ГОСТ 20843.2-89 Продукты фенольные каменноугольные. Газохроматографический метод определения компонентного состава дикрезола, трикрезола и ксиленолов
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПРОДУКТЫ ФЕНОЛЬНЫЕ КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ Газохро м атографический
метод определения Coal tar phenol
products. |
Г ОСТ |
Срок действия с 01.04 . 90
до 01 . 04. 95
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает газохроматографический метод определения компонентного состава каменноугольных дикрезола, трикрезола и ксиленолов.
Метод заключается в газохроматографическом разделении продуктов на насадочной колонке и расчете массовой доли компонентов методом «внутренней нормализации».
1. АППАРАТУРА, ПОСУДА И РЕАКТИВЫ
Хроматограф газовый аналитический с двойным пламенно-ионизационным детектором и непосредственным (без соединительных капилляров) подсоединением колонок к испарителю и детектору.
Колонка газохроматографическая из нержавеющей стали внутренним диаметром 3 мм (2 шт.). Общая длина каждой колонки - 4 м. Для соединения секций (в любом наборе) используют переходники из запасных частей к хроматографу или специально изготовленные.
Микрошприц типа «Газохром» вместимостью 1 мм3.
Линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427.
Лупа измерительная общего назначения по ГОСТ 25706 ил и электронный интегратор.
Шкаф сушильный, обеспечивающий температуру нагрева (100 ± 10) °С.
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-г о класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 3-го и 4-го классов точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г.
Баня водяная.
Чашка выпарительная фарфоровая по ГОСТ 9147 вместимостью 100 или 250 см3.
Неподвижная фаза - диментилфталат, изготовленный централизованно или в лабораторных условиях (см. приложение) и имеющий температуру плавления 130,5 -1 34,5 °С, удельное вращение - (-110).
Твердый носитель: хроматон N - AW - HMDS или хроматон N - AW -Г MDS с фракцией 0,16 - 0,20 или 0,20 - 0,25 мм.
Растворитель для неподвижной фазы - ксилол по ГОСТ 9949 или ГОСТ 9410.
Вещества для приготовления искусственной смеси:
фенол по ГОСТ 11311 ;
о -крезол по ГОСТ 11312;
м -крезол с массовой долей основного вещества не менее 98 %;
л -крезол с температурой кристаллизации не менее 32,5 °С.
Газ-носитель: азот газообразный по ГОСТ 9293 или гелий сжатый.
Водород технический по ГОСТ 3022.
Воздух сжатый для питания пневматических приборов и средств автоматизации.
Допускается применение аппаратуры и оборудования по классу точности и реактивов и твердых носителей по качеству не ниже указанных.
2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
2.1 . Пригото вле ние сорбента
Неподвижную фазу, составляющую 1 0 - 1 5 % массы носителя, взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака) и растворяют в избытке растворителя.
В полученный раствор при перемешивании добавляют твердый носитель. Растворитель удаляют кипячением на водяной бане. Затем полученный сорбент сушат в сушильном шкафу в течение 3 ч при температуре (100 ± 10) ° С.
2.2 . Две хроматографические колонки заполняют сорбентом, устанавливают в термостат хроматографа и, не подсоединяя к детекторам, выдерживают в токе газа-носителя, повышая температуру от комнатной до 145 °С, пока не установится стабильная нулевая линия в рабочих условиях измерения.
2.3 . Монтаж, наладку и вывод хроматографа на режим по двухколоночной схеме работы проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1 . Пробу отбирают микрошприцем, вводят в хроматограф и хроматографируют при условиях, указанных в табл. 1 .
Таблица 1
Параметр |
Норма |
1. Температура термостата, ° С |
140 ± 1 |
2. Температура испарителя, ° С |
220 ± 5 |
3. Температура детектора, °С |
220 ± 10 |
4. Скорость газа-носителя, см 3 /мин |
50 - 70 |
5. Скорость диаграммной ленты, мм/ч |
200 - 240 |
6. Объем вводимой пробы, мм3 |
0,2 - 0,4 |
Параметры чувствительности пламенно-ионизационного детектора подбирают экспериментально так, чтобы массовой доле компонента 1 % соответствовал пик высотой не менее 10 мм (применяют переключение шкалы самописца на усилителе).
3.2 . Порядок выхода основных компонентов фенольных продуктов и относительное время удерживания компонентов указаны в табл. 2 .
Таблица 2
Наименование компонента |
Относительное вр е мя удерживания |
Наименование компонента |
Относительное время удерживания |
Ф е нол |
1,0 |
2,5-Ксиленол |
2,37 |
о - К резол |
1,36 |
2,4,6-Тримети лф ен ол |
2,46 |
2,6- К силенол |
1,45 |
2,3-Ксиленол + n -этилфенол |
2,76 |
n -Кр е зол |
1 , 62 |
3,5-Ксиленол + м -этилфенол |
3,03 |
м -Кр е зол |
1,74 |
3,4-Ксиле н ол |
3,34 |
2,4-К силенол + о -этилфенол |
2 , 21 |
Неид е нтифицированные компоненты |
3,64 - 6,40 |
3.3 . Типовые хроматограммы дикрезола, трикрезола и кс и ленолов представлены на черт. 1 - 3 .
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 . Хроматограммы рассчитывают методом «внутренней нормализации» с применением электронного интегратора или вручную.
Типовая хроматограмма дикрезола
1 - ф енол; 2 - о -крезол; 3 - 2,6-ксиленол; 4 - n -крезол; 5 - м -крезол; 6 - 2 ,4-ксиленол + о -этилф енол; 7 - 2 ,5-ксиленол; х - и зменение чувствительности
Черт. 1
Типовая хроматограмма трикрезола
1 - фенол; 2 - о - к резол; 3 - 2 ,6-ксиленол; 4 - n -крезол; 5 - м - крезол; 6 - 2 ,4-ксиленол + о -этилфенол; 7 - 2 ,5-ксиленол; 8 - 2 ,3-ксиленол + n -этилфенол; 9 - 3 ,5-ксиленол + м -этилфенол; х - и зменение чувствительности
Черт. 2
Типовая хромат о грамм а ксиленолов
1 - фе нол; 2 - о -к резо л; 3 - n -кр е зо л; 4 - м- крезол; 5 - 2 ,4-ксилен ол + о -этилфенол; 6 - 2, 5-ксиленол; 7 - 2 ,3-ксиленол + n - эт и лфено л; 8 - 3 ,5 -ксиленол + м-этилфенол; 9 - 3 ,4-к силенол; 10 - 1 4 -н еиден тифициров анн ые приме си
Черт. 3
Площадь пика каждого компонента ( S i ) в квадратных миллиметрах вычисляют по формуле
S i = h i · bi · Mi ,
где h i - в ысота пика, мм;
b i - ш ирина пика, измеренная на середине его высоты, мм;
M i - м асштаб записи сигнала пика.
4.2 . Высоту пика измеряют линейкой, а ширину - измерительной лупой.
При неполном разделении за ширину пика принимают удвоенную полуширину, измеренную на половине высоты пика.
Степень разделения для м - и n -крезола R ( ГОСТ 17567) должна быть не ниже 0,5.
4.3 . Массовую долю каждого компонента ( X i ) в процентах вычисляют по формуле
где S i - площадь пика каждого компонента, мм2 ;
ΣSi - сумма площадей пиков, мм2;
K - относительный градуировочный коэффициент (для определяемых компонентов K = 1).
4.4 . Для проверки правильности результатов анализа проводят хро м ато графиро вание искусственных смесей, близких по составу анализируемым продуктам. Готовят не менее трех искусственных смесей. Результат взвешивания каждого компонента записывают с точностью до четвертого десятичного знака.
Снимают не менее трех хроматограмм для каждой искусственной смеси, вычисляя массовую долю каждого компонента в соответствии с п. 4.3.
4.5 . Для каждого компонента смеси за результат определения принимают среднее арифметическое результатов всех определений.
Относительную погрешность определения (0) в процентах вычисляют по формуле
где q i - массовая доля i -го компонента искусственной смеси, рассчитанная по хроматограмме, %;
q - массовая доля компонента в искусственной смеси, %.
4.6 . Полученный результат определения считается правильным, если погрешность определения массовой доли компонентов менее 20 % не превышает 10 %, массовой доли 2 0 - 6 0 % не превышает 5 %.
4.7 . Если погрешность определения превышает допускаемые значения, готовят новую искусственную смесь, повторяя процедуры хроматографирован и я и расчета.
Если погрешность определения, полученная с помощью новой искусственной смеси также превышает допускаемые значения, применяемый сорбент подлежит замене.
4.8 . Проверка результатов анализа осуществляется периодически по плану при ежедневных определениях не реже одного раза в два месяца и вне плана в следующих случаях:
на вновь приготовленном сорбенте перед серийными определениями;
при степени разделения, близкой или равной 0,5;
при разногласиях в оценке результатов анализа.
4.9 . За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
Абсолютные допускаемые расхождения между результатами двух параллельных определений, проведенных в одной лаборатории, при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.
Таблица 3
Продукт |
Нормируемый компонент |
Диапазон опред е ляемых массовых долей, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
Дикрезол |
м -Крезол |
40 - 60 |
1,5 |
Трикрезол |
м -Крезол |
20 - 60 |
1,5 |
Фенол |
6 - 15 |
1,0 |
|
Фенол |
16 - 40 |
1,5 |
|
о - К резол |
0,5 - 1, 5 |
0,3 |
|
1,5 - 4,5 |
|||
Ксиленолы |
2,4-Ксиленол |
35 - 50 |
2,0 |
3,5-Ксиленол + м -этилфенол |
25 - 35 |
1,5 |
|
35 - 55 |
2,0 |
||
55 - 75 |
3,0 |
4.10 . Абсолютные допускаемые расхождения между результатами анализа одной пробы, полученными в разных лабораториях, не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. 4 .
Таблица 4
Продукт |
Нормируемый компонент |
Диапазон определяемых массовых долей, % |
Абсолютное допускаемое расхождение, % |
Дикрезол |
м -Крезол |
40 - 60 |
2,0 |
Трикрезол |
м -Крезол |
20 - 60 |
2,0 |
Фенол |
6 - 15 |
1,2 |
|
Фенол |
16 - 40 |
2,0 |
|
о -Крезол |
0,5 - 1,5 |
0,4 |
|
о -Крезол |
1,5 - 4,5 |
0,5 |
|
Ксиленолы |
2,4-Ксиленол |
35 - 50 |
2,5 |
3,5-Ксиленол + м -этилфенол |
25 - 35 |
2,0 |
|
35 - 55 |
2,5 |
||
55 - 75 |
3,0 |
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое
ПОЛУЧЕНИЕ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА
Димент и ловый эфир фталевой кислоты (диментилфталат) получают путем синтеза фталевого ангидрида и ментола.
Эмпирическая формула - С28Н42О4.
Молекулярная масса - 442 , 64.
1 . АППАРАТУРА, ПОСУДА И РЕАКТИВЫ
Мешалка механическая с частотой вращения 10 0 - 1 20 об/мин.
Шкаф сушильный, обеспечивающий температуру (50 ± 5) °С.
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г.
Баня глицериновая с электрообогревом, обеспечивающая температуру нагрева 110 - 1 50 ° С.
Установка для проведения синтеза: круглодонная колба с тремя горловинами по ГОСТ 25336 вместимостью 500 см3, приемник-ловушка вместимостью 2 см3 с холодильником по ГОСТ 1594 и термометром с пределами измерений 0 - 1 50 °С .
Установка для проведения очистки диментилфталата:
стеклянная колонка высотой 150 мм, диаметром 3 0 - 4 0 мм с конической или плоскодонной колбой вместимостью 1000 см3 по ГОСТ 25336;
колба круглодонная для перегонки вместимостью 1000 см3 с холодильником , алонж ем и плоскодонной или конической колбой по ГОСТ 25336 вместимостью 50 - 100 см3;
колба с тубусом по ГОСТ 25336.
Установка для перекристаллизации диментилфталата:
колба круглодонная с двумя горловинами по ГОСТ 25336 вместимостью - 250 см3, холодильник по ГОСТ 25336 и термометр.
Воронка Бюхнера по ГОСТ 9147 диаметром 65 мм.
Воронка лабораторная по ГОСТ 25336.
Колба плоскодонная или коническая по ГОСТ 25336 вместимостью 250 см3.
Цилиндр 1,3-100, 500 по ГОСТ 1770.
Ангидрид фталевый по ГОСТ 5869.
Ментол натуральный фармакопейный кристаллический с температурой плавления 41 - 44 °С.
n -Толуолсульфокислота, моногидрат.
Толуол по ГОСТ 9880 или ГОСТ 5789.
Спирт изопропиловый по ГОСТ 9805.
Окись алюминия для хроматографии первой степени активации.
Уголь активный по ГОСТ 4453.
Фильтры бумажные и бязевые.
Допускается применение аппаратуры и оборудования, имеющих аналогичные метрологические характеристики, и реактивов по качеству не ниже указанных.
2 . СИНТЕЗ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА
2.1 . В круглодонную колбу загружают 9,90 г фталевого ангидрида, 20,90 г ментола 0,27 г n -толуолсульфокислоты и 268 см3 толуола. Колбу устанавлива ю т на бане, пропускают через холодильник воду, нагревают реакционую массу до кипения (11 0 ° С) и кипятят при этой температуре 140 ч.
В процессе синтеза получается около 260 см3 реакционной смеси b выделяется 0,7 см3 в оды.
2.2 . Очистка диментилфталата
В конец стеклянной колонки помещают ватный тампон и затем 50 г окиси алюминия. Через содержимое колонки пропускают 100 см3 толуола а затем реакционную смесь, полученную в соответствии с п. 2.1.
После этого пропускают еще 400 см3 толуола и присоединяют его к основному раствору в приемнике.
Затем раствор из приемника переливают в перегонную колбу, устанавливают ее н а баню, подают воду в холодильник, нагревают баню до температуры 130 - 140 °С и отгоняют толуол. В конце отгонки смесь переливают в колбу с тубусом и подключают к системе вакуум.
После отгонки толуола должно получиться 20 - 21 г технического диментилфталата.
2.3 . Первая ступень перек рис таллизации
В круглодонную колбу с очищ е нным в соответствии с п. 2.2 диментилфталатом добавляют 58,6 см3 изопропилового спирта и 0,9 г активного угля. Колбу устанавливают на баню, подают воду в холодильник, содержимое колбы нагревают до кипения (120 °С) и кипятят в течение 30 мин. Затем раствор отфильтровывают от угля на воронке Бюхнера через два бумажных фильтра.
Фильтрат охлаждают вначале на воздухе до температуры 20 - 3 0 °С. Затем фильтрат с выпавшим осадком охлаждают в емкости со льдом до температуры 5 - 10 °С.
Осадок диментилфталата фильтруют через бязевый фильтр и промывают 13 см3 изопропилового спирта, охлажденного до 5 - 1 0 °С.
Продукт сушат в сушильном шкафу при температуре 50 °С.
Масса диме н тилфталата после первой ступени перекристаллизации составляет 12 - 13 г.
2.4 . Вторая ступень перекрист алл изации
Вторую ступень перекристаллизации диментилфталата проводят в той же последовательности и на той же установке, но при этом берут полученный после первой ступени перекристаллизации диметилфталат, 62,5 см3 изопропилового спирта и 0,9 г активного угля.
Выход готового диментилфталата после второй ступени составляет 1 0 - 11 г.
3 . ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА ГОТОВОГО ДИМЕНТИЛФТАЛАТА
3.1 . По физико-химическим показателям диментилфталат должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 5 .
Таблица 5
Наименование показателя |
Норма |
Метод анализа |
1. Внешний в ид |
Белый со слегка сероватым оттенком кристаллический порошок |
Визуально |
2. Температура плавления, °С |
130,5 - 134,5 |
По ГОСТ 18995.4 |
3. Удельное вращение |
минус 110 |
По п. 3.2 |
3.2 . Определение удельного вращения
3.2.1 . Удельное вращение диментилфталата измеряют в растворе хлороформа массовой концентрации диментилфталата 0,04 г/см3.
3.2.2 . Приборы и реактивы
Сахариметр типа СУ-4 с пределами измерения от минус 40 до плюс 120 ° S .
Кювета поляриметрическая длиной 1 дм.
Хлороформ фармакопейный с температурой кипения 59, 5 - 6 2 ° С.
Цилиндры по ГОСТ 1770 вместимостью 25 или 50 см3.
Весы лабораторны е общего назначения по ГОСТ 24104 2-г о класса точности с наибольшим пределом взве шивания 200 г.
3.2.3 . Приготовление раствора димент и лфталата
1 ,000 г продукта растворяют в 25 см3 хлороформа. Готовят три раствора для параллельных определений.
3.2.4 . Определение проводят в поляриметрической кювете в соответствии с инструкцией к прибору. Кювету с раствором препарата помещают в сахариметр и показания шкалы регистрируют 11 раз.
3.2.5 . Обработка результатов
Удельное вращение [α] вычисляют по формуле
г де αизм - показание шкалы, ° S ;
2 ,88 - коэффициент перехода от шкалы сахарных градусов к угловым градусам;
с - концентрация раствора, г/см3;
l - длина кюветы, дм.
Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±10 пр и доверительной вероятности Р = 0,95.
4 . ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
4.1 . Синтез диментилфталата проводят в вытяжном шкафу, соблюдая общие правила безопасной работы с химическими веществами и применяя индивидуальные средства защиты.
4.2 . Все рабочие помещения должны быть оборудованы приточно-вытяжной вентиляцией.
4.3 . В рабочем помещении должны быть средства пожаротушения: асбестовое полотно, огнетушители типов ОХП и ОУ.
5 . ХРАНЕНИЕ
5.1 . Диментилфталат хранят в упакованном виде вдали от нагревательных приборов.
5.2 . Срок хранения продукта - 1 год со дня изготовления.
5.3 . По истечении срока хранения диментилфталат может быть использован при условии соответствия его качества требованиям, указанным в табл. 5 .
СОДЕРЖАНИЕ
1. АППАРАТУРА, ПОСУДА И РЕАКТИВЫ ... 1 2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ .. 2 3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА .. 2 4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ .. 2 ПРИЛОЖЕНИЕ .. 5 ПОЛУЧЕНИЕ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА .. 5
|