Способ определения несимметричного диметилгидразина в водном растворе

 

Использование: контроль окружающей среды. Сущность изобретения: сначала осуществляют газовую экстракцию несимметричного диметилгидразина (НДМГ) из анализируемой пробы путем пропускания ее через катионит в Н⁺ форме со скоростью 0,012 - 0,015 мд³/мин, обработанный катионит кипятят в щелочном растворе в присутствии гидроксиламина, отделяют НДМГ, поглощают его раствором n-ниробензальдегида в смеси этиленгликоля и уксусной кислоты. Раствор поглотителя фотометрируют. 2 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, к контролю окружающей среды на содержание в ней компонентов ракетных топлив, а именно несимметричного диметилгидразина.

Применяемый в ракетной технике несимметричный диметилгидразин (НДМГ) обладает высокой степенью токсичности (ПДК_вв 0,02 мг/дм³), поэтому для его определения необходимы высокочувствительные способы, которые бы позволяли определять НДМГ при содержании не менее, чем 0,0005 0,001 мг/дм³.

Наиболее чувствительным способом определения НДМГ в водных растворах из известных в настоящее время является хроматографический с использованием пламенно-ионизационного детектирования НДМГ, а также способ газожидкостной хроматографии (Malone H. E. "The Determination of Hydruzino-hydrazide Group". Оxford Pergamon Press, 1970, 1v.p. 393).

Однако указанный способ требует применения сложной дорогостоящей аппаратуры, которая может быть использована в стационарной лаборатории и может быть внедрена в широкую аналитическую практику, тем более в полевых условиях.

Наиболее широкое применение для контроля содержания НДМГ в водных растворах имеет способ спектрофотометрического определения (Malone H. E. The Analysis of Propellants, London, New Jork, San Francisko, 1976, p. 43).

Спектрофотометрический метод (Макбрайда и Круза) был разработан для быстрого определения НДМГ в буферных растворах. Метод основан на образовании формальдегидного гидразона, который характеризуется максимумом поглощения при 236 нм в ультрафиолетовой области спектра.

Этот способ оказался наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту и был принят авторами изобретения за прототип.

Недостатками прототипа является его неселективность определению мешает множество природных веществ, присутствующих в природных водах и поглощающих свет в ультрафиолетовой части спектра, а также недостаточная чувствительность определения НДМГ.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что определяют НДМГ в водном растворе, включающем газовую экстракцию НДМГ из анализируемой пробы путем кипячения щелочного раствора в присутствии гидроксиламина, последующее поглощение НДМГ раствором паранитробензальдегида в смеси с этиленгликолем и уксусной кислоты; последующее фотометрирование, отличающееся тем, что анализируемую пробу предварительно пропускают через сульфо-катионит, зараженный в Н⁺-форму со скоростью 0,012 0,015 дм³/мин, из которого затем проводят экстракцию. Ниже представлены сопоставительные данные прототипа и предлагаемого изобретения.

Как видно, предлагаемый способ позволяет с более высокой степенью чувствительности проводить анализ водных растворов (вода водоемов, сточные воды, водные вытяжки из почв и растительных материалов).

Заявляемая сторона утверждает, что предлагаемый способ соответствует критерию изобретения "Изобретательский уровень", так как на основании известной научной, технической и патентной литературы, а также в силу опыта и знаний заявляемой стороной не было обнаружено той новой совокупности существенных признаков при определении НДМГв воде и известных для специалиста в данной области, которая представлена в изобретении.

Предлагаемый способ определения несимметричного диметилгидразина в водных растворах включают следующие признаки: пропускание через катионит в H⁺-форме анализируемого раствора со скоростью 0,012 0,015 дм³/мин; кипячение обработанного катионита в присутствии щелочи и гидроксиламина солянокислого; одновременная отдувка несимметричного диметилгидразина и поглощение его раствором пара-нидробензальдегида в смеси с этиленгликолем с уксусной кислотой; фотометрирование раствора поглотителя.

Ниже приведен вариант осуществления предлагаемого способа: через катионит в Н⁺-форме пропускают 3,6 дм³ анализируемой воды с содержанием 0,001 мг/дм³ со скоростью дм³/мин; катионит, обработанный по п. 1, переносят в колбу для перегонки; в колбу для перегонки вносят также 150 см³ 40%-ного раствора гидроксида натрия и 0,3 г гидроксиламина; колбу, подготовленную по п. 2 и 3, соединяют с поглотителем, содержащим 5 см³ раствора пара-нитробензальдегида в смеси с этиленгликолем и уксусной кислотой; через систему, собранную по п. 4, пропускают воздух или инертный газ при условии постоянного кипячения содержимого колбы и закипания поглотительного раствора в течение 3 4 мин;
после чего поглотитель отсоединяют от системы, содержимое поглотителя охлаждают до комнатной температуры и далее измеряют оптическую плотность раствора на фотоколориметре в кювете с толщиной оптической плотности 20 мм на фоне дистиллированной воды.

по величине оптической плотности с помощью градуировочного графика определяют содержание НДМГ в пробе.

Найдено 0,0009 мг/дм³, относительная погрешность ±10% Остальные варианты определены и проведены аналогично варианту N 1 и их переменные параметры указаны в табл. 2.

Как видно, предлагаемый объект обеспечивает количественное проведение анализа НДМГ в водных растворах при очень низком его содержании (примеры 1, 3 с положительным эффектом, примеры 2, 4, 6 с отрицательным эффектом).

Формула изобретения

Способ определения несимметричного диметилгидразина в водном растворе, включающий фотометрирование, отличающийся тем, что сначала осуществляют газовую экстракцию несимметричного диметилгидразина из анализируемой пробы путем пропускания ее через катионит в Н⁺-форме со скоростью 0,012 - 0,015 дм³/мин, обработанный катионит кипятят в щелочном растворе в присутствии гидроксиламина, при этом производят отделение несимметричного диметилгидразина и поглощение его раствором п-нитробензальдегида в смеси этиленгликоля и уксусной кислоты, раствор поглотителя фотометрируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1