Способ определения микроколичестввлаги

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическим

Республик («) 834474

-Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 231179 (21) 2841794/18-25 (Я)М. Кл с присоединением заявки ¹

G N 24/08

\ (23) Приоритет 27. 07. 78

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 538.11. 8 (088.8)

Опубликовано 300581, Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 300581 (72) Автор изобретения

В.Ф.Андронов

1

Московский ордена Трудового Красного Зяамеви технологический институт пищевой промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОКОЛИЧЕСТВ ВЛАГИ

Изобретение .относится к лабораторному определению количества химического компонента в веществе и может, быть использовано, например для анализа влаги в растворителях, растворимых органических и неорганических. веществах, влага которых может быть экстрагирована растворителем.

Один из известных способов определения химического компонента в веществе, например влаги, основан на титровании ее реактивом Фишера(1)

Однако этот способ требует применения токсичных метанола и пиридина, и,вследствие этого, специального помещения и прибора для проведения анализа.

Наиболее близким техническим решением является способ определения микроколичеств влаги, основанный на измерении и сравнении интегральных интенсивностей. ядерного магнитного резонанса (ЯМР) образца и эталона 21.

Однако этот способ требует последовательного измерения абсолютных величин интенсивностей спектральных линий и, как следствие абсолютной калибровки прибора-и высокой стабильности за время между измерениями

2 эталонного образца и анализируемой пробы.

Во многих случаях этот способ не позволяет анализировать содержание химического компонента менее 5+1% вследствие малой интенсивности спектральной линии и невозможности ее обнаружить из-за сильного уширения и непостоянства химического сдвига (положения), вызванных,например (в случае анализа врды), протонным обменом.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности способа микро15 количеств влаги, Поставленная цель достигается тем, что в известном способа определения микроколичеств влаги, основанного на измерении и сравнении интеграль20 ных интенсивностей ЯмР образца и эталона; причем в качестве эталонно- . го вещества выбирают смесь триметилхлорсилана (TMXC) и гексаметилдиси- локсана (ГМДС) и смешивают ее с ана2 лизируемым веществом и определяют содержание воды по формуле о

И =и — I ) / (-1) (1)

I где М>, М„- молярная концентрация

30 воды и ГМДС в анализируе834474 мом и эталонном веществах, ! ! I -интегральные интенсивт г г ° ности спектральных линий

ТМХС и ГМДС в эталонном веществе и его смеси с анализируемым веществом соответственно.

Сущность способа заключается в следующем.

Проводят химическую реакцию эталонного вещества с анализируемым и изме- !О . ряют не абсолютные, а относительные величины интенсивностей спектральных линий реагента и продукта его химического взаимодействия с определяемым компонентом анализируемого вещества. В качестве реагента выбирают такое химическое соединение, в котором в молекуле продукта его вза. имодействия с анализируемым компонентом содержится существенно боль- Щ шее число анализируемых с помощью ЯМР ядер, чем в одной молекуле анализируемого компонента.

В предлагаемом способе для анализа влаги таким реагентом служит триметил- 5 хлорсилан (ТМХС), взаимодействующий с водой по схеме

2 (СН ) S С I+H 0 (CH ) S I OS i (СНЪ )+2НС

Ъ Ъ с образовани ул гексаметилдисилоксана (ГМДС). В этом случае одному молю воды, содержащему два анализируемых с помощью протонного магнитного резонанса ядра, эквивалентен один моль ГМДС, содержащий восемнадцать протонов. Выигрыш в чувствительности составляет девять раз ° Кроме того, ширина спектральных линий реагента и продукта реакции существенно меньше. ширины спектральных линий анализируемого компонента и не изменяется в 40 присутствии различных добавок за счет, например, протонного обмена, Это также дает соответствующий выигрыш в чувствительности в результате повышения отношения сигнал/шум.

Причем, этот выигрыш составляет

10-100 раз, как в случае определения влаги. Важно также, чтобы химический сдвиг (положение) спектральных линий реагента и продукта взаимодействия его с определяемым компонентом были точно известны и мало зависели от присутствия других веществ и концентрации. измерение относительных, а не абсолютных величин интенсивностей спектральных линий исключает необходимость абсолютной калибровки прибора по эталонным образцам и ошибки, связанные с нестабильностью усиления спектрометра за время между ф() измерениями эталонного и анализируемого вещества.

Пример. Для определения влажности ряда растворителей готовят эталонное вещество в виде смеси ТМХС

В таблице даны результаты определения содержания воды спектральным способом ЯМР после проведения гидролиза ТМХС в присутствии ГМДС.

Растворитель Содержание воды

Найде- Введе- Найдено по но, Ъ íî IIMP, Фишеру ф

1. 2 3 4

0,47

0,45

0,823

Ацетонитрил

0,802

0,410 0,410

0,210 0,203

0,09б 0,103

Тетрахлорэтилен четыреххлористый 0,004 — 0,0037

0,0053 — 0,0062

Углерод

Эффективность и преимущество предлагаемого способа по сравнению,с известным заключается в повышении чувствительности более, чем в 100 раз" отсутствии необходимости использовать, как например в методе Фишера, токсичные Растворители,.что исключает потребность в специальном помещении для проведения анализа, стандартный реактив может использоваться неоднократно, пока не израсходуется в нем реагент.. При наличии накопителей сигналов ЯМР в предлагаемом способе увеличивается чувствительность анализа еще в 10-100 раз, а время проведения анализа в 3-5 раз меньше, например, времени анализа влаги по Фишеру при равной чувствительности. и ГМДС в четыреххлористом углероде, содержащей 0,1 моль/л ГМДС и примерно 0,3 моль/л ТМХС.

Гидролит ТМХС проводят смешиванием точных объемов эталонного раствора и анализируемого на влажность растворителя. Записывают спектр и интегральные интенсивности линий ГМДС и ТМХС в эталонном растворе и смеси er0 с анализируемым растворителем. По измеренным. значениям интегральных интенсивностей ГМДС и TNXC и известной концентрации ГМДС в эталонном растворе рассчитывают концентрацию воды в. исследуемом на спектрометре анализируемом образце, а с учетом взятых для гидролиза объемов — концентрацию воды в анализируемом растворе по формуле (1).

834474

Формула изобретения

Составитель В. Покатилов

Техред Л. Пекарь .

Корректор M Демчик

Редактор И. Ковальчук

Заказ 4056/64 Тираж 907.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ определения микроколичеств влаги, основанный на измерении и сравнении интегральных интенсивностей ядерного магнитного резонанса образца и эталона, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыше- . ния чувствительности и точности, в качестве эталонного вещества выбирают смесь триметилхлорсилана (ТМХС) и гексаметилдисилоксана (ГМДС) и смешивают ее с анализируемым веществом и определяют содержание воды по формуле 0 н = н (Ь.- - - т-)/(— !ò - 1)

r o i . где М, М вЂ” молярная концентрация воды и ГМДС в анализируемом и эталонном веществах;

Р, 1, 1.„,1 — интегральные интенсивности спектральных, линий

ТМХС и ГМДС в эталонном веществе и его смеси с

5 анализируемым веществом, соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шемякин Ф.M. и др. Аналитичес.кая химия. М., "Высшая школа", 1965, с. 526.

2. Попол Дж. и др. Спектры ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. М., "Иностранная литература", 1962, .с. 111.