Способ определения массовой доли основного вещества кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты

Изобретение относится к исследованию или анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты (O-изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты, O-пинаколиновый эфир метилфосфоновой кислоты, O-изобутиловый эфир метилфосфоновой кислоты) путем титрования с помощью химических индикаторов. Способ определения массовой доли основного вещества кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты заключается в анализе водных растворов алкиловых моноэфиров метилфосфоновой кислоты при обработке пробы избытком 0,1 н. раствора гидрата окиси натрия, после чего пробу выдерживают 30 минут и титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии бромтимолового синего в качестве индикатора до изменения его окраски от синего до желто-зеленого цвета, в аналогичных условиях проводят холостой опыт, и в обоих случаях фиксируют объем израсходованного на титрование 0,1 н. раствора соляной кислоты, массовую долю основного вещества рассчитывают из заданного соотношения. Достигается упрощение и повышение точности анализа. 3 табл.

 

Изобретение относится к исследованию или анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты (О-изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты, О-пинаколиновый эфир метилфосфоновой кислоты, О-изобутиловый эфир метилфосфоновой кислоты) путем титрования с помощью химических индикаторов.

Химические соединения: О-изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты, О-пинаколиновый эфир метилфосфоновой кислоты, О-изобутиловый эфир метилфосфоновой кислоты являются продуктами деструкции отравляющих веществ - фторангидрида изопропилового эфира метилфосфоновой кислоты (зарин), фторангидрида пинаколиново-го эфира метилфосфоновой кислоты (зоман), О-изобутил- S-2-(N,N-диэтиламино) этилме-тилтиофосфоната (Ви-икс).

В системе экологической безопасности при осуществлении комплекса мероприятий по мониторингу повседневной деятельности, а также в целях предупреждения предаварийных и аварийных ситуаций на объектах по хранению и уничтожению химического оружия одной из задач является измерение определенных параметров и сравнения их с соответствующими нормативными значениями. Такая задача сводится к метрологической аттестации образцов по определению в них массовой доли основного вещества с целью использования таковых для решения измерительных задач, связанных с разработкой, поверкой и градуировкой средств измерения, разработки и метрологической аттестации методик определения содержания отравляющих веществ, продуктов их деструкции в контролируемых средах, контроля показателей качества измерений, выполняемых аттестованными химико-аналитическими лабораториями [6-9].

Известны способы выполнения измерений массовых концентраций зарина, зомана, Ви-икс в воздухе рабочей зоны газохроматографическим методом с пламенно- фотометрическим детектированием [1]. Недостатком этих способов является: высокая погрешность измерения от ±21% до ±24%; способы рекомендуются для оценки соответствия содержания зарина, зомана, Ви-икс в воздухе рабочей зоны гигиеническим нормам; время одного анализа составляет более 60 минут; способы предполагают определение только самих фосфорорганических отравляющих веществ (зарин, зоман, Ви-икс).

Известен способ определения микроколичеств изопропилового эфира фторангидрида метилфофоновой кислоты в почве [2]. Недостатками данного способа является то, что способ включает биохимический анализ, погрешность которого, как известно из [3], составляет до ±25%; высокая стоимость препаратов холинэстеразной группы; достаточно жесткие температурные условия при проведении анализа (+36,6°C); расчет найденного количества зарина проводят с учетом установленного коэффициента экстракции, который может колебаться в зависимости от состава и вида почв; регламентацией времени экстракции, проводимой дистиллированной водой с использованием ультразвукового воздействия (10 мин). Несоблюдение временного параметра экстракции приводит к деструкции изопропилового эфира фторангидрида метилфофоновой кислоты.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения метил-фосфоновой кислоты и ее моноэфиров как химических маркеров фосфорорганических отравляющих веществ [4-5], который заключается в определении кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты в битумно-солевых массах газожидкостным хроматографированием с использованием внешнего стандарта.

Не останавливаясь на сложности и длительности пробоподготовки, следует отметить, что погрешность количественного определения в значительной степени определяется чистотой используемого внешнего стандарта.

Целью предлагаемого изобретения является исключение многостадийности пробоподготовки, использования дорогостоящего оборудования и реагентов, снижение погрешности количественного определения до 1,0% при определении массовой доли основного вещества моноэфиров метилфосфоновой кислоты в стандартных образцах различной категории.

Указанная цель достигается применением титриметрического способа установления значения массовой доли основного вещества в исследуемых кислых моноэфирах метилфосфоновой кислоты, который по стоимости используемого оборудования, времени проведения анализа и погрешности определения значительно превосходит газохроматографический метод и может быть осуществлен в условиях заводской лаборатории.

Суть предлагаемого способа заключается в том, что раствор анализируемого вещества обрабатывают избытком 0,1 н. раствора гидроокиси натрия выдерживают 30 минут и титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии бромтимолового синего в качестве индикатора. Точка эквивалентности в предлагаемом способе определяется по переходу окраски индикатора от синего до желто-зеленого цвета.

Химические процессы протекают согласно приведенным ниже реакциям по схемам:

а)

б)

в)

Предлагаемый способ измерения массовой доли основного вещества в исследуемых образцах (изопропилового, изобутилового, пинаколинового моноэфиров метилфосфоновой кислоты) проводят в следующей последовательности.

В коническую колбу вместимостью 100 мл помещают (0,10-0,20) г исследуемого кислого моноэфира метилфосфоновой кислоты. Затем в колбу вносят 50 мл дистиллированной воды, тщательно растворяют навеску (допускается применение ультразвуковой ванны) и приливают с помощью пипетки или бюретки точно 15,0 мл 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, перемешивают и оставляют на 30 минут при комнатной температуре.

Затем к полученному раствору из капельницы добавляют 3 капли индикатора бромтимолового синего и титруют избыток 0,1 н. раствора щелочи 0,1 н. раствором соляной кислоты до изменения окраски индикатора от синего до желто-зеленого цвета, фиксируя объем V1, мл. В аналогичных условиях проводят холостой опыт, фиксируя объем V2, мл.

Вычисление результатов измерений массовой доли М, %, мас., основного вещества в моноэфире метилфосфоновой кислоты выполняют по формуле:

где: V1 - объем 0,1 н. раствора соляной кислоты, пошедший на титрование избытка гидроокиси натрия с бромтимоловым синим в пробе, мл;

V2 - объем 0,1 н. раствора соляной кислоты, пошедший на титрование гидроокиси натрия с бромтимоловым синим в холостом опыте, мл;

K1 - титр кислого моноэфира метилфосфоновой кислоты, эквивалентный 1 мл 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, г/мл;

К1 О-изобутилметилфосфоната=0,0152131 г/мл;

К1 О-изопропилметилфосфоната=0,0138104 г/мл,

К1 О-пинаколилметилфосфонат=0,0180186 г/мл,

К2 - поправочный коэффициент к концентрации раствора соляной кислоты (К=1 при использовании стандарт-титра);

m - масса навески пробы кислого моноэфира МФК, взятая для измерений, г.

Примечание: Выбор общего поправочного коэффициента К2 при расчете массовой доли основного вещества (M) по выражению (1) обусловлен возможностью определения М в отсутствие стандарт-титра кислоты (ТУ 2642-001-49415344-99). Определение коэффициента поправки в этом случае проводят в соответствии с ГОСТ 25794.1-83 - ГОСТ 25794.3-83.

Общее время продолжительности одного анализа с учетом времени на подготовку пробы составляет до 50 мин.

Результаты анализа массовой доли основного вещества кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты представлены в таблицах 1-3.

Таблица 1

Результаты определения массовой доли основного вещества состава О-изопропилового эфира метилфосфоновой кислоты с элементами статистической обработки
Содержание в образце С, %Номер результата КХАРезультаты параллельных определений, %Среднее арифметическое 2 параллельных определений, %Среднее арифметическое определений, n=30Доверительный интервал среднего значения при Р=0,95, %
12
1234569
96,01.95,695,795,6596,090,165573
2.96,796,696,65
3.96,096,196,05
4.95,996,196,00
5.95,895,695,70
6.96,396,296,25
7.96,196,196,10
8.96,196,496,25
9.95,896,095,90
10.96,296,396,25
11.96,496,296,30
12.95,996,095,95
13.95,895,895,80
14.96,396,496,35
15.96,196,296,15
93,01.93,192,993,0093,033330,151524
2.93,893,493,60
3.93,293,093,10
4.93,393,593,40
5.93,092,892,90
6.92,592,892,65
7.92,993,092,95
8.92,692,992,75
9.93,393,293,25
10.93,193,193,10
11.93,093,293,10
12.92,792,992,80
13.92,893,192,95
14.93,092,992,95
15.92,893,293,00
91,01.90,790,990,8091,016670,112647
2.91,391,091,15
3.90,991,491,15
4.90,690,990,75
5.91,291,191,15
6.91,091,191,05
7.90,890,690,70
8.90,990,790,80
9.91,491,091,20
10.91,391,191,20
11.91,091,291,10
12.91,290,991,05
13.90,891,090,90
14.91,491,191,25
15.91,190,991,00

Таблица 2

Результаты определения массовой доли основного вещества состава О-изобутилового эфира метилфосфоновой кислоты с элементами статистической обработки
Содержание в образце С, %Номер результата КХАРезультаты параллельных определений, %Среднее арифметическое 2 параллельных определений, %Среднее арифметическое определений, n=24Доверительный интервал среднего значения при Р=0,95, %
12
1234569
99,5199,499,599,4599,540,116
299,599,799,60
399,8100,199,95
499,399,799,50
599,699,699,60
699,499,799,55
799,999,599,70
899,499,299,30
999,699,699,60
1099,299,399,25
1199,499,699,50
1299,399,699,45
94,51.94,894,694,7094,950,109
2.94,994,894,85
3.94,694,994,75
4.95,295,095,10
5.95,195,195,10
6.95,095,395,15
7.94,995,295,05
8.95,194,995,00
9.94,795,094,85
10.95,395,195,20
11.94,994,694,75
12.94,895,194,95
91,01.91,291,091,1091,00,072
2.91,491,091,20
3.90,891,090,90
4.90,991,291,05
5.91,091,091,00
6.91,290,891,00
7.90,791,090,85
8.90,691,090,80
9.90,990,990,90
10.90,891,391,05
11.91,290,991,05
12.91,191,091,05

Таблица 3

Результаты определения массовой доли основного вещества состава О-пинаколинового эфира метилфосфоновой кислоты с элементами статистической обработки
Содержание в образце С, %Номер результата КХАРезультаты параллельных определений, %Среднее арифметическое 2 параллельных определений, %Среднее арифметическое определений, n=24Доверительный интервал среднего значения при Р=0,95, %
12
1234569
97,0196,596,996,7096,816670,148597
297,196,896,95
397,396,797,00
49796,896,9
596,496,396,35
696,796,596,60
796,79796,85
896,296,996,55
997,197,197,10
1097,296,596,85
1196,996,796,80
1297,996,497,15
94,01.93,894,093,9094,033330,111156
2.94,194,394,20
3.94,293,793,95
4.9494,494,20
5.94,194,494,25
6.93,993,793,80
7.93,894,093,90
8.94,394,494,35
9.94,093,893,90
10.94,194,094,05
11.93,794,193,90
12.93,994,194,00
91,01.91,191,391,2091,01250,099659
2.90,991,291,05
3.91,491,091,20
4.90,691,290,90
5.90,791,090,85
6.91,391,291,25
7.90,890,990,85
8.91,091,391,15
9.91,290,991,05
10.90,890,990,85
11.91,090,790,85
12.90,791,290,95

Результаты таблиц 1-3 показывают, что полученные по предлагаемому способу средние значения массовых долей основного вещества О-изопропилового эфира метил-фосфоновой кислоты, О-пинаколинового эфира метилфосфоновой кислоты, О-изобутилового эфира метилфосфоновой кислоты с доверительной вероятностью 0,95 имеют расхождение с истинным значением в пределах 1,0% погрешности предлагаемого способа.

Таким образом, предложенный способ позволяет определить массовую долю основного вещества в образцах состава: О-изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты, О-пинаколиновый эфир метилфосфоновой кислоты, О-изобутиловый эфир метилфосфоновой кислоты. Помимо этого способ рекомендуется для метрологической аттестации образцов состава: О-изопропиловый эфир метилфосфоновой кислоты. О-пинаколиновый эфир метилфосфоновой кислоты, О-изобутиловый эфир метилфосфоновой кислоты, планируемых к использованию на объектах по уничтожению химического оружия в качестве стандартных образцов или государственных стандартных образцов. Такие образцы необходимы для обеспечения единства и требуемой точности измерений при решении измерительных задач, связанных с разработкой, поверкой и градуировкой средств измерения, разработкой и метрологической аттестации методик определения содержания отравляющих веществ, продуктов их деструкции в контролируемых средах, контроля показателей качества измерений, выполняемых химико-аналитическими лабораториями. Предложенный способ позволяет решить объектовым лабораториям острую потребность в количественном определении массовой доли основного вещества с погрешностью до 1-2% мас.

Источники информации

1. Сборник методик выполнения измерений фосфорорганических отравляющих веществ газохроматографическим методом с ПФД и ферментативным методом. Федеральное управление по безопасному хранению и уничтожению химического оружия. ФУ/5/90, М., 2005, 179 с.

2. Н.И. Алимов, А.Ю. Лобур, С.А. Баженов, Л.Н. Солодкова, С.И. Щербин. Патент РФ №2213349. Войсковая часть 61469, 2001.

3. Руководство по работе в автомобильной радиометрической и химической лаборатории АЛ-4М. Воениздат. 1988.

4. Е.И. Савельев, А.С. Радилов, Т.А. Кузнецова, Н.Ф. Волынец. Журнал прикладной химии. 2001. Т.74. Вып.10, с.1671-1676.

5. Е.И. Савельев, И.Г. Зенкевич, Т.А. Кузнецова, А.С. Радилов, Г.В. Пшеничная. Российский химический журнал, журнал российского химического общества им. Д.И. Менделеева. 2002. Т.46. Вып.6, с.82-91.

6. Стандартные образцы состава чистых веществ. Методы аттестации. Основные положения. МИ 2574-2000, УрНИИМ, 2000. 10 с.

7. ГОСТ 8.315-97 Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Мн. 1998. 25 с.

8. ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. М. 2002. Ч.1-5.

9. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. МИ 2336-2002. 48 с.

Способ определения массовой доли основного вещества кислых моноэфиров метилфосфоновой кислоты, заключающийся в анализе водных растворов алкиловых моноэфиров метилфосфоновой кислоты при обработке пробы, отличающийся тем, что пробу обрабатывают избытком 0,1 Н раствора гидрата окиси натрия, выдерживают 30 мин и титруют 0,1 Н раствором соляной кислоты в присутствии бромтимолового синего в качестве индикатора до изменения его окраски от синего до желто-зеленого цвета, в аналогичных условиях проводят холостой опыт, и в обоих случаях фиксируют объем израсходованного на титрование 0,1 Н раствора соляной кислоты, массовую долю основного вещества рассчитывают из соотношения

где V1 - объем 0,1 Н раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование пробы основного вещества, мл;

V2 - объем 0,1Н раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование в холостом опыте, мл;

k1 - титр алкилового моноэфира метилфосфоновой кислоты, эквивалентный 1 мл 0,1 Н раствора гидроокиси натрия, г/мл;

К1 О-изобутилметилфосфоната=0,0152131 г/мл;

К1 О-изопропилметилфосфоната=0,0138104 г/мл;

К1 О-пинаколилметилфосфонат=0,0180186 г/мл;

К2 - поправочный коэффициент к концентрации раствора соляной кислоты (К2=1 при использовании стандарт-титра,);

m - масса навески пробы кислого моноэфира метилфосфоновой кислоты, взятая для измерений, г.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено в качестве способа контроля содержания аланина в белковых смесях и биологически активных добавках.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено в серийных анализах при производстве фармацевтических препаратов: биологически активных пищевых добавок, аминокислотных смесей, витаминных комплексов.Способ селективного определения триптофана и фенилаланина в водном растворе характеризуется тем, что готовят водный раствор триптофана и фенилаланина с исходными концентрациями 0,05 и 0,02 мг/мл соответственно, затем постепенно добавляют высаливатель кристаллический сульфат лития до его содержания 25 мас.% по отношению к массе водного раствора аминокислот, к приготовленному водно-солевому раствору триптофана и фенилаланина добавляют экстрагент - трехкомпонентную смесь гидрофильных растворителей в объемном соотношении водно-солевого раствора и смеси экстрагентов 10:1, причем смесь гидрофильных растворителей предварительно готовят из 60-70 мас.% бутилового спирта, 20-25 мас.% ацетона и 5-20 мас.% этилацетата, затем экстрагируют на вибросмесителе в течение 5 мин, выдерживают несколько минут до полного разделения фаз, экстракт количественно переносят в ячейку для кондуктометрического титрования и определяют в экстракте содержание триптофана и фенилаланина, для этого по результатам кондуктометрического титрования строят кривую зависимости электроповодности раствора от объема прилитого титранта, по фиксированным точкам эквивалентности определяют массу триптофана и фенилаланина в экстракте, степень извлечения (R, %) триптофана и фенилаланина рассчитывают по формуле R=D·100/D+r, где D - коэффициент распределения триптофана и фенилаланина между трехкомпонентной смесью гидрофильных растворителей и водно-солевым раствором, r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано при разработке процессов непрерывной ферментации белков в серийных анализах производства фармацевтических препаратов.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено в серийных анализах сточных вод производства фармацевтических препаратов - биологически активных пищевых добавок, аминокислотных смесей, витаминных комплексов.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов производства пищевых продуктов, содержащих биологически активные добавки.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к определению содержания Cu, Cu2O и CuO при совместном их присутствии в ультрадисперсных порошках (УДП) меди, которые используются в порошковой металлургии для получения изделий методом спекания, синтеза интерметаллидов, а также являются компонентами современных смазочных материалов, металлополимеров.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения диалкилпероксидов и -алкоксидиалкилпероксидов общей формулы(СН 3)3С-O-O-С(СН3 )R1R2,где R1=R2=CH 3;R1=H, R2 =ОСН3, ОСН2-CH(СН 3)2, O-цикло-С6 Н11, ОС6Н 5,ОСН2-(СН 2-O-СН2)2-СН 2OH, ОСН2-СН(ОН)-СН 2OH,и может быть использовано на заводах и в лабораториях при производстве и применении диалкилпероксидов и их функциональных производных.
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов непрерывной ферментации белков, серийных анализах технологических и очищенных сточных вод фармацевтических и пищевых производств.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для контроля качества алкогольной продукции, выдержанной в контакте с древесиной дуба.

Изобретение относится к методам аналитического контроля качества нефти, нефтепродуктов и газового конденсата и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу определения нитроксильной группы в растворе, и может найти применение в лабораториях, осуществляющих аналитический контроль технологических производственных процессов, связанных с применением нитроксильной группы

Изобретение относится к области аналитической химии, конкретно к способам электрохимического определения иридия
Изобретение относится к области аналитической химии элементов, а именно к методам выделения и определения осмия, и может быть использовано при выделении и определении осмия в объектах различного вещественного состава

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при разработке процессов производства биологически активных пищевых добавок, поливитаминов, белковых смесей

Изобретение относится к области анализа небиологических материалов химическими методами и может найти применение при решении задач по проведению экологического контроля на объектах уничтожения химического оружия

Изобретение относится к анализу небиологических материалов химическими способами, путем гидролиза и последующего титрования в присутствии химических индикаторов

Изобретение относится к способам определения различных термодинамических констант неорганических и органических веществ в теоретической и практической областях химии

Изобретение относится к анализу на содержание хлора в полигексаметиленгуанидинхлориде, выпускаемом под торговой маркой Полисепт

Изобретение относится к исследованию или анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества в стандартных образцах состава O-алкилметилфосфонатов (в частности, O-изопропилметилфосфоната, O-изобутилметилфосфоната, O-пинаколилметилфосфоната) путем титрования их водных растворов с использование автоматического потенциометрического титратора АТП-02 или его аналогов
Наверх