Приготовление газообразных смесей в статических системах может привести к больнгам и трудновыявляемым ощибкам иэ-за сорбции задаваемых веществ стенками сосуда и химических превращений в процессе хранения.

Известен способ получения смесей, состоящий в насыщении растворителя чистым газом 1 .

Однако при этом получаются растворы

10 с относительно высоким содержанием газообразных веществ. Последующее раэбавление может привести к значительным потерям на испарение и связанным с

15 этим погрещностякга.

Наиболее бггазким по технической сущности к предлагаемому является способ приготовления растворов летучщс веществ, включающий введение отмеренного коли20чества вещества в замкнутую гетерогенную систему, содержащую растворитель и выдержку системы при постоянной температуре до установления равновесного распределения вещества между жидкой и газовой фазой 2 . Недостаток известного способа состоит в том, что для получения микроконцентраций вещества в растворе предварительно необкодимо приготовить газообразную смесь, содержащую задаваемое. вещество также в. микроконцентрации. Эт зачастую приводит к большим и трудновьшвляемым ошибкам вследствие сорбции вещества на стенках сосуда, в котором готовился смесь, либо к необкодимости дорогостоящих покрытий внутренних поверхностей сосуда, снижакщих (но не ис ключающих совсем) адсорбционные потери. Кроме того, для расчета концентраци вещества в растворе необходимо распола гать численными значениями коэффициентовраспределения (или растворимости), данные по которым весьма ограничены И имеются OUJ4HO только для насыщенйы растворов. Цель изобретения - упрощение процес са приготобления растворов с микросодер жанием летучих веществ с неизвестными коэффициентами распределения. Указанная цель достигается тем,. что способ приготовления растворов летучих веществ, включакшшй введение отмеренного количества вещества в замкнутую гетерогенную систему, содержащую растворитель и выдер жку системы йри постоянной температуре до установления равновесного распределения вещества между жидкой и газовой фазами, согласн которому вещество вводят газа или пара в газовую фазу гетерогенной системы и после установления равновесного распределения вещества между газовой и жидкой фазами производят несколько замен равновесной газовой фазы на чистый инертный газ с установлением равновесного распределения после каждой замены. После приготовления раствора концентрацию рассчитывают по формуде УУ / к. L Ч К4.-;, где Yn - масса введенного летучего вещества; Vj - объем жидкой фазы; Г - отношение объемов газовой и жидкой фаз; - коэффициент распределения летучего вещества (Сци Са концентрации в жидкой и газовой фазах соответственно). Если коэффициент распределения неизвестен, то он может GtfTb измерен путем гйзохроматографического анализа 9 94 равновесной газовой фазы до и после ее замень на чистый воздух или инертный газ и вычислен по формуле Д - площадь пика иа хроматограмме до замены; А - то же, после замены равновесного газа на чистый воздух или инертный газ. Концентрация раствора, образующегося после замены (С), расчитывается по формуле YV1 / А а ч(-тг). Для получения очень разбавленных растворов (менее 1-3 мг/п) в предлагаемом способе предусмотрено после установления термодинамического равновесия между газовой и жидкой фазами осуществлять замену равновесной газовой фазы на чистый воздух или другой инертный газ. При это1 операцию замены производят многократно, каждый раз устанавливая равновесие между фазами и осуществляя хроматографический анализ газовой фазы, а концентрацию раствора рассчитывают из результатов хроматографического анализа. Наличие жидкости в сосуде для приготовления смеси практически полностью исключает потери на адсорбцию из газовой фазы -и тем самым повышает точность, задания вещества в растворе, Кроме того, предлагаемый способ может использоваться не только для вещества, коэффициенты распределения (или растворимости) которых известны, но и для Систем с неизвестными количественными характеристиками раствсфимости летучих вещств. Предлагаемый метод проверен на растворах углеводородных газов (мет, этан, и этилен) в трансформаторном масле, представляющих практический интерес для анализов, с целью выявления дефектов высоковольтных силовых трансформаторов в процессе их эксплуатации. Пример. Трансформаторное масло, не содержащее углеводородных газов, в количестве 10 см помещают в герметичный градуированный шприц с термостатирукшей рубашкой объемом 5О см . Точно известные объемы газов вводят в щприц с помощью предварительно отградуированного шестиходового крана, Для этого дозируклций объем крана (например 0,47 см заполняется чистым