Титриметрический способ определения массовой доли основного вещества -хлорвиниларсоновой кислоты
Владельцы патента RU 2320988:
Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) (RU)
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. Титриметрический способ определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты в водных растворах включает растворение пробы β-хлорвиниларсоновой кислоты массой 0,1-0,3 г в 50 мл воды, добавление 2-х капель 0,1% водно-спиртового раствора фенолфталеина в качестве индикатора, титрование 0,1 н раствором гидроксида натрия до розового окрашивания и вычисление массовой доли основного вещества по формуле:
где: V1 - объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование навески образца β-хлорвиниларсоновой кислоты, см3; V2 - объем рабочего раствора, пошедший на титрование холостой пробы и разложение индикатора, см3; К - поправочный коэффициент к титру раствора гидроксида натрия (К=1 при использовании стандарт-титра); 0,00932135 - количество β-хлорвиниларсоновой кислоты, эквивалентное 1 см3 0,1н. раствора гидрокснда натрия, г/см3; q - навеска β-хлорвиниларсоновой кислоты, г, за результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать ±1%. Достигается повышение точности и упрощение анализа. 1 табл.
Изобретение относится к исследованию и анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты (продукта деструкции отравляющего вещества люизита) путем титрования в присутствии химического индикатора.
Для обеспечения экологической безопасности деятельности объектов по хранению и уничтожению химического оружия осуществляется мониторинг окружающей среды, который предполагает измерение определенных параметров и сравнение их с соответствующими нормативными значениями. Для решения задач, связанных с поверкой и градуировкой средств измерения, разработкой и метрологической аттестацией методик выполнения измерений содержания отравляющего вещества люизита и продуктов его деструкции в контролируемых средах, для контроля показателей качества измерений, выполняемых аттестованными химико-аналитическими лабораториями, необходима метрологическая аттестация стандартных образцов. Основной задачей метрологической аттестации является точное определение массовой доли основного вещества определяемого (исследуемого) продукта [1-4]. Основным методом определения массовой доли основного вещества согласно МИ 2574-2000 считается титриметрический метод, обладающий наименьшей погрешностью определения в сравнении с фотометрическими и газохроматографическими методами.
Известны способы количественного определения мышьяксодержащих веществ, в том числе отравляющих, основанные на предварительной минерализации с последующим определением либо мышьяковистого водорода, либо мышьяковой кислоты преимущественно колориметрическим методом. Методы характеризуются длительностью пробоподготовки и использованием относительно токсичных и дорогих реактивов [5, 6].
В этих же работах [5, 6] описаны экспрессные способы количественного определения люизитов и их аналогов по количеству выделяющегося ацетилена при обработки пробы щелочью объемным определением [5, 6].
Более близким способом определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты считается способ определения, который описан в «Способе раздельного определения в воде β-хлорвинилдихлорарсина на уровне ПДК и β-хлорвиниларсоновой кислоты» [7]. Сущность этого способа заключается в том, что раздельное определение веществ достигается проведением щелочного гидролиза β-хлорвинилдихлорарсина и β-хлорвиниларсоновой кислоты при различных температурных условиях, причем содержание β-хлорвинилдихлорарсина определяют при 20°С, при 80°С определяют суммарное содержание, после чего из этого содержания вычетают содержание β-хлорвинилдихлорарсина и определяют содержание β-хлорвиниларсоновой кислоты. Ацетилен, выделяющийся при щелочном гидролизе исследуемых веществ, определяется газохроматографически с ошибкой определения от 5 до 35% в зависимости от концентрации веществ в растворе. Однако относительно высокая погрешность этого способа исключает возможность его использования для метрологической аттестации государственных стандартных образцов.
Недостатками данного способа также являются значительная сложность пробоподготовки, необходимость поддержания заданных температурных режимов и дорогостоящее оборудование для проведения газохроматографического анализа.
Целью предлагаемого изобретения является исключение стадии сложной пробоподготовки и использования дорогостоящего оборудования, простота проведения анализа в заводской лаборатории (достаточно лабораторной посуды и двух химических реагентов), снижение погрешности количественного определения до 1,0% при определении массовой доли основного вещества в стандартных образцах β-хлорвиниларсоновой кислоты в различной категории.
Указанная цель достигается применением титриметрического способа определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты методом нейтрализации.
Суть предлагаемого способа заключается в том, что анализируемое вещество - β-хлорвиниларсоновую кислоту, представляющую собой органическую кислоту, нейтрализуют слабым раствором щелочи при температуре (20±5)°С, что исключает щелочной гидролиз хлорвиниловой группы. Точку эквивалентности определяют по кислотно-основному индикатору.
Предлагаемый способ измерения массовой доли основного вещества в исследуемом образце проводят в следующей последовательности.
В коническую колбу объемом 100 см3 отбирают пробу β-хлорвиниларсоновой кислоты массой 0,1-0,3 г, вносят 50 см3 дистиллированной воды и 2 капли индикатора 0,1% водно- спиртового раствора фенолфталеина. После полного растворения β-хлорвиниларсоновой кислоты раствор медленно титруют 0,1н. раствором гидроксида натрия до резкого изменения окраски индикатора с бесцветной до розовой. (В период титрования допускается использование магнитной мешалки.)
Вычисление результатов измерений массовой доли основного вещества в образце β-хлорвиниларсоновой кислоты проводят по формуле:
где: V1 - объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование навески образца β-хлорвиниларсоновой кислоты, см3;
V2 - объем рабочего раствора, пошедший на титрование холостой пробы и разложение индикатора, см3;
К - поправочный коэффициент к титру раствора гидроксида натрия (К=1 при использовании стандарт-титра);
0,00932135 - количество β-хлорвиниларсоновой кислоты, эквивалентное 1 см3 0,1 н. раствора гидроксида натрия, г/см3;
q - навеска β-хлорвиниларсоновой кислоты, г.
За результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать (при разработке государственных стандартных образцов, стандартных образцов) ±1,0%.
Результаты анализа массовой доли основного вещества в β-хлорвиниларсоновой кислоте представлены в таблице.
| Таблица | ||||||
| Результаты определения массовой доли основного вещества состава β-хлорвиниларсоновой кислоты и его смесей для аттестации с элементами статистической обработки | ||||||
| Содержание в образце | Номер результата КХА | Результаты параллельных определений, % | Среднее арифметическое 2-х параллельных определений, % | Среднее определение (n=12), % | Доверительный интервал среднего значения при Р=0,95,% | |
| 1 | 2 | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 96,0% | 1 | 96,2 | 95,8 | 96,00 | 96,025 | 0,110 |
| 2 | 96,1 | 96,3 | 96,20 | |||
| 3 | 95,9 | 95,7 | 95,80 | |||
| 4 | 96,3 | 96,0 | 96,15 | |||
| 5 | 95,7 | 96,3 | 96,00 | |||
| 6 | 96,0 | 95,9 | 95,95 | |||
| 7 | 96,4 | 95,7 | 96,05 | |||
| 8 | 95,8 | 96,1 | 95,95 | |||
| 9 | 96,2 | 95,6 | 95,90 | |||
| 10 | 96,5 | 96,1 | 96,30 | |||
| 11 | 95,5 | 96,0 | 95,75 | |||
| 12 | 96,4 | 96,1 | 96,25 | |||
| Смесь для аттестации 93,0% | 1 | 93,0 | 92,9 | 92,95 | 92,996 | 0,107 |
| 2 | 92,8 | 93,1 | 92,95 | |||
| 3 | 92,7 | 92,9 | 92,80 | |||
| 4 | 93,1 | 93,4 | 93,25 | |||
| 5 | 93,2 | 92,8 | 93,00 | |||
| 6 | 93,1 | 93,3 | 93,20 | |||
| 7 | 92,9 | 93,1 | 93,00 | |||
| 8 | 92,6 | 93,2 | 92,90 | |||
| 9 | 93,1 | 92,9 | 93,00 | |||
| 10 | 92,9 | 93,3 | 93,10 | |||
| 11 | 93,2 | 93,1 | 93,15 | |||
| 12 | 92,5 | 92,8 | 92,65 | |||
| Смесь для аттестации 91,0% | 1 | 90,8 | 91,1 | 90,95 | 91,008 | 0,095 |
| 2 | 91,2 | 90,8 | 91,00 | |||
| 3 | 90,7 | 90,6 | 90,65 | |||
| 4 | 91,3 | 91,2 | 91,25 | |||
| 5 | 91,1 | 91,0 | 91,05 | |||
| 6 | 91,4 | 90,5 | 90,95 | |||
| 7 | 91,0 | 91,3 | 91,15 | |||
| 8 | 90,8 | 91,2 | 91,00 | |||
| 9 | 91,1 | 91,2 | 91,15 | |||
| 10 | 90,9 | 91,0 | 90,95 | |||
| 11 | 90,8 | 91,3 | 91,05 | |||
| 12 | 90,9 | 91,0 | 90,95 |
Источники информации
1. Стандартные образцы состава чистых веществ. Методы аттестации. Основные положения. МИ 2574-2000, УрНИИМ, 2000. 10 с.
2. ГОСТ 8.315-97. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Мн. 1998. 25 с.
3. ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. М. 2002. Ч.1-5.
4. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. МИ 2336-2002. 48 с.
5. Соборовский Л.З., Якубович А.Я. Синтез отравляющих веществ. М.: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1939. 252 с.
6. Франке З., Франц П. и др. Химия отравляющих веществ. Т.2. М.: Химия, 1973. 406 с.
7. Полякова Г.Ю., Кучинский Е.В. и др. Патент на изобретение №2163016. Войсковая часть 61469, 1998.
Титриметрический способ определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты в водных растворах, включающий растворение пробы β-хлорвиниларсоновой кислоты массой 0,1-0,3 г в 50 мл воды, добавление 2-х капель 0,1% водно-спиртового раствора фенолфталеина в качестве индикатора, титрование 0,1 н. раствором гидроксида натрия до розового окрашивания и вычисление массовой доли основного вещества по формуле
где V1 - объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование навески образца β-хлорвиниларсоновой кислоты, см3;
V2 - объем рабочего раствора, пошедший на титрование холостой пробы и разложение индикатора, см3;
K - поправочный коэффициент к титру раствора гидроксида натрия (K=1 при использовании стандарт-титра);
0,00932135 - количество β-хлорвиниларсоновой кислоты, эквивалентное 1 см3 0,1н. раствора гидроксида натрия, г/см3;
q - навеска β-хлорвиниларсоновой кислоты, г,
за результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать ±1%.
