Способ раздельного определения о-хлорфенола и 2,6- дихлорфенола

 

Изобретение относится к области химического анализа и может быть использовано для определения концентраций о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола в воздухе при санитарно-гигиенических исследованиях на содержание хлорфенолов. Хлорфенолы разделяют хроматографией. Пробу наносят на пластинку с тонким слоем сорбента, разделяют смесью гексан : ацетон : диэтилкетон при объемном соотношении 14-16 : 2-4 : 2-4 и проявляют реагентом. Упрощается способ и сокращается время определения. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области химического анализа и может быть использовано для определения концентраций о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола в воздухе при санитарно-гигиенических исследованиях на содержание хлорфенолов.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ определения 19 различных хлорфенолов, в том числе о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола, могущих загрязнять различные объекты окружающей среды (см. Richard E. Cline, Larry L. Needham. Determination of 19 chlorophenols by Racked - Column Gas Chromatography // J. Anal. Toxicology. -1984. - Vol. 8, N 6. - P. 282-286), на хроматомасспектрометре с использованием метода газовой хроматографии. Температура программируется в пределах от 96 до 138^oC, применяются 3 стеклянные капиллярные колонки с набивкой из полярных и неполярных материалов ОУ-225, ОУ-101 и Bantone 34. Газом-носителем служит аргон или метан, который подается со скоростью 30 мл/мин. В качестве детектирующего устройства используется детектор по электронному захвату. В комплект регистрирующего оборудования входит 4-полосный спектрометр. Способ является дорогостоящим, используются редкие, дорогие реагенты и сложные приборы. Кроме того, требуется специальная подготовка обслуживающего персонала, а также тщательная, длительная по времени пробоподготовка.

Задача изобретения заключается в упрощении и сокращении времени определения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола.

Для этого в способе раздельного определения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола, предусматривающем использование хроматографии, согласно изобретению пробу наносят на пластинку с тонким слоем сорбента, разделяют смесью гексан: ацетон:диэтилкетон при объемном соотношении 14-16:2-4:2-4 и проявляют реагентом.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при выборе элюирующей системы - смеси гексан:ацетон:диэтилкетон для тонкослойной хроматографии о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола были учтены виды взаимодействий и их интенсивность. Взаимодействие гексана с анализируемыми хлорфенолами осуществляется за счет сил дисперсионного взаимодействия. Ацетон и диэтилкетон проявляют способность к взаимодействию и к образованию водородных связей с донором водорода. Поэтому в качестве составных частей элюента испытывались растворители, функциональные группы которых служат как донорами, так и акцепторами.

Значения критерия разделения (Rf) о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола в различных хроматографических системах представлены в табл. 1 и на чертеже. При выборе оптимальной хроматографической системы учитывались значения Rf, качество пятен, которое важно при проведении количественного анализа.

Также при выборе наилучшей хроматографической системы для разделения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола использовали разность критериев разделения ΔRf , которая характеризует расстояние между центрами соседних пятен. Следовательно, чем больше ΔRf , тем лучше разделение.

ΔRf = Rf₂-Rf₁, где Rf₁ - критерий разделения о-хлорфенола, Rf₂ - критерий разделения 2,6-дихлорфенола.

Следовательно, лучшей хроматографической системой является система 2 - гексан : ацетон : диэтилкетон, что подтверждает сравнение данных табл. 1 и чертежа, а также разность критериев разделения ΔRf = 0,1. Данная система позволяет получить пятна высокого качества и четко разделить о-хлорфенол и 2,6-дихлорфенол.

С целью определения оптимального соотношения и граничных значений каждого компонента в хроматографической системе была установлена зависимость Rf о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола от количества гексана, ацетона, диэтилкетона. Полученные данные сведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что наиболее эффективное разделение о-хлорфенола, 2,6-дихлорфенола и хорошее качество пятен получается при использовании гексана, ацетона и диэтилкетона в объемных соотношениях 14-16:2-4:24.

При изучении свойств растворителей, входящих в состав элюента, было установлено следующее: 1. Гексан служит антиразмывателем пятен, но абсолютно не поднимает вещества с линии старта. Следовательно, он выступает как донор протонов, вследствие чего образуют прочные водородные связи с о-хлорфенолом и 2,6-дихлорфенолом, но не образует водородные связи с силикогелем.

2. Ацетон ускоряет поднятие веществ, но плохо делит о-хлорфенол и 2,6-дихлорфенол. Пятна получаются размытые, то есть он выступает как сильный акцептор протонов, образуя прочные водородные связи с силикогелем и хлорзамещенными радикалами о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола.

3. Диэтилкетон значительно улучшает разделение о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола. Пятна размытые, одновременно он служит и как разжижитель системы, так как обладает высокой скоростью движения потока и выступает как донор и акцептор протонов, вследствие чего прочность водородных связей элюента с силикогелем уменьшается, а прочность водородных связей его с о-хлорфенолом и 2,6-дихлорфенолом будет больше зависеть от числа атомов хлора в фенильном кольце хлорзамещенных фенолов.

Для разделения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола выбран метод хроматографии в тонком слое сорбента. Использовались пластинки "Silufol". В качестве элюента предлагается система - смесь гексан:ацетон:диэтилкетон при объемном соотношении 14-16:2-4:2-4. Для идентификации анализируемых веществ по хроматограмме рассчитаны критерии разделения Rf. Количественное определение о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола проводят путем сравнения интенсивности окраски и величин площади пятен пробы и стандарта.

Способ осуществляют следующим образом.

Анализируемую пробу растворяют в органическом растворителе, наносят на пластинку с тонким слоем сорбента, хроматографическое разделение осуществляют методом восходящего элюирования, при этом в качестве элюента используют смесь гексан:ацетон:диэтилкетон в объемном соотношении 14-16:2-4:2-4, затем проявляют реагентом и облучают УФ-светом 10-15 мин до появления пятен бурого цвета.

Пример. Анализируемые пробы и пробы стандартных растворов о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола с помощью микрошприца наносят на пластину "Silufol" на расстоянии 1,5 см от ее края порциями таким образом, чтобы диаметр пятен не превышал 0,5 см, расстояние между пятнами 1,0-1,5 см.

Для хроматографирования используют прямоугольную стеклянную хроматографическую камеру 18х7х18 см, накрытую пришлифованным стеклом. Боковые стенки камеры выложены фильтровальной бумагой, смоченной элюентом. Время насыщения камеры 30 мин. Растворители, входящие в состав элюента, предварительно очищают перегонкой. В камеру наливают 20 мл смеси гексан:ацетон:диэтилкетон в объемном соотношении 14-16:2-4:2-4. В камеру помещают 1-2 пластинки. После того как фронт поднятия элюента достигнет 10 см, пластинку извлекают и оставляют в вытяжном шкафу для улетучивания запаха подвижной фазы, затем опрыскивают проявляющим реагентом: 0,1 г нитрата серебра растворяют в 2 мл 25%-ного раствора аммиака и доводят объем до 50 мл ацетоном, добавляют 0,1 мл пироксида водорода. Обработанную пластинку помещают на 10-15 мин под источник УФ-света до появления пятен бурого цвета.

Идентификацию и количественное определение о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола проводят относительно стандартных растворов индивидуальных веществ, нанесенных на ту же пластинку, путем сравнения критериев разделения (Rf), интенсивности окраски и площади пятен.

Концентрацию о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола в воздухе вычисляют по формуле где C - концентрация вещества в воздухе, мг/м³; S₁ - площадь пятна пробы, мм²; S₂ - площадь пятна стандарта, мм²; A - общий объем пробы, мл; m - количество вещества, внесенного в пятно стандарта, мкг;
B - объем пробы, взятый для анализа, мл;
V₂₀ - объем воздуха (л), отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле:

где V_t - объем воздуха, отобранный для анализа, л;
P - барометрическое давление, КПа (101,33 КПа=760 мм рт.ст);
t - температура воздуха в месте отбора пробы, ^oC.

Нижний предел измерения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола составляет 0,1 мкг в объеме анализируемой пробы.

Предлагаемый способ раздельного определения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола, в сравнении с известным, обладает следующими преимуществами:
- достигается упрощение способа;
- сокращается в 2 раза время определения анализируемых соединений.

Способ технически подготовлен к использованию в народном хозяйстве.

Формула изобретения

Способ раздельного определения о-хлорфенола и 2,6-дихлорфенола с использованием хроматографии, отличающийся тем, что пробу наносят на пластинку с тонким слоем сорбента, разделяют смесью гексан : ацетон : диэтилкетон при объемном соотношении 14 - 16 : 2 - 4 : 2 - 4 и проявляют реагентом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3