Способ газохроматографического определения компонентов в смесях кислородсодержащих органических высококипящих веществ

 

Использование: в аналитической химии, в частности способы газохроматографического определения моноэтилового эфира этиленгликоля, бензилметакрилата, бутилметакрилата в воздушной среде производственных помещений. Способ хроматографического анализа сложных жиров этиленгликоля и метакрилатов осуществляют в хроматографической колонке с диатомитовой насадкой, модифицированной силиконовым маслом OV-1 в количестве 5% от веса насадки. 3 табл.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано в медицине центрами санитарно-эпидемиологического надзора для гигиенического контроля загрязнений воздуха производственных помещений на предприятиях электронной и электротехнической промышленности.

Анализируемые соединения этиленгликоля и метакриловой кислоты являются индикаторными веществами чистоты воздуха рабочей зоны в ходе технологических процессов, связанных с получением электронных схем, производством электронных приборов и аппаратуры.

Известен способ определения этиленгликоля и метакриловой кислоты в воздухе методом тонкослойной хроматографии.

Но анализ смеси эфиров этиленгликоля и метакриловой кислоты не проводят. Следовательно, существующий в прототипе метод не является специфичным, так как не позволяет проводить одновременное определение исследуемых веществ, не может быть использован для идентификации и количественного определения анализируемых химических соединений.

Известен способ определения компонентов в смеси кислородсодержащих органических высококипящих веществ в воздухе (2).

В этом способе компоненты смеси разделяют на хроматографической насадке, покрытой неподвижной жидкой фазой, в потоке газа-носителя (2).

Но в этом способе не определяют эфиры на основе метакриловой кислоты.

Целью изобретения является разработка специфичного, высокочувствительного экспрессного метода исследования анализируемых веществ в воздухе на основе определения оптимальных параметров в проведении газо-хроматографического анализа.

Новизна изобретения в том, что проведено разделение эфиров на основе этиленгликоля и метакриловой кислоты на основе газожидкостной хроматографии, проведена идентификация компонентов и установлена специфичность метода, выявлены количественные закономерности регистрации индивидуальных веществ в зависимости от концентраций в воздушной среде.

Определение веществ в воздухе основано на применении газожидкостной хроматографии с использованием пламенно-ионизационного детектора.

Подготовка хроматографической колонки.

Конец колонки, подсоединяемый в приборе к детектору, закрывают тампоном из стекловаты УТВ и подключают к вакуумному насосу. К другому концу присоединяют стеклянную воронку, через которую насыпают хроматографическую насадку. Осторожно постукивая деревянной палочкой, уплотняют насадку до прекращения движения слоя сорбента, отсоединяют вакуумный насос и воронку, закрывают начальный конец колонки стекловатой.

Кондиционирование колонки.

Заполненную хроматографическую колонку помещают в термостат хроматографа, не присоединяя к детектору, кондиционируют в токе азота (30 мл/мин) при 280оС в течение 24 ч, поле чего колонку подсоединяют к детектору.

Условия хроматографирования.

Оптимальные условия хроматографического анализа моноэтилового эфира этиленгликоля и бензилметакрилата представлены в табл. 1.

При разработанных условиях анализа время удерживания составляет для моноэтилового эфира этиленгликоля 20 с, бензилметакрилата 1 мин.

Для повышения чувствительности метода к бутилметакрилату проводят снижение температуры термостата до 100оС, температуры испарителя до 125оС. Другие условия анализа оставляют прежними. Время удерживания бутилметакрилата при разработанных условиях хроматографического анализа составляет 1 мин 10 с.

В ходе исследования определена высокая селективность твердого носителя и неподвижной фазы сорбента для анализа веществ.

Построение калибровочного графика.

Количественное определение веществ проводят методом абсолютной калибровки по высотам пиков. Для калибровки прибора в пробирках с притертыми пробками готовят серию растворов анализируемых соединений в гексане с диапазоном концентраций веществ 0,0063; 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1; 0,2 мкг в объеме исследуемой пробы 1 мкл путем разведения исходного стандартного раствора. Калибровочный график строят в координатах: высота пика (мм) количество вещества (мкг) по пяти-шести точкам, проводят по 6 параллельных определений для каждой концентрации. Условия анализа и калибровки должны быть идентичными.

Отбор проб воздуха.

При содержании в воздухе моноэтилового эфира этиленгликоля более 1,0 мг/м3, бензилметакрилата более 3,0 мг/м3, бутилметакрилата более 1,1 мг/м3 пробы отбираются в газовые пипетки или шприцы, предварительно промытые методом многократного обмена исследуемого воздуха (не менее 6-10 раз). Срок хранения отобранных проб в шприцах (газовых пипетках) не более 3 ч.

Ход анализа.

После отбора проб исследуемый воздух набирают медицинским шприцем в объеме 4 мл и вводят в испаритель хроматографа. Из каждой пробы проводят по 5 определений и полученные результаты усредняют, учитывая высоту пика на хроматограмме.

Расчет концентраций.

Концентрацию исследуемого вещества в воздухе (мг/м3) (X) вычисляют по формуле: X где C найденное по хроматограмме количество вещества, мг; Vo объем анализируемого воздуха, приведенного к нормальным условиям; 106 коэффициент пересчета.

Разработанный метод по сравнению с прототипом для всех веществ обладает более высокой структурной чувствительностью и вследствие этого большей точностью получаемых результатов.

Относительная ошибка результатов, полученных с учетом данных калибровки прибора при доверительной вероятности = 0,95, не превышает 5% что соответствует требованиям санитарной статистики (табл. 2-4).

Заявленный способ обладает наибольшей простотой, чем имеющийся в прототипе, поскольку не требует дополнительных процессов обработки проб (получение и концентрирование элюата при тонкослойной хроматографии, взаимодействия веществ с хромотроповой кислотой при использовании фотометрического метода) проводится непосредственный анализ газовоздушных проб. Разработанный способ отличается более высокой чувствительностью, чем анализ, имеющийся в прототипе. Чувствительность заявленного способа составляет по моноэтиловому эфиру этиленгликоля 0,004 мкг, бензилметакрилату 0,012 мкг, бутилметакрилату 0,045 мкг в хроматографируемом объеме (для сравнения чувствительность метода, имеющегося в прототипе, гораздо более низкая и составляет для этиленгликоля и метакриловой кислоты 1 мкг, монометакрилата пропиленгликоля 2 мкг).

П р и м е р 1. Определение моноэтилового эфира этиленгликоля в воздухе.

Условия отбора и анализа пробы.

Отбор пробы осуществляется при 20оС, барометрическом давлении 763 мм рт. ст. Регистрация хроматографируемого компонента.

Расчет. Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям (Vo), составляет: Vo= 3,74 мл По калибровочному графику количество вещества при высоте пика 86 мм установлено на уровне 0,54 10-3 мг (С). Концентрация анализируемого вещества в воздухе (Х) составляет: X 14,43 мг/м3 П р и м е р 2. Определение бензилметакрилата в воздухе.

Условия отбора и анализа пробы.

Отбор пробы осуществляется при 20оС, барометрическом давлении 763 мм рт. ст. Время анализа 2 мин.

Расчет. Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям (Vo), составляет: Vo= 3,74 мл По калибровочному графику количество вещества при высоте пика 58 мм установлено на уровне 0,16 10-3 мг (C). Концентрация анализируемого вещества в воздухе (X) составляет:
X 42,78 мг/м3
П р и м е р 3. Определение бутилметакрилата в воздухе.

Условия отбора и анализа пробы.

Отбор пробы осуществляется при 20оС, барометрическом давлении 763 мм рт. ст. Время анализа 2 мин.

Расчет. Объем воздуха, приведенный к нормальным условиям (Vo), составляет:
Vo= 3,74 мл
По калибровочному графику количество вещества при высоте пика 21 мм установлено на уровне 0,014 10-3 мг (C). Концентрация анализируемого вещества в воздухе (X) составляет:
X 3,7 мг/м3
Преимуществом метода является также широкий диапазон измеряемых концентраций в воздухе. При одномоментном исследовании неизменных проб он составляет по моноэтиловому эфиру этиленгликоля 1,0-33,1 мг/м3, бензилметакрилату 3,0-138,5 мг/м3, бутилметакрилату 1,1-33,7 мг/м3.

Заявленный способ в отличие от прототипа обладает высокой специфичностью, которая подтверждена при анализе других соединений: изобутилового эфира бензоина, -дезил-циклогексилацетамида, диметакрилат-бис-триэтиленгликольфталата, диметакрилат-бис-этиленгликольфталата, триэтиленгликоль диметакрилата, триэтиленгликоль диацетата, хлористого метилена, этанола, н-бутанола, стирола, ацетона.

Проводимые исследования позволяют заключить, что предложенный способ определения веществ в воздухе обладает специфичностью, экспрессностью и высокой чувствительностью. Более высокая точность и универсальность метода делают возможным его применение в лабораторных условиях и непосредственно на производстве.


Формула изобретения

СПОСОБ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ В СМЕСЯХ КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЫСОКОКИПЯЩИХ ВЕЩЕСТВ путем разделения смеси в потоке газа-носителя на сорбенте, представляющем собой хроматографическую насадку, покрытую неподвижной жидкой фазой, детектирования разделенных компонентов, отличающийся тем, что в случае анализа смеси моноэтилового эфира этиленгликоля, бензилметакрилата и бутилметакрилата в воздухе в качестве сорбента используют диатомитовую насадку "Chromaton N super", модифицированную силиконовым маслом "OV-1" в количестве 5% от массы насадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области анализа, в частности к способу определения малых количеств воды в жидких органических средах

Изобретение относится к геологии, геохимии, нефтепереработке и нефтехимии, а именно к определению концентрации нативных петропорфиринов в нефтяном сырье нефтяных и природных битумах

Изобретение относится к хроматографии и может быть использовано для качественного и количественного определения содержания отдельных компонентов сложных смесей произвольного состава в различных отраслях народного хозяйства: химической, нефтяной, газовой, нефтехимической, металлургии, медицине, биологии, экологии и др

Изобретение относится к хроматографическим способам разделения смеси веществ в газовой фазе и может быть использовано для решения химико-аналитических задач

Изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение в сельском хозяйстве

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к определению содержания низших (C1 - C6) алкилмеркаптанов в жидких и газообразных объектах, и может быть использовано для анализа различных объектов при соответствующей обработке проб

Изобретение относится к хроматографии и используется для анализа биологических объектов

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для градуировки газоаналитической аппаратуры

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в системе контроля за содержанием металлов-загрязнителей в пищевых продуктах, воде и растительной продукции

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к количественному определению тиодигликоля (,'-дигидроксидиэтилсульфида) в водных матрицах

Изобретение относится к области газового анализа и может быть использовано для градуировки газоаналитической аппаратуры, в частности для калибровки газохроматографических детекторов, создания градуировочных парогазовых смесей при разработке методов анализа окружающей среды и в токсикологических исследованиях, а также в различных производствах, где необходимо создание постоянных во времени концентраций паров летучих веществ в газе-разбавителе

Изобретение относится к биологии, экологии, токсикологической и санитарной химии, а именно к способам определения н-бутилового эфира 2-[4-(5-трифторметилпиридил-2-окси)фенокси]пропионовой кислоты в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидемстанций, химико-токсикологических, ветеринарных и экологических лабораторий
Наверх