Способ определения метанола в воздухе

 

СОЮЗ СОВКТСНИХ социАлист иесних

ЕКСПУ1ЬЛИН

09) (11) Ш4С01 N21 78

C.

;г

": - 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3924144/23-04 (22) 21.05,85 (46) 30.01.87. Бюл. У 4 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт фитопатологии (72) С,Г.Жемчужин и Л.Г.Холодкова (53) 543.42.062(088.8) (56) Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1979, с. 195-197.

Igarashi S. Improved method for

the determination of methanol after

addition of ethand., — Japan Analyst, 1978, Ф 12, 27, р. 802-803. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛА В

ВОЗДУХЕ ,(57) Изобретение касается аналитической химии, в частности определения метанола (ИТ) в воздухе, содержащем другие спирты, и может быть использовано в химической промышленности. Для повышения точности, чувствительности способа и сокращения .времени его проведения используют окисление другим приемом, а обработ.ку окисленного раствора — другим цветореагентом. Определение МТ ведут пропусканием анализируемой пробы через воду, окислением водного раствора ультрасветовым облучением, обработкой цветореагентом — раствором

4-амино-З-гидразино-1,2,4-триазолтиола-5 - в щелочной среде, с последующим фотоколориметрированием ок:рашенного раствора. Длительность анализа в сравнении с известным сокращается в 2 раза, à sa счет исключения операции нагревания повышается селективность и точность опредепения (ошибка составляет 8,7 против 15,8X). Чувствительность способа составляет 0,4 мкг/мл против

1,2 мкг/мл абсорбата. 7 табл.

1286969

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам ollределения метанола в смеси с другими спиртами в воздухе.

Целью изобретения является сокра- 5 щение времени анализа и повышение точности и чувствительности способа.

И зобретение осуществляется следующим образом.

В два последовательно соединен-. ных поглотителя Полежаева или эквивалентных помещают по 5 мл дистиллированной воды и с помощью электроаспиратора протягивают анализируемый воздух в течение 10 мин со скоростью л/мин. Растворы из обоих поглотиелей соединяют, доводят водой до рбъема 10 мл и 2,5 мл переносят пи- 2О петкой в пробирку из прозрачного кварца. Пробирку облучают светом лампы ПРК-4 с расстояния 7 см в течение 30 мин. К фотолизату прибавляют 2,5 мл 0,25%-ного раствора 4-ами" но-3-гидраэино-1,2,4-триазолтиола-5 (АГТТ) в 1 н растворе едкого натра, пробирку встряхивают, через раствор в течение 5 мин, барботируют очищенный воздух со скоростью 0,4 л/мин 3О и окрашенный раствор фотометрируют через 2 мин на приборе "Спекол" при длине волны 535 нм или на приборе

ФЭК-56М со светофильтром Ф 6 в.кюветах толщиной 1 см против смеси

2,5 мл раствора АГТТ с 2,5 мл воды.

Концентрацию метанола в абсорбате находят по калибровочному графику и затем рассчитывают концентрацию метанола в анализируемом воздухе. 40

Для синтеза АГТТ в круглодонную колбу вместимостью 50 мл со шлифом и обратным холодильником помещают

0,76 г тиомочевины и 10 г гидразингидрата, смесь нагревают 2,5 ч на глицериновой бане при 120 С, реакционную смесь охлаждают и подкисляют разбавленной соляной кислотой до рН 6,7.

Выпадающий осадок отделяют на фильтре, промывают последовательно водой, спиртом и серным эфиром, продукт перекристаллизовывают из большого количества воды (1:SOO) и сушат в эксикаторе над пятиокисью фосфора, температура плавления вещества 225ОC.

0,25%-ный раствор АГТТ в 1 н растворе едкого натра устойчив при комнатной температуре в течение рабочего дня.

Для построения калибровочного графика в кварцевые пробирки помещают порции эталонного (стандартного) раствора (10 мкг/мл) метанола в воде (О, 0,1, 0,25, 0,5, 1,О, 1,5, 2,5 мл), объем жидкости во всех пробирках доводят до 2,5 мл водой, каждый раствор облучают 30 мин УФ-светом и анализируют как указано выше. Измеряют оптическую плотность каждой. реакционной смеси, график строят в линейной системе координат по усредненным (из 5 повторностей) значениям оптической плотности. Рассчитанное на ЭВМ по линейно-регрессионной программе уравнение калибровочного графика у = а +

Ьх, где а = 0,3925+0,03503; b=0,3094 0,00296; коэффициент корреляции

0,978.

Полученные при фотометрировании экспериментальные данные зависимости оптической плотности реакционных раст" воров от концентрации метанола для построения графика приведены в табл.1., Данные о точности определения метанола фотохимическим, фотометричесKHM методом сведены в табл.. 2.

Сведения о специфичности данного метода (точность определения метанола в присутствии других низших спиртов) представлены в табл. 3.

Экстинкции конечного раствора после УФ-фотолиза (30 мин) стандартного раствора метанола (10 мкг/мл) и взаимодействия с АГТТ в зависимости от скорости и времени барботажа очищенного воздуха приведены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, оптимальными следует считать скорость и продолжительность барботажа соответственно

0,4 л/мин и 5 мин, при этом оптическая плотность достигает величины

0,740, обеспечивающий достаточную чувствительность и наименьшую погрешность анализа.

Результаты светопоглощения (А) конечных растворов в зависимости от времени фотолиза раствора метанола (10 мкг/мл) при скорости барботажа, равной 4 л/мин, и времени барботажа, равном 5 мин, представлены в табл. 5.

Как видно иэ табл. 5, оптимальная продолжительность фотолиза 30 мин.

Зависимость цветопоглощения (А) конечных растворов от расстояния между УФ-лампой и фотолизируемым раствором приведена ниже:

1286969,Количество

Усредненные значения оптической

Коэффициент вариации среднего, Ж

Стандартное отклонение метанола в анализируе мом образ.це,мкг/мл от среднего плотности, n=5 (довер. предел 0,95) 8,75

0,0014

0,4

0,016

0,110

0,216

0,419

0,582

0,736

0,0071

1,0

0,0042

0,0022

0,0217

0,0229.

1,94

2,0

0 53

4,0

3,73

6,0

3,11

10,0

Расстояние, мм А

30 2,0

50 1,2

70 0,740

100 0,500

Отсюда, оптимальное значение расстояния между УФ-лампой и фотолиэиру. емым раствором равно 70 мм.

Зависимость цветопоглощения (А) конечных растворов от концентраций растворов АГТТ (САГТТ) и едкого натра (CNaOH) приведена ниже:

С Агтт А

0,1 0,30

0,25 0,74

0 5 1,5

С NaOH

0 5 0,5

1,0

1,5 0,90 20

Отсюда оптимальные концентрации растворов АГТТ и NaOH соответственно 0,257. и 1 н.

Данные по устойчивости интенсивности окраски (А) конечных растворов от времени () и градиенту изменения светопоглощения за 1 мин (ЬА/a ) приведены в табл. 6.

Как видно из табл. 6, оптимальное время измерения светопоглощения-через 2-5 мин после барботирования воздуха, так как при этом величина

ЬА/Ь минимальна. За нижней границей янтервала измерение практически нерозможно при серийном анализе 35 (оператор не успевает манипулировать) за верхней границей недопустимо возрастают значения А и AA/Ь..

Сравнительная характеристика предлагаемого способа определения метанола и известного способа дана в табл. 7, 1

Таким образом, предлагаемый способ. требует в два раза меньше времени для анализа 35 мин (в известном

60 мин) за счет уменьшения количества применяемых реактивов с 4 до 2. и количеств операций с 8 до 5, исключается операция нагревания до о

100 С, повышается селективность. точность (ошибка составляет 8,7 против

15,8X) и чувствительность способа (минимально определяемая концентрация 0,4 мкг/мл против 1-2 мкг/мл абсорбата).

Формула изобретения

Способ определения метанола в воздухе путем пропускания анализируемой пробы через воду, окисления водного раствора, обработки цветореагентом с последующим фотометрированием окрашенного раствора, о т л и ч а ю - шийся тем, что, с целью сокращения времени определения, окисление ведут облучением ультрафиолетовым светом, в качестве цветореагента используют раствор 4-амино-3-гидразино1,2,4- триазолтиола-5, и обработку ведут в щелочной среде..

Таблица 1

1286969

Таблица 2

Относительная ошибка, 7. бсолютная шибка, мкг

Взято мета- Найдено налитическая нола,мкг/мл метанола,открываемость мкг/мл Х

1,25

0,01

98,8

0,79

0,8

3 33

0,10

96,7

2,9

3,0

1., 00

0,05

101,0

101,3

5,05

5,0

1,25

0,10

8,1

8i0

Таблица 3

Вычисленная ошибка определ. метанола, Ж

Отношение

Фотолизируе- Количестмый спирт во,мкг/мл

Оптическая плотность (9, =560 нм, У 1 см) оптических плотностей

Айс ОН/метанол

10,0

Метанол

8,1

10,0

Этанол

17,5

100,0

10,0

h-Пропанол

14,8

100,0

8,1

0,08

10,0,изо-Пропанол

0,094

9,4

100,0

Таблица 4

Время бар- Экстинкция конечного растворй при скорости барботажа (л/мин) ботирования, мин 0 1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0

0,015

0,200

0,740

0,015

О, 140

О, 580

0,050 0i320

0,030

0,250

0,830

0,040

0,300

О, 900

0,300

1,5

2,0

2,0

2,0

2,0

0,010

О, 100

0,350

0,900

0,740

0,060

О, 130

0,060

0,110

0,060

0,070

1,000

0,081

0,175

0,081

О, 148

1286969

Таблица 5

Светопоглощение, А

Время фотолиза, мин

15 30 60

А< ср!

Таблица 6

Время (о ), мин

1 ) Показатели

0,69

0,73

0,74

0,76,, 0,79 0; 98

0,03 0,04 0,16

1,78 дА/лс

0,04

0,01

0,02

Таблица 7

Способ

Максимальная ошибКоличество нималья опреляемая используемых реактиопределения ка анализа, Х центраабсор- . а,мкг/мл ов метанол

8,7

0,4

15,8

1,2

* Способ специфичен: определению мешают только летучие альдегнды.

** Способ малоспецифичен: определению мешают циклические эфиры, феноксисоединения, альдегиды, полиметилен-полиамины, хлоруксусные кислоты, аэрозоли солей тяжелых металлов.

Составитель ВЛладков

Редактор Н.Слободяник Техред Л.Олейник Корректор M.Лемчик

Заказ 7706/43 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.

Предлагаемый*

Известный**

Количество операций при анализе

0,090

0,085

0,090 .0,088

0,360 0,740

0,370 0,735

0,360 0,730

0,360 0,735

Время на один анализ (без учета отбора пробы) мин

1, 100

1, 200

1, 100

1, 133

Температура индикаторной реакции, С

Комнатная ("20)

10O ( пящая водяная баня)