Способ определения формальдегида в воздушной среде

 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению формальдегида в воздушной среде. Повышение чувствительности определения достигается использованием иньк реагентов при определенном соотношении . Определение формальдегида ведут путем поглощения его из воздуха изопропиловым спиртом (не), обработки поглотительного раствора хлоргидратом 1-бензил-2-гидразинобензимидазола (ХГ) в водном растворе ИС в присутствии ацетата натрия с последующим фотометрированием полученного окрашенного раствора. Обработку ведут при соотношении реагентов ХГгИС Jацетат натрия:вода 0,185:43,9:0,37 : : 55,545. Способ обеспечивает повышение чувствительности в 3,75 раза. 1 ил. 4 табл. (Л со 1чЭ СП СО со .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 И 21/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВСЕ.". »- :.-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3, Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьа:,,:,;,-,:»., (21) 3965985/23-04 (22) 14.10.85 (46) 23.07.87. Бюл. У 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС (72) Е.К.Синицына, О.И.Выпегжанин и Л.В.Холевинская (53) 543.432(088.8) (56) Бензина Г.И. Фотометрический метод определения формальдегида в воздухе. — Гигиена и санитария, 1968, 9 6, с. 100.

Авторское свидетельство СССР

У 740742, кл . С 07 С 47/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1144039, кл. С О1 N 21/78, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

У 828038, кл. С 01 N 21/78, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ

„.Я0„„1325334 А 1 (57) Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению формальдегида в воздушной среде.

Повышение чувствительности определения достигается использованием иных реагентов при определенном соотношении. Определение формальдегида ведут путем поглощения его из воздуха изопропиловым спиртом (ИС), обработки поглотительного раствора хлоргидратом 1-бенэил-2-гидразинобензимидазола (ХГ) в водной растворе ИС в присутствии ацетата натрия с последующим фотометрированием полученного окрашенного раствора. Обработку ведут при соотношении реагентов ХГ:ИС ;ацетат натрия:вода = О, 185:43,9 .0,37

55,545. Способ обеспечивает повышение чувствительности в 3,75 раза.

1 ил. 4 табл.

Таблица 1

Уровни значения Размерность факторов

Шаг

Фактор

-1 0 +1

Ч

Содержание;формальдегида Х„ 6,0

3,0 9,0 15,0 мкг

4,0 7,0 10,0 мг

10 20 30мп

4,0 12,0 20,0 мг

3,0

ХГГ Х1 спирта Х3 1,0

СН СООИа Х 8,0

1 l3

Изобретение относится к методам количественного определения органических веществ, а именно к определению формальдегида в воздухе промышленных помещений, и может быть использовано в аналитических лаборато" риях для других целей.

На чертеже представлен график зависимости оптической плотности от. содержания формальдегида: 1 — для известного; 2 — для предлагаемого способов, Цель изобретения — повьппение чувствительности определения .

Способ осуществляют следующим образом. .Анализируемый воздух пропускают через два последовательно соединенных положительных прибора с пористой пластинкой Ф 1, заполненных 50%-ным раствором изопропилового спирта. В аликвот пробы добавляют раствор ацетата натрия, раствор хлоргидрата

1-.бензил-2-гидразинобензимидазола в иэопропиловом спирте, нагревают

30 мин в водяной бане при t=70 C, после охлаждения фотометрируют при

540 нм (для спектрофотометра) или со светофильтром 9 6 (для фотоколориметра) при толщине слоя 10 мм.

В этих условиях наблюдается подчинение основному закону светопоглоДля проведення исследований составлена матрица планирования (табл. 2), включающая также значения оптической плотности У, максимальный выход про25334 г щения в интервале концентраций

0,0005-0,0015 мг.

Концентрацию формальдегида в воздухе определяют по формуле а.Ь 1000 у 3 мг/м с v где а - общсе количество исследуемого раствора, мл;

Ь вЂ” количество формальдегида, найденное в анализируемом объеме, мг;

С вЂ” количество исследуемого раствора, взятое для анализа мл;

v — объем исследуемого воздуха о 1 приведенный к нормальным условиям, л, 20 Путем математического планирования эксперимента выбраны оптимальные условия проведения реакции взаимодействия формальдегида с хлоргидратом 1-бензил-2-гидразинобензимида25 эола в присутствии ацетата натрия в водно-спиртовой среде с образованием формазана.

В качестве факторов, влияющих на выход продукта реакции, выбраны содерЗ0 жания формальдегида,хлоргидрата 1бензил-2-гидраэинобензимидазола,ацетата натрия и спирта (табл. 1). дукта реакции Э (максимальное значение оптической плотности) достигается при верхнем значении уровней всех факторов, 1325334

Таблица 2 т т

2 3 4 о Ь

Опыт

Х1

-1 -1 +t -1 0 06

-1 -1 — 1 +1 Π14

+1

-1 — 1 — 1 -1

0,10

+1 О О О 0,50

18 -1 О О О О, 17

15 19 О +1 О О

0,53

20 1 -1 О О 0,26

21 О О +1 О О 30

О О -1 О О t8

23 О О О +1 0,35

25 24

000 — 1030

П р и м е ч а н и е. Y — средние значения из пяти опытов.

В табл. 3 приведены значения оптической плотности при различных значениях реагентов.

Т3 -1 — 1

ТаблниаЭ

Оптическан плотность

Содервание раагентов

В Ж, ВГГ 1 Р Р f ВИВВВВИ

1 НО

ХГГРмг Ивопро- СН1С пнповий спирт см

Форм дегид миг

55,545 1,046

55,62 0,56

0,37

0> 185 43,9

О, 186 44 ° 124

О, 172 13,559

20;О

Э,О

10,0 3,0

1 15 ° О

0,07

О,Э44

0,069

0,370

3,0

4,0

85,925 0,20

3 15,0

S,0

20,0

4 15,0

S,0 . 0,172 13,597

4,0

5 15,0

0,074 44,00

О 074 44 131

0,069 13 573

20 ° О

3,0

Ь,О

6 15,0

7 15,0

8 15,0

17 15,0

25 15,0

26 .15, О

27 15,0

28 15,0

0,74

3,0

0,344

20 ° О

5,0

5,0 0,069 13,61

4,0

О, 069

0,214

0,357

0,472

0,278

0,472

О, 125 28, 190

О, 178 28, 138

0,226 52 ° 114

0,037 40,057

4,0

12,0

4,0

20,0

2,5

25,0

3,0

15,0

0,028 52,084

2,5

25,0

1 +1 +1 г +1 +

3 +1 +1

4 +1 +1

5 +1 — 1

6 +1 -1

7 +1 — 1

8 +1 — 1

9 — 1 +1

10 — 1 +1

11 -1 +1

12 — 1 +1

2 15 О 1О О 3 О

10,0 1,О

10,0 1,0

4 ° 0 3,0

Ь,O 3,0

4,0 1,0

4 ° О 1т0

7,0 2,0

10,0 2,0

В2,0 3 ° 5

2,0 3,0

15,0 3,5

+1 1,046

-1 0,55

+1 0,20

-1 0,14

+1 0,42

-1 0,23

+1 0,21

-1 0,16

+1 0,19

-1 0,20

+1 0,07

-1 0,06

+1 0,09

Соотношение реагентов, мас.Х

Продолжение табл. 2

86 162 0 14

55,556 0,42

55,595 0,23

86,014 0,21

86,252 0,16

71,467 0,50

71,327 0,60

47,188 0,55

55,628 0,23

47,161 0,67

Характеристика

Показатели

Объем стандартного раствора формальдегида, У, мл

0 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5

Содержание формальдегида, Р, мкг

0 1 О 3 0 5 0 7 0 9 0 1 1 0 13 0 15 0

Оптическая плотность А (средняя из пяти опытов) 0 0,07 0,203 0,343 0,486 0,63 0,76 0,94 1,05

5 13253

В опыте 1 (табл. 3) достигается максимальное значение оптической плотности, что соответствует соотношению реагентов хлоргидрата 1-бензил-2-гидразинобензимидазола, изопропилового спирта, ацетата натрия и воды в массовом соотношении О, 185:43,9:

:0,37:55,545. Полученное соотношение реагентов рассчитано исходя иэ того, что масса пробы составляет 5,4 г, 10

2,0 мл 0,5Х-ного раствора хлоргидрата 1"бензил-2-гидразинобензимидазола соответствует О, 185 мас. .;2,0 мл

1, .-ного раствора ацетата натрия—

0,37 мас. .; 3 мл изопропилового спир- 15 та — 43,9 мас. . При этом верхний уровень значений фактора Х (содержа3 ние спирта) может быть получен при использовании 50 .-ного раствора изопропилового спирта для отбора проб 20 воздуха.

Увеличение или снижение содержания реагентов в анализируемом растворе не приводит к увеличению оптической плотности раствора (табл. 3). 25

Кроме того, на повышение чувствительности оказывает влияние замена этилового спирта на изопропиловый.

По полученным данным строят градуировочный график зависимости оптической плотности (А) or содержания формальдегида (Р).

Пример 2. Определение формальдегида в воздухе. Исследуемый воздух протягивают через два поглотительных прибора с пористой пластинкой М 1, содержащей по 5 мл 50 -ного раствора изопролилового спирта, со скоростью 0,5 л/мин.

По 2 мл .поглотительного раствора из каждого поглотителя вносят в пробирки, добавляют по 2 мл 1 -ного

34 6

Угловой коэффициент градуировочного графика, характеризующий относительную чувствительность, в случае использования иэопронилового спирта в качестве растворителя выше, чем при использовании этилового спирта.

Пример 1. Построение градуировочного графика. Готовят стандартный раствор формальдегида в 50 .-ном изопропиловом спирте с содержанием

10 мкг/мл, В восемь пробирок берут

0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9; 1,1; 1,3;

1,5 мл стандартного раствора формальдегида и доводят объем до 2 мл

50 .-ным раствором изопропилового спирта. Затем в каждую пробирку прибавляют по 2 мл 1 -ного раствора ацетата натрия и по 2 мл 0,5 -ного раствора. хлоргидрата 1-бензил-2-гидра- зинобензимидазола (ХГГ) в иэопропиловом спирте. Пробирки помещают в водяную баню (t = 70 C) на 30 мин. Через

20 мин пробирки вынимают из бани,охлаждают до комнатной температуры и через 10-20 мин замеряют оптическую плотность каждого раствора. Полученные данные заносят в табл. 4.

Таблица раствора ацетата натрия и по 2 мл

0,5 .-ного раствора хлоргидрата 1-бензил-2-гидразинобензимидазола в иэопропиловом спирте, выдерживают

30 мин в водяной бане при 70 С. Посо ле охлаждения через 10-15 мин замеряют оптическую плотность.

По градуировочному графику определяют содержание формальдегида в

2 мл пробы.

Оптическая плотность пробы при

540 нм равна 0,22. По градуировочному графику содержание формальдегида в пробе составляет 0,0031 мг, 7 13 объем пробы с 2 мл, общий объем пробы а 5 мл. Пробу воздуха отбирают в течение 20 мин со скоростью

0,5 л/мин.

Объем протянутого воздуха, приведенный к нормальным условиям

К, где v — объем протянутого воздуха, л

К вЂ” коэффициент для приведения объема воздуха к нормальным условиям при 25 С,740 мм рт.ст. (К = 0,8919).

С = 8,61 мг/м1.

Предлагаемый способ определения формальдегида на основе хлоргидрата

1-бенэил-2-гидразинобенэимидазола по сравнению с известным не уступает ему в простоте исполнения, избирательности и обеспечивает повышение чувствительности в 3,75 раза.

И Зо SO 7О 9О И 13 /

Составитель Л. Русанова

Редактор А. Коз ориз Техред 31. Сердюкова

Корректор Л.Патай

Заказ 3042/37 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

А

09

И

07

Юб ал

0,Ф

03

02

О.t

25334 8

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ определсния формальде гида в воздушной среде путем поглощения

5 его пз воздуха, ооработки поглотительного раствора хлоргидратом 1-бензил-2-гидразинобензимидазола в водно-спиртовой среде в присутствии ацетата натрия с последующим фотомет10 рированием полученного окрашенного раствора, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности определения, поглощение осуществляют изопропиловым спиртом, в качестве водно-спиртовой среды используют водный раствор иэопропилового спирта и обработку осуществляют при массовом соотношении хлоргидрат

1-бензил-2-гидраэинобенэимидазола: изопропиловый спирт: ацетат натрия: вода О, 185: 43,9 : 0,37:55,545 соответственно.