Способ определения метилмеркаптана и диметилдисульфида в воздухе

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5))46 01 N 21 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4166324/28-04 (22) 24.!2.86 (46) 30.09.88. Бюп. Л" 36 (71) Ленинградский научно-исследовательский институт гигиены труда и профессиональных заболеваний (72) В.П.Якимова, А.Б.Родионов и Л.Н.Бродская. (53) 543.42.062 (088.8) (56) Максимов В.Ф., Наместников И.В., Яковлева О.И. Методы контроля условий труда на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности. Л., 1982, с. 71 72.

Випьянов В.H. Метод раздельного определения сероводорода, меркаптанов и диметилдисульфида в воздухе.

Гигиена и санитария, 1974, Ф 4, с. 63-65. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТИЛМЕРКАПТАНА И ДИМЕТИЛДИСУЛЬФИДА В ВОЗДУХЕ (57) Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению метилмеркаптана и диметилдисульфида в воздухе. Цель — повышение селективности и точности способа. Определение ведут путем аспирирования воздуха через поглотительный раствор.

В качестве последнего используют смесь, содержащую, мас.Х: ацетат кад- мия 1,00-2,00, воду 4,00-10 00 уксусную кислоту 0,02-0,20, этиловый или пропиловый спирт - остальное. Отбирают две равные аликвотные части пробы, одну из которых перед,обработкой хромогенным реагентом — солянокислым раствором N,N-диметил-п-фени". лендиамина и хлорида железа .(III) об- щ рабатывают ацетатом или нитратом ртути. Полученный окрашенный раствор фотометрируют. Способ обеспечивает определение указанных соединений при минимальной концентрации с относи- ф тельной погрешностью не более 12X..

4 табл.

1427256

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам раздельного определения метилмеркаптана (MM) и.диметилдисульфида (ДМДС)

5 при совместном присутствии в воздухе.

Цель изобретения - повышение се-лективности и точности способа.

Способ осуществляют следующим образом. !О

П р н м е р. !5 л воздуха аспирируют со, скоростью 1,0 л/мин через два последовательно соединенных поглотительных прибора с пористой пластинкой, содержащих по 10 мл поглоти- 15 тельного раствора (5 г ацетата кадмия растворяют в 20 мл дистиллирован.ной воды, подкисляют 0 1 мл уксусной кислоты и доводят объем раствора до

500 мл пропанолом). Во время отбора 20 пробы поглотители охлаждают в смеси льда с водой. Содержимое. поглотитель-. ных приборов анализируют отдельно, результаты суммируют.

В две пробирки с принлифонанными 25 пробками отбирают равные аликвотные части раствора пробы объемом 4 мл.

В первую пробирку приливают 5,0 мл воды, 0,5 мл хромогенного реагента (смесь 0,2%-ного раствора N N-диме- 30 тил-п-фенилендиамина в концентрированной соляной кислоте и 4%-ного раствора хлорида железа (III) в И растворе соляной кислоты, взятых в соотноыении 3:I) и перемешивают раст; вор.

Во вторую пробирку вносят 0,5 мл

5 -ного раствора ацетата ртути и осторожно перемешивают содержимое. Через 0,5-1,0 мин приливают 4,5 мл но- 40 ды и 0,5 мл хромогениого реагента.

Через !5 мин окрашенные растворы фотометрируют при длине волны 500 нм в кюветах с толщиной слоя 2 см относительно контрольпого раствора, при- 45 готовленного аналогично аликвотной части Р 1 пробы.

Содержание метилмеркаптана (HM) и диметилдисульфида (ДИДС) определяют по уравнению градуировочного графика

50 зависимости оптической плотности от содержания метилмеркаптана в фотометрируемом объеме раствора (мкг). Основной стандартный раствор получают растворением точной нанески ДИДС н пропаноле в мерной колбе емкостью

25 мл. Рабочий стандартный раствор с концентрацией ДИДС 49 мкг/мл, соответствующий концентрации метилмеркаптана 25 мкг/мл, готовят путем разбавления основного раствора поглотительным раствором, Для построения градуироночного графика в ряд пробирок, содержащих по 0,5 мл 5%-ного раствора ацетата ртути, вносят от 0 до 2,0 мл рабочего стандартного раствора ДИДС, доводят объем растворов до 4,0 мл поглотительным раствором, приливают по

4,5 мл воды, по 0,5 мл ::ромогенного реагента и далее фотометрируют растворы аналогично пробе.

Концентрацию ИИ и ДИДС в воздухе (С) вычисляют по формулам: а Vosы Э

С вЂ” мг/м

ММ 7

У

1 96 (Ь-а) Vî"üü / 3

Дмс ал где а — количество ИИ, найденное в анализируемом объеме раствора пробы в пробирке 1,"- I,ìêã;

Ь вЂ” количе ство !1И, найденное в анализируемом объеме раствора пробы в пробирке Е - 2 (в присутствии ртути), мкг;

V — общий объем раствора пробы, оыц

МЛ;

V „— объем раствора, взятый для анализа, мл;

V — объем воздуха, отобранный для анализа, мл;

1,96 — коэффициент пересчета массового содержания ИИ на ДИДС.

В табл. 1 и 2 приведены результаты раздельного определения ИИ и ДИДС в воздухе при скоростях аспирации

0,5-1,0 л/мин и объемах аслирируемого воздуха 0,5-15,0 л.

Как следует из табл. 1, средний процент определения. обоих веществ составляет 99%. Относительная погреыность определения лри oL = 0,95 и n =

12 не превышает 12 .

В табл. 3 приведена степень поглощения ИИ и ДИДС из воздуха лри различном соотноыении компонентов в поглотительном растворе.

Степень поглощения 121 и ДИДС в двух последовательно соединенных поглотительных приборах составляет

100, причем в первом поглотителе улавливается не менее 80% определяемых веществ.

Как видно из табл. 3, кроме лропилового спирта можно брать этиловый

1427256 спирт, а кроме ацетата ртути, использовать нитрат ртути.

Критерием выбора оптимального состава поглотительного раствора является степень поглощения вещества из воздуха первым поглотительным прибором Ъ 807.

Основным компонентом поглотительного раствора, ответственным за улав- !О ливание вещества из воздуха, является для MM ацетат кадмия, который связывает меркаптан в пелетучий меркаптид кадмия, и для ДИДС вЂ” спирт. Небольшие количества уксусной кислоты добавляют, чтобы предотвратить возможность гидролиза ацетата кадмия при хранении поглотительного раствора, в то время как MM и Д1!ДС хорошо поглощаются спиртово †водны растворами ацетата кадмия, не содержащими уксусной кислоты. Добавка 0,02-0,27 уксусной кислоты не сказывается на поглощении компонентов, но предотвращает гидролиз ацетата кадмия. Увеличение 25 концентрации уксусной кислоты % 0,27. не приводит к уменьшению степени поглощения исследуемых веществ из воздуха, однако нецелесообразно, так как основную свою функцию уксусная кисло- 30 та выполняет в указанном диапазоне концентраций.

Как следует из табл. 3, MM улавливается из воздуха со степенью по35 глощения в — м поглотительном приборе, превышающей 807, в растворах, содержащих не менее мас.7. ацетата кадмия. Увеличение концентрации ацетата кадмия свыше 27. не улучшает по- 40 глощение метилмеркаптана, поэтому нецелесообразно. д:!ДС хорошо улавливается (со степенью поглоше«ия в 1-м поглотительном приборе 80Z) в этаноле или пропаноле, а гакже в спиртово-водных растворах, содержащих не более 107 воды. Получение растворов ацетата кадмия, содержащих менее 47. воды, затруднено из-за ограниченной растворимости этой соли в смесях пропанол (этанол) — вода.

В табл. 4 представлены сравнительные данные определения MM и ДК1С известным и предлагаемым способом.

Как видно иэ табл. 4, известный способ дает заниженные по сравнению с заданными величинами результаты определения ДМДС и завышенные результа-. ты определения концентрации MM п-— скольку в первой паре поглотитель— ных приборов, предназначенных в известном способе для улавливания MM задерживается не только это вещество, но и ДМДС (в среднем на 637.), образующий меркаптан в ходе реакций с ионами ртути и хромогенным реагентом.

Предлагаемый способ позволяет селективно определять метилмеркаптан

3 при минимальной концентрации 0,2 мг/м (при ПДК в воздухе рабочей зоны

0,8 мг/м ) и диметилдисульфид при миэ нимальной концентрации 0,34 мг/м э (при ПДК 1,5 мг/м ) с относительной погрешностью не более 127.

Формул а изобретения

Способ определения метилмеркаптана и диметилдисульфида в воздухе путем аспирирования воздуха через поглотительный раствор, обработки пробы солянокислым раствором N N-диметил-п-фенилендиамина и хлорида железа (III) с последующим фотометрированием полученного раствора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения селективности и точности способа, в качестве поглотительного раствора используют смесь, содержащую, мас.7.:

Ацетат кадмия 1,00 — 2,00

Вода 4,00 — 10,00

Уксусная кислота 0,02 — 0,20

Этиловый или пропиловый спирт Остальное отбирают две равные аликвотные части пробы, одну из которых перед обработкой хромогенным реагентом обрабатывают ацетатом или нитратом ртути.

1427256

Таблица 1

Задаио1 NKI условия отбора пробы вОздуха

Найдено

ДМДС

ДМДС метилмеркаптана

15 0

),0

l,5

О,) 0,2

3,0 не обн. ие оби, 602583365

108,3

0,2

0,4

3,0

6 ° 0 215 9216 5 ° 3

4„5 2,8 93,3 3,0

«н»

0,18 0,4

88,3

2,7

66,7

3,0

0,2

0,3

5 ) 40. 888 48

94„!

4,5

0,34

0,3

0,4

0,82

10,0

8,2 4,3

107,5 7,9

4,0

96,3

0,8 1,) 0,5

8,6

l0,5 7,7 89,5 12,25 116,5

10,0

1! 1,2 13,2

1,5

0,8

7,6

87,0

)5,0 8,5

80 131 7,Э 912 142

«и»

108 t3

10I 4 б

)3,!

43,0 )4,5

1) 0,7 43,6

I 5,0!

11,2 8,3 )07,8 11,4 . )01,8

7,7

7,0

1,6

1,0

43,2

94,4

14,7

100,7 40,8

14,8

2,9

l5 0

1615 4010 14 ° 8 8917 4! 17

104,3

15 0

2,7

1,0

90,7 26,95 )06,5

25,Э 31,5

0,5

Э4,7

0 5

5,1

6,9

3017 32 0 10212 2914

95,7

31,3

6,3

6,1

23,3

32,6 )08,6 20,1

86,3

30,0

4,7

6,0

l 7 .В

98,8

96,8 87,9

101,5 82,8

89,0 ) 5,0

84,0 53 3

5,0

15,5

3,) 98, 7.

52,5

0 5

)6,8

l0,5

52,3 9),5

98,7

51,5 98,5 90,2

Ф

52,6 )03,1 92,6

18,3

)0,5

lOI,8

9I,0

51,0

18,2

l 0 1 5

94>2

1811

l7,8

lOIt7 8il

8,6

1,0

8,6

17,8

8518

35,6 )7,0 95,0 34,1

I 719

1,0

35,6

l7,9

Метрологические

98,3

8,)0

0,082

98,3

7,64

0,077

XiZ ММ

S 2ММ

Sr MH

«

Концентрация в sosдухе, мг/м метилмер- ДМДС каптаиа

0,8 1,3

0,9 2,9

Скорость аспирации, л/мин

Объем метилмервозду- каптана ° ха, л ! характеристики:.Х, 7. ДМДС

S1 2 ДМДС

Sr ДМДС

1427256

1

1 IM

I о

1

1 В4 с сЛ л л о о о о

1 Ch

1 1 л а с1 1 л а а с > 1 сс) сГ 1

1 сч

I Х

1 Е

Ch а л а

СО сО

И о сч cv а а л со сО! с1 1

I 1

4И л О с ъ

OО а л а с С

1 сГ с с

1 о

>о о о

m o

О Ж

Э с

>Ж .с>3 х

1 ф сЛ сч с »о л а о о о! М

v > сс! а

CJ сЧ Х а х

% И I!I!

Е л о 1

>О 1 с4 с Ъ I л а о о

1 сч О I а а

Л сЧ CO

С>

1 а о

1 о о ж со л а а а л

1. сЧ с>1 ВГ

Cl о ж

Э

Ц

>g сс! х

C) сс! о ж сс!

6j о а

И сс! а о сс!

U с>! а!

t( о +

1.+ 3

lG I co о сс!

Щ а@ Г оисэ

+ а йс=!.! сс

1 > а >О о

«Ь л

CO Ch а а о о! с> сч

>О а

СО о 1

1

00 1 см

1427256!

Т аблщца 3 ельного раство- 3

Спирт ме

4 ме а так м поПоглощение метилмеркаптана (скорость .отбора воздуха 1 л/мин) 59,0 I

38,5

23, О.

89,4

0510001

62,6

14,2

3,6

О, 1 89,4 17,3

2 0,5 :10,0

79,8

3 0 8 10 О 0 1 89 1 62 5

40,2

19,5

1 2

67,3

73,2

89,0 62,0

45 9

16,8

4 0 9 100

Oil

5 1,0 10,0 0,4 88 9 46,7

84,5

39,5

7,3

86,9

40,1

6,0

0,2 88,8 46,0

6 1,0 10,0

87,0

7 1,О !0,0 0>02 88,98 46,0

40,0

6,0

90,8

0,2 94,8 47,0

42,5

4,3

8 1 О 4 О!

3,8

1 5

90,2

0,2 94,8 15,8

9 1,0 4,0

93,8

15,1

l i0

93,8 15,6

l0 2,0 4,0 0,2

14,9

I i!

93,1

I1 2 О 10 0 О 2 87;8 15 8

88,0 17,3

91,3!

5,9

1,3

12 20 10 0 0

88, О 17,3

13 2,0 10,0 О

92,5

16,0

1,3

90,1

15,7

1,T

78,0 17,2

14 2 ° О 200 0

15 20 300 001 6799 174

89,7

15,6

1,8

16 3,0 20,0 О

77,0 !7 0

89,9

15,1

1,7

47,8 90,1

5,3

53,1

48,2 90,9

4,8

53 0

100,0

IB О 0

81,0

10 300 01 689

Поглощение диметилдисульфида

О 0 О l 00,0 (скорость отбора воздуха 1 л/мин) Степень поглощеия веества в лотнельном риборе Д

34,9 43,0

11,2

1427256

Продолжение табл.3

Состав поглотительного раство-. ра, Х

Пример, IP

Задано, икг

Вода

Ацетат

Kйдиия

Уксусная Спирт кислота метил мерк тана

69фб

85,0

59,2

I3i0

1,0 20,0 . 0,1

78,9

72,0

37,3

14,5

52,0 1

21 )0 150 0

89,0

74,3

53е2

39,7

l3i7

22 0 12,0 0

88,0

39,8

)3,6

74,8

53,2

23 1,0 12,0 0 ° I

86,9

1,0 )2,0 О,!

39,6

13,7

86,9

74,3

53,3

89,0

77,9

57,0

16,2

73,2

25 О Il 0 0

78,2

57,1 !

5 I

73,0

89,0

26 0 1) 0 0

90,0

27 0 100 0

53,5

44,! . 82,4

9,4

53>7

28 0 )0,0 0

90,0

82,Х

44,0

992

53 5

46,3

7,3

BSiS

1,0 )О,О О,2

86,4

89,3

0,5 10,0 0,2

80,0

87 9

7),0

9 ° 8

88,8

I 0 )0,0

0,2

l6 ° 4

S7,3

I, 2! 318

2,0

94,9

I 90 4,0

)8,!

О,) )7,0

1,6

9)к9

° В состав поглотителъного раствора входил этанол, а остагиивк случаях - пропаном.

Ф поглотителъно го прибо ра по хо ду отбор телень оглоще» ия веества в

-и полотиелънои риборе,й.!

427256

14 о

»О е. I!« х с,! о м е Ch а

-Ф со ч

CC««Ч о л

С»! Се о z

»О

СЧ а, ° о э о о д а

C»1 Ch

Ch Ch л М е а

»О СО

Ch Ch

СС« а со

1:Ь

»»

С1! О и

И С« а

СЧ С! а о м а а с Ch Ф со ь а

»О

Ch

С ° » а»О О со

I !

О1 ° л м

С

«С1 л о

» °

О м сп о

»О

° Ф о

X о о

v о

И л и о о

Ch СО О1 е а л о х

«у I

tf 1

СО О а ф

С"1 С»1 о

«

С«« о» О а а о»

М « 3

5I И 1

С«!

l««!

m !

М и а о

С « л О а а о»

»О е

«Л сО а» о м а

«! о

Ф о

Се1 л м

4 а а

«с«л

»О л од ох . 1 м

»Q

С»« х х

h5 ф»е о а о» л

»«»

О 1 а м Ф а м а о о е а а о о о

» о о

О о о о о1 М а а о

СЧ

»О а

С1 СО

Л О а а

Ch (Р.

1 — —

9 ° з

2Х!

СС1»О ««I а а :о о

I

2 о

Р»

И

al

Р

Зg!

O Ca!

«»l

3 2 1 о

» к* Ф

Й Се о й!

1 Х о х

1 Х»!I

««1 Р

X Sou

Р. ф «б

Ц Р» о о оо!. х сб

1

I

Вс

1 С

I ! о о о

О О О о о о о

Й о