Способ количественного определения примесей хлористого винила в воздухе

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ои728081

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву

I (22) Заявлено 020877 (21) 2516565/23-04 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки ¹

6 01 N 31/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1504.80. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 150430 (53) УДК 543,544 (088. 8) I0.С.Другов, Г.В.Муравьева и Г.A.Ëåòóíîâñêàÿ (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гигиены труда и профзабопевакий ANH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИ)

ПРИМЕСЕЙ ХЛОРИСТОГО ВИНИЛА В ВОЗДУХЕ

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно, к способам количественного определения хлористого винила в воздухе.

Известен способ количественного .з определения хлористого винила,в воздухе путем концентрирования анализируемой пробы на активированном угле, элюировании концентрата,органическим растворителем и хроматогра- 10 фированием элюата (1).

Недостатком способа является низкая избирательность определения, а именно, определению мешают другие 15 хлорорганические соединения, углеводороды и их сера-, азот- и кислородсодержащие производные.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо-20 му результату является способ количественного определения примесей хлористого винила в воздухе путем концентрирования анализируемой пробы на активированном угле, элюировании 2 концентрата органическим растворите лем и хроматографированием концентрата (2).

Недостатком способа является низкая избирательность — определению Зп мешают хлор, хлористый и цианистый водород, фосген, двуокись серы, сероводород, окислы углерода, углеводоровы С -C4, фреоны, эфиры, спирты, альдегиды, амины и низкая точность определения.

Целью изобретения является повыше" ние точности и избирательности определения.

Поставленная цель достигается описываемым способом количественного определения примесей хлористого винила в воздухе, заключающимся в предварительном пропускании анализируемой пробы через колонку, последовательно заполненную молекулярными ситами, стекловолокном, обработанным

92-97%-ным раствором серной кислоты ,и карбонатом натрия, с последующим концентированием хлористого винила на активированном угле, элюировании концентрата органическим растворителем и хроматографированием элюата.

Отличием способа является предварительное пропускание анализируемой пробы через колонку, последовательно заполненную молекулярными ситами, стекловолокном, обработанным 92-97Ъным раствором серной кислоты и карбонатом натрия.

728081

Пример 1. Колонка готовилась следующим образом.

В стеклянную трубку (20х0,3 см) засыпались молекулярные сита 5А (зернение 0,5-0,25 мм) предварительно прокаленные в муфельной печи при

400 С, заполняющие секцию трубки длиной 9 см. Эатем в трубку помещали ,тампон иэ стеклянной ваты, и следующая секция длиной 5,5 см заполнялась стекловолокном, смоченным 92%-ной серной кислотой. Далее снова закладывался тампон из стеклянной ваты и засыпался прокаленный карбонат натрия (длина слоя 3 cM). Форколонка с обеих концов закрывалась тампонами из стекловаты и до отбора хранилась герметично закрытой пробками из силиконовой резины.

Д ля улавливания и концентрирования примесей хлористого винила ис-. .пользовалась стеклянная трубка размером (5,5х 0,3 см), содержащая

70 мг активированного угля БАУ (фракция 0,5-0,25 мм), предварительно прокаленного при 300 С и отмытого от примесей органических веществ хроматографически чистым толуолом.

Стандартные смеси микроконцентраций хлористого винила с воздухом готовились в трех последовательно со единенных стеклянных бутылях емкостью 20 л каждая и контролировались методом газовой хроматографии. Для этого использовался метод абсолютной калибровки пламенно-ионизационного детектора микроконцентрациями хлористого винила, растворенного в хроматографически чистом толуоле.

: Воздух из бутылей с помощью электроаспиратора со скоростью

0,1 л/мин в количестве 1-3 л пропускался через последовательно соединенные колонку и ловушку-концентратор с углем при комнатной температу"ре. Затем уголь из концентратора высыпался в охлаждаемую льдом микропробирку емкостью 0,5 мл, содержащую

0,3 мл хроматографически чистого толуола. Пробирка закрывалась пробКой из пластика и оставлялась на 15 мин.

После этого ° пробка прокалывалась микрошприцем, и 3,1 мкл раствора хлористого винила в толуоле вводили в испаритель хроматографа ЛХМ-8МД (7 модель) с пламенно-ионизационным дет ктором. тделение микроконцентраций хлористого винила (0,1-10,0 мг/м ) от паров толуола проводилось на стальной капиллярной колонке длиной 50 м и внутренним диаметром 0,25 мм со скаланом при 70 C. .Температура испарителя 200 С, скорость газа-носителя (гелия) 1,6 мл/мин, соотношение потоков газа-носителя 1:25. Скорость подачи водорода и воздуха в детектор соответственно равны 30 и 300 мл/мин

В этих условиях получена хроматограмма чистого хлористого винила, иэ которой видно, что хлористый винил практически не поглощается форколонкой н процессе отбора пробы воздуха, содержащего микропримеси хлористого винила. B этих же условиях была про— ведена полнота адсорбции форколонкой микропримесей (на уровне предельнодопустимых концентраций и выше) нормальных и изопарафинон С>-С, нормальных и иэоолефинон С -С>, ароматических углеводородов С -С, формальдегида, ацетальдегида, валерианового и октилоного альдегида, нормальных и иэоспиртов С -С8, карбоновых кислот С -С7, метилзтилкетона и ацетона. Сравнение хроматограмм, полученных до и после адсорбции, показало, что эти соединения полностью или на 75-80% необратимо поглощаются

20 форколонкой иэ смесей с воздухом.

Пример 2. Условия отбора и анализа пробы воздуха, загрязненного хлористым винилом и другими органическими соедин = íèÿìè,,аналогичны условиям, описанным в примере 1, стекловолокно обрабатывалось 95% H>SO .

Анализировался воздух производственных помещений, загрязненный сложной смесью углеводородов и их производных, а также некоторыми токсичными неорганическими веществами при изготовлении обуви из полининилхлорида (нагрев полимера до 180-190 С) . После пропускания анализируемой пробы через колонку в смеси практически остается лишь один .нинилхлорид, который отделяется от толуола и других компонентов пробы, необратимо поглощаемых форколонкой. Это позволяет однозначно идентифицировать пик хло40 ристого винила н сложной композиции загрязнителей воздуха.

Количественное определение хлористого винила проводилось методом абсолютной калибровки пламенно-иониэационного детектора чистым нинилхлоридом, растворы которого в толуоле были приготовлены весовым методом.

В воздухе производственных помещений при изготовлении обуви из поливинилхлорида были обнаружены концентрации винилхлорйда, колебавшиеся в пределах от 0,3 до 1,0 мг/м . Относительная ошибка определения не превышала 15-17%.

Пример 3. Условия отбора и анализа пробы те же, что и в примере 1. Стеклонолокно обрабатыналось

97% НАДБО+ . Анализировался загрязненный хлористым винилом ноэдух рабочих помещений при изготовлении искусст венной кожи (нагрен композиции на основе поливинилхлорида до 150 ОC) .

Как и в предыдущих случаях, загрязненный воздух пропускался чере з колонку с молекулярными ситами,,серной кислотой и карбонатом натрия, 728081

Формула изобретения носитель- 25 я ошибка,В

Концентрация хлористо го винила, мг/м3

Взято Иайдено

0,26

0,30

16,5

0,30

16,5

0,26

0,25

0,30

0,30

0,34

16,7

16,7

Ь

17,6

0,25

0,28

0,84

16,0

li00

0,82

1 00

1,00

l8 0

1,22

18 О

18,7

15,5

1,00

1,03

1,23

1,22

Составитель Л. Соломенцева

Техред M.Келемеш Корректор Ю.Макаренко

Редактор Т.Девятко

Заказ 1129/45 Тираж 1019 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 которая удаляла иэ анализируемой смеси компоненты, мешающие идентификации и количественному определению винилхлорида, после чего хроматографический анализ практически чистого хлористого винила не вызывал затруднений. Чувствительность определения

0,1 мг/м, относительная ошибка 17Ъ, Предлагаемый способ количественного определения примесей хлористого винила путем отделения его от сопутствующих примесей позволяет быстро и надежно определять микропримеси этого канцерогенного вещества в сколь угодно сложных смесях различных химических соединений.

Метод обладает высокой чувствительностью 0,1 мг/м3.

Данные количественного определения хлористого винила приведены в таблице.

Определение хлористого винила в воздухе

Способ обладает высокой степенью избирательности, поскольку молекуляр5

15

20 ные сита 5А необратимо адсорбируют микропримеси нормальных углеводородов (парафины, олефины, диены и ацетилены) примерно до С „- а также нормальные спирты, альдегиды, кетоны, ниэкомолекулярные кислоты, амины и многие неорганические вещества. Серная кислота разрушает и задерживает в форколонке нормальные и изоолефины (моно-, ди- и циклические олефины), ароматические соединения, альдегиды, кетоны, спирты и сложные эфиры. Между тем очень инертная молекула хлористого винила не задерживается молекулярными ситами 5А и не разрушается концентрированной серной кислотой. Содержащийся в форколонке карбонат натрия служит для поглощения паров серной кислоты, которые не должны попадать в концентрационную колонку, а также для сорбции иэ воздуха кислых и реакционноспособных газов.

Способ количественного определения примесей хлористого винила в воздухе с использованием концентрирования на активированйом угле, элюирования концентрата органическим растворителем и хроматографированием элюата, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и избирательности определения, анализируемую пробу предварительно пропускают через колонку, заполненную молекулярными ситами, стекловолокном, обработанным 92-973-ной серной кислотой и карбонатом натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. PurceR З.Е.,(Сапппоп М.С..

Saalwalchtes С.S, Teass A.W. Woodfin W.3. Апап.СзсаХ Chemistry, 1976, 48, 1395.

2. Nicsh and Health Mamma R of

AnaRyticaR Methods, U.S.Departament

of HeaRth! Edncation and Weefure, Ohio, Cincinnati. 1974, р. 178-1 (прототип) .