Способ определения кислорода в жидкостях

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В ЖИДКОСТЯХ, включающий смешивание паПимеризационноспособной основы с инициатором полимеризации, проведе .ние полимеризации в закрытой системе и последующее измерение индукционного периода полимеризации одним из известных методов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа и упрощения прО цесса, полимеризацию проводят в при сутствии антиоксиданта фенола или ионола, вводимых до концентрации 0,1-0,9 моль/л, а в качестве полимеризационноспособной основы используют монофункциональный мономер. 2. Способ ПОП.1, отлича ющ и и с я тем, что полимеризацию в присутствии антиоксиданта проводят сначала до полного расходования .кислорода в полимеризационноспособной основе смеси, после чего в нее последовательно вводят анализируемые про (Л бы.

СОК)Э СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.4<5ц G 01 N 31/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Э>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3574821/23-26 (22) 01 ° 04. 83 (46) 28.02. 85. Бюл. У 8 (72) Н.Н.Творогов и И.А.Матвеева (71) Ордена Ленина институт химической физики АН СССР (53) 543.062(088.8) (56) 1. Лурье Ю. Унифицированные методы анализа вод. М., "Химия", 1971, с. 81-89.

2. Патент США В 3864084, кл. 23230, 1975. (54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА В ЖИДКОСТЯХ, включающий смешивание полимеризационноспособной основы с инициатором полимеризации, проведе.ние полимеризации в закрытой системе и последующее измерение индукционного

„„Я0„„1142799 А периода полимеризации одним из из- вестных методов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности анализа и упрощения про цесса, полимеризацию проводят в присутствии антиоксиданта фенола или нонола, вводимых до концентрации

0,1-0,9 моль!л, а в качестве полимеризационноспособной основы используют монофункциональный мономер.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что нолимеризацню в присутствии антиокснданта проводят сначала до полного расходования .кислорода в полимеризационноспособной основе смеси, после чего в нее последовательно вводят анализируемые пробы. сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения кислорода в крови и в других жидкостях, Включающий смешивание ана- 15 лизируемой пробы с полимериэационноспособной основой и инициатором полимеризации в закрытой системе и после-о дующее измерение индукционного периода полимеризации одним из известных методов. В качестве полимериэационной основы используют акриламид и бисакриламид (2) .

Однако известный способ требует использования высокочистых мономеров,2 наличия примесей, ингибирующих реакцию, или ингибиторов, специально вводимыу в мономеры для их стабилизации, понижает точность анализа. Метод непригоден, если ингибирующие полимеризацию примеси содержатся в определяемой пробе или сама анализируемая жидкость не является индеферентной к полимеризации.

Недостатком этого способа также является то, что концентрацию кислорода в анализируемой пробе определяют только на основе ежедневно получаемого градуировочнбго графика.

Использование в качестве инициирующей системы соединений перекисного 40 типа (персульфат аммония, перекись бензоила), инициирующая способность которых, а следовательно, и точность определения концентрации кислорода в пробе, в сильной степени зависит 45 от примесей типа металлов и восстановителей, также понижает точность.

Кроме того, использование бифункционального мономера (бисакриламида) для измерения индукционного периода, реакции по вязкости исключает многократность использования полимеризата и реакционного сосуда, что усложняег процесс.

Цель изобретения — повышение точ- 55 ности анализа и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определе- антиоксиданта.

1 11427

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использова но для определенйя кислорода в жидкостях.

Известен способ определения кисло5 рода в воде иодометрическим методом )1) .

Однако данный способ не пригоден для определения кислорода в мономерах. 10

Наиболее близким по технической

99 2 ния кислорода в жидкостях, включающе; му смешивание полимеризационноспособной основы (монофункционального мономера) с инициатором полимеризации, проведение полимеризации в закрьггой системе и последующее измерение индукционного периода полимери. эации одним из известных методов, по лимеризаций проводят в присутствии антиоксиданта фенола или ионола, вводимых до концентрации 0,1—

0,9 моль/л, а в качестве полимеризационноспособной основы используют ю монофункциональный мономер.

При этом полимеризацию в присутствии антиоксиданта проводят сначала до полного расходования кислорода в полимериэационноспособной основе смеси, после чего в нее последовательно вводят анализируемые пробы.

Использование ингибированной окислительной полимеризации вместо неингибированной позволяет устранить влияние мешающих примесей, избежать стадии очистки и дегазации полимеризационноспособной.основы и инициатора и многократно испольэовать полимериэационноспособную основу.

При больших концентрациях ингибитора или при небольших концентрациях мономера продолжительность индукционного периода не зависит от концентрации мономера и ингибитора, содержащихся в полимериэате и в пробе, а только от скорости инициирования и концентрации растворенного в пробе кислорода.

Многие антиоксиданты образуют в процессе окисления продукты, акцептирующие алкильные радикалы, которые дополнительно ингибируют полимеризацию, что ведет к понижению точности определения (например, антиоксиданты 22-46 и фенозан-1). Поэтому эти ингибиторы не могут быть использованы при определении концентрации кислорода как в мономерах, так и в дру- гих жидкостях. В отличие от фенозана-1 и антиоксиданта 22-46, продукты окисления фенола и ионола не акцептируют перекисные и алкильные радикалы и могут быть использованы для определения кислорода.

В табл.1 представлена зависимость точности определения от концентрации

3 1142799

Таблица 1

Г 23 зксп- а1,р (),, (О ),„

Концентрация антиоксиданта, моль/л

4,35

0,973

0,462

0,103

0,053

0,120

0,1 "10

О 02,10

0,07 ° 10

0,48 ° 10 з

О 25:10-з

0,87

3,04

20,9

10,4

Как видно иэ табл.1., наибольшая точность анализа достигается при конР центрации антиоксиданта О, 1-0, 9 моль/л

Воэможность многократного исполь25 зования полнмеризационноспособной основы определяется применением в предлагаемом способе монофункционального мономера в отличие от известного способа, где применялся бифункциональный мономер. Измерение индукционного периода можно проводить дилатометрическим,термометричес. ким и вискозиметрическим методами.

Пример 1. 4,6 мл очищенного метилметакрилата (MMA), содержа- 35 щего динитрил аэоизомасляной кислоты (АБН) в концентрации 5,26 10 моль/л и ионол в концентрации 0,425 моль/л, заливают в стеклянный дилатометр так; чтобы высота жидкости в капилляре дилатометра превьппала 5 см, что обеспечивает проведение реакции в закрыI той системе, в присутствии лишь растворенного в мономере кислорода.

Дилатометр погружают в термостат с температурой 61 С. Величина индукционного периода реакции, определяющаяся временем расходования кислорода, растворенного в мономере и соответствующая по времени началу изме- О пения уровня жидкости в капилляре, равна 53 мин.. Концентрацию кислорода, растворенного в ММА, рассчитывают по формуле (О g=g y„, (1) где — величина индукционного периода, V — скорость инициирования.

Определен 2,34" 10 моль/л кислорода.

Пр имер 2. Пробу 0,82мл

ММА, содержащего АБН в концентрации

5,26 ° 10 моль/л и ионил в концентрации 0,425 моль/л, впрыскивают в стеклянный дилатометр, аналогично использованному в примере 1, где после индукционного периода началась полимеризация ММА. Величина нового индукционного периода реакции, определяющаяся временем расходования кислорода, растворенного во внесенной пробе MMA составляет 10 мин, а концентрацию кислорода рассчитывают по формуле

Ф ооРу- 1„ðд (u> - пр )... (" - пр,n1

М

A b HNN где — индукционный период реакции полимеризации, ю — скорость инициирования, — объем реакционного сосуда, Vip„, Y и p»„>, „р„ — объем анализируемых проб.

Содержание кислорода составляет

2,51. 10 моль/л.

Пример 3. 1 мл ММА, содержащего АБН в концентрации

5,5 ° 10" моль/л и фенол в концентрации 0,10 моль/л, заливают в стеклянную ампулу диаметром 8 мм и погружают в термостат калориметра типа

ДАК-1-1. Реакцию полимеризации проводят при 60 С в закрытой системе. о

Скорость реакции регистрируется по тепловыцелению. Индукционный период

50 мин. Концентрация кислорода, определенного по формуле 1, в ММА составляет 2,4 ° 10 моль/л.

Пример 4. Пробу 0,37 мл. спирта, не содержащего инициатор и ингибитор, впрыскивают в стеклянную ампулу, аналогичную использованной в примере 3, после окончания индукционного периода и начала полимеризации ММА. Индукционный период, обусловленный наличием растворенного кислорода в пробе равен 26 мин. Концентрация кислорода в спирте, определенная по формуле (2), составляет

2,04,10 з моль/л.

Пример 5. 1 мл огас(метакрил оксиэтиленкарбонат)диэтиленгликоля (ОКМ-2), содержащего АБН в концентрации 4,66 ° 10 моль/л и ингибитор ионол в концентрации 0,20 моль/л, заливают в стеклянную ампулу со стек

Таблица 2

Относительное станКоличество

Способ р + моль л определений, П дартное откло нение, Предлагаемый

0,0890 (2,30 + 0,19},10 (0 2147 (2,20 + 0,39).10

Прототип ризационноспособной основы и сосуда для анализа. Кроме того, предлагаемьй способ не требует очистки анализируемых продуктов, поэтому возможно определение кислорода в технических продуктах

Как видно из табл.2, предлагаемый способ позволяет повысить точность определения кислорода, а также упростить процесс за счет многократного использования исходной полимеСоставитель Т.Жукова

Редактор M.Äûïûí Техред Т.Фанта Корректор Н.Король

Заказ 731/40 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

I филиал IIIIII "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1142799 . 6 лянным шариком внутри. Ампулу поме- внутри ампулы с олигомером, составщают в термостат с t =61оС, где она ляет 23 мин. Концентрация кислорода, вращается с помощью мотора. Величи- раствореиного в ОКИ-2, рассчитанная на индукционного периода реакции, с помощью уравнения (1), составляет определяющаяся временем расходова- 5 9,0 10 моль/л. ния кислорода, растворенного в олигомере и соответствующая по времени В табл.2 представлены сравнительпрекращению движения стеклянного ша- ные данные по точности определений рика вследстние увеличения вязкости, извес гного и предлагаемого способов.