Способ газохроматографического определения этаноламина в воздухе
Владельцы патента RU 2364861:
ФГУН "Нижегородский научно-исследовательский институт гигиены и профессиональной патологии" (RU)
Изобретение относится к аналитической химии, а конкретно к газохроматографическому определению концентраций этаноламина в воздухе, и может быть использовано для санитарного контроля, например, воздуха рабочей зоны. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности, точности, надежности определения, а также сокращение трудоемкости и времени проведения анализа. Для этого необходимо использовать в качестве сорбирующей системы раствор углекислого натра, экстрагента - толуол, дериватизирующего реагента - пентафторпропионовый ангидрид в количестве 5-7 мм3, а хроматографический анализ проводить с электронозахватным детектором. 2 табл.
Изобретение относится к аналитической химии, а конкретно к газохроматографическому определению концентраций этаноламина в воздухе, и может быть использовано для санитарного контроля воздушных объектов.
Известен способ фотометрического определения этаноламина в воздухе, описанный в сборнике методических указаний по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны. М., 1982, №6-7, с.28-32.
Определение, основанное на взаимодействии этаноламина с n-нитро-фенилдиазонием, не специфично в присутствии первичных аминов и обладает низкой чувствительностью.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ газохроматографического определения этаноламина в воздухе рабочей зоны, описанный в журнале аналитической химии, 1996, том 51, №6, с.642-646.
Этот способ заключается в том, что пробу воздуха в объеме 10-20 дм3 аспирируют через хемосорбент, затем смывают сорбат 2,5-3 см3 изопропилового спирта в 0,5 г прокаленного углекислого калия. В полученный раствор вводят 6 мм3 бензальдегида, объем раствора упаривают при 82°С до 1 см3, затем раствор отделяют от осадка, осадок промывают 1 см3 изопропилового спирта и объединяют смыв с основной порцией элюата. Объединенный элюат концентрируют упариванием до объема 0,1-0,2 см3, охлаждают до комнатной температуры и хроматографируют 3 мм3 с пламенно-ионизационным детектором. Предел определения в анализируемой пробе составляют 0,002 мкг.
Однако этот способ длителен и трудоемок, а повторное упаривание экстракта с целью обеспечения необходимой чувствительности определения деривата, полученного с помощью бензальдегида, значительно повышает погрешность анализа из-за невозможности четкого контроля упариваемых до столь малых величин объемов (0,1-0,2 см3). В результате чего неизбежны низкая точность и надежность измерения концентраций, особенно в области малых ее значений. Кроме того, использование для хроматографирования пламенно-ионизационного детектора, чувствительного практически ко всем классам органических соединений, не позволяет обеспечить должной селективности, а следовательно, и надежности определения.
Задача предлагаемого технического решения - повышение чувствительности, точности и надежности определения этаноламина в воздухе с одновременным снижением трудоемкости и длительности анализа.
Эта задача решается за счет того, что сорбат экстрагируют толуолом в щелочной среде, толуольный экстракт обрабатывают пентафторпропионовым ангидридом, избыток которого нейтрализуют буферным раствором, экстракт осушают сульфатом натрия и хроматографируют с электронозахватным детектором.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Пробу воздуха аспирируют через 3-5 см3 6%-ного водного раствора углекислого натра. 1 см3 сорбата экстрагируют 1 см3 толуола в присутствии 1 см3 насыщенного щелочного раствора. После отделения водного слоя в толуольный экстракт добавляют 5-7 мм3 пентафторпропионового ангидрида, выдерживают 8-10 мин при комнатной температуре для проведения дериватизации, затем добавляют 1 см3 фосфатнокислого буферного раствора рН 7 для нейтрализации избытка ацилирующего реагента, отделяют толуольный слой, осушают его добавлением сернокислого натра и хроматографируют 1 мм3 с электронозахватным детектором. Предел определения этаноламина в анализируемой пробе составляет 0,0001 мкг, т.е. в 20 раз ниже, чем в методе-прототипе, что позволяет анализировать, например, воздух рабочей зоны на уровне 1/2 предельно-допустимой концентрации при объеме пробы воздуха всего 2 дм3. Использование для хроматографирования фторселективного электронозахватного детектора обеспечивает высокую селективность и надежность определения фторсодержащего деривата.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить чувствительность и точность определения этаноламина в воздушных объектах при одновременном снижении трудоемкости и значительном сокращении длительности проведения анализа.
Пример 1. В делительную воронку помещают 1 см3 раствора этаноламина в 6%-ном углекислом натре. Добавляют по 1 см3 насыщенного щелочного раствора и толуола и экстрагируют в течение 10-15 сек. Отделяют водный слой. В толуольный экстракт добавляют 3 мм3 пентафторпропионового ангидрида и оставляют на 8-10 минут для проведения дериватизации. Добавляют 1 см3 фосфатнокислого буферного раствора рН 7, встряхивают несколько раз делительную воронку и отделяют водный слой. В толуольный экстракт добавляют сернокислый натр и через 2-3 мин хроматографируют 1 мм3 с электронозахватным детектором.
Результаты анализа приведены в таблице 1.
Пример 2. Выполняют, как пример 1, но в толуольный экстракт добавляют 5 мм3 пентафторпропионового ангидрида. Результаты анализа приведены в таблице 1.
Пример 3. Выполняют, как пример 1, но в толуольный экстракт добавляют 7 мм3 пентафторпропионового ангидрида. Результаты анализа приведены в таблице 1.
Пример 4. Через поглотительный прибор с пористой пластинкой, содержащий 3 см3 6%-ного водного раствора углекислого натра, аспирируют со скоростью 2 дм3/мин 3 дм3 парогазовой смеси этаноламина, полученной с помощью динамического диффузионного дозатора. 1 см3 сорбата помещают в делительную воронку, добавляют по 1 см3 насыщенного щелочного раствора и толуола и встряхивают в течение 10-15 секунд. Отделяют верхний слой, в толуольный экстракт добавляют 6 мм3 пентафторпропионового ангидрида и оставляют на 8-10 мин для проведения дериватизации. Добавляют 1 см3 фосфатокислого буферного раствора, встряхивают делительную воронку несколько раз и отделяют водный слой. В толуольный экстракт добавляют сернокислый натр и через 2-3 мин хроматографируют 1 мм3 с электронозахватным детектором. Результаты анализа приведены в таблице 2.
| Таблица 1 | |||||
| Результаты анализа раствора этаноламина, С=5 мкг/см3 | |||||
| Количество пентафторпропионового ангидрида, мм3 | Высота хроматографического пика, h, mB | Метрологическая характеристика, Р=0,95 | |||
| hni |
|
Среднее квадратичное отклонение, S | Доверительный интервал, Δhni | Погрешность определения σ, % | |
| 3 | 36,2 52,8 41,4 44,6 37,0 | 42,4 | 6,7372 | 7,8152 | 18,4 |
| 5 | 52,8 49,4 49,8 51,0 53,2 | 51,2 | 1,7176 | 1,9924 | 3,9 |
| 7 | 49,8 53,3 49,6 50,6 52,4 | 51,1 | 1,6454 | 1,9087 | 3,7 |
| Таблица 2 | |||||
| Результаты анализа искусственной воздушной смеси этаноламина | |||||
| № анализа | Концентрация этаноламина в воздухе, мг/м3 | Метрологическая характеристика, Р=0,95 | |||
| Cni |
|
Среднее квадратичное отклонение, S | Доверительный интервал, ΔСni | Погрешность определения, % | |
| 1 | 0,65 | ||||
| 2 | 0,59 | ||||
| 3 | 0,67 | 0,64 | 0,0017 | 0,0482 | 7,5 |
| 4 | 0,61 | ||||
| 5 | 0,69 |
Способ газохроматографического определения этаноламина в воздухе, включающий аспирацию анализируемого воздуха через сорбционную систему, экстракцию сорбата, дериватизацию этаноламина и хроматографический анализ, отличающийся тем, что в качестве сорбирующей системы используют раствор углекислого натра, экстрагента - толуол и дериватизирующего реагента - пентафторпропионовый ангидрид в количестве 5-7 мм3, а хроматографический анализ проводят с электронозахватным детектором.
