CC BY
5
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРОВ СПИРТА
В ВОЗДУХЕ
Младший научный сотрудник И. А. Селина
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана
Используемые в настоящее время в практике санитарно-гигиенических исследований воздуха окислительные титрометрические методы определения спиртов не отвечают современным требованиям гигиены. Эти методы малочувствительны и неспецифичны из-за' наличия в воздухе большого количества других органических соединений. Для колориметрического определения спиртов в воздухе Г. Г. Липиной предложен метод, основанный на взаимодействии спиртов с п-диметиламино-бензальдегидом в кислой среде.
Перед нами стояла задача разработать колориметрический метод определения суммы спиртов в воздухе и попытаться разделить высшие и низшие спирты.
В литературе описан колориметрический метод определения спиртов с солью четырехвалентного церия (NH4)2Ce(N03)6 в водной среде. Чувствительность его 4 мг. Мы решили использовать эту реакцию и провели работу в направлении повышения чувствительности метода. Нам удалось повысить чувствительность реакции до 0,5 мг, однако полученные результаты не удовлетворяли нашим требованиям. Внимание было остановлено на реакции между спиртами и ванадий-оксихиноли-новым комплексом, описанной в работе Блэр и Пентони (Blair и Pan-tony). По данным авторов, ванадий-оксихинолиновый комплекс при взаимодействии со спиртами образует продукт, окрашенный в красный цвет. Он является специфичным реагентом на спирты и был использован авторами для полуколичественного определения спиртов в жидких средах. Указанная реакция между спиртами и ванадий-оксихинолино-вым комплексом была положена в основу нашей работы. Для раздельного определения спиртов было использовано свойство низших спиртов хорошо растворяться в воде и органических растворителях, высших — лишь в органических растворителях.
При разработке метода определения спиртов по указанной реакции основным вопросом являлся способ приготовления ванадий-оксихино-линового комплекса для спиртов, растворимых и не растворимых в воде.
Для спиртов, не растворимых в воде, мы выбрали в качестве растворителя ксилол. В этом случае для приготовления комплекса берут реактивы: 1) 5% раствор уксусной кислоты; 2) 2% раствор 8-оксихинолина в 5% растворе уксусной кислоты; 3) 0,08% раствор ванадата аммония; 4) бензол. Реактивы смешивают в отношении 6:3: 10:20 частей, помещают в делительную воронку и встряхивают в течение 2—3 минут. Затем оставляют до полного расслоения жидкости. Верхний слой, окрашенный в черный цвет, содержит требуемый ванадий-оксихинолиновый комплекс. Его осторожно сливают в сухую пробирку и используют в качестве реактива.
Раствор комплекса в Оензоле готовят перед началом работы.
К пробам спирта в ксилоле добавляют определенное количество указанного реактива. При малых количествах спирта раствор имеет серо-розовую окраску, при больших — ярко-оранжевую.
Была установлена чувствительность этой реакции — 0,01 мг в объеме 2,5 мл — и составлена шкала для количественного определения суммы спиртов. Шкала содержала следующие количества спирта: 0,01—0,04—0,08—0,12—0,15жг в объеме 2,5 мл ксилола. Для определения спиртов во все пробирки шкалы и проб добавляли по 0,35 мл раствора ванадий-оксихинолинового комплекса. Содержимое пробирок встряхивали и помещали на 30 минут в водяную баню, нагретую до 60—70°. Шкала приобретает окраску от серого до оранжевого цвета.
Работа была проведена со спиртами, от метилового до децилового включительно, а также со спиртами группы Си — С^. При определении спиртов, растворимых в воде, готовили шкалу с тем же содержанием спирта в объеме 2 мл воды. В этом случае комплекс специально не приготавливали. В каждую пробирку шкалы и проб вносили по 0,2 мл 0,016% раствора ванадата аммония, 0,03 мл (одна капля) 2% раствора 8-оксихинолина, 0,07 мл (две "капли) 5% раствора уксусной кислоты. Содержимое пробирок хорошо встряхивали и прибавляли 0,5 мл бензола. Вновь содержимое пробирок встряхивали, чтобы образовавшееся соединение перевести в бензол. Все пробирки помещали
в водяную баню, нагретую до 60—70°, на 30 минут. При этом шкала окрашивалась от серо-розового до ярко-оранжевого цвета.
При проверке воспроизводимости и точности определений были получены удовлетворительные результаты, часть которых приведена в табл. 1 (на примере изоамилового спирта).
Далее изучали поглощение спиртов ксилолом, в результате чего было установлено, что скорость отбора проб не должна превышать 0,3 л/мин и что пробы надо отбирать в два последовательно соединенных и-образных поглотителя с пористой пла-
та бл иц а 1 Определение спиртов колориметрическим методом
№ Взято (в мг) Определено (в мг) Ошибка (в мг)
1 0,06 0,055 —0,005
2 0,03 0,03 0,0
3 0,01 - 0,01 0,0
4 0,02 0,02 0,0
5 0,11 0,10 0,01
6 0,08 0,08 0,0
Таблица 2
Раздельное определение низших и высших спиртов
стинкой (№ 1), заполненных по 2,5 мл ксилола каждый. Постоянные концентрации спирта создавали в специально собранной установке. При отборе проб поглотительные приборы помещали в охладительную смесь.
Для раздельного определения низко- и высокомолекулярных спиртов мы использовали различную растворимость их * в воде. Низшие спирты до С5 хорошо растворимы в воде, высшие — нерастворимы или труднорастворимы. При сумммарном определении спиртов мы проводили поглощение ксилолом, при определении низших спиртов водой была установлена скорость отбора проб воздуха 0,3 л/мин при (использовании двух и-образных поглотительных прибо-
№ • Взято спирта (в мг) Определено спирта (в мг) Ошибки определения высших спиртов (в мг)
низшие высшие сумма сумма низшие высшие
1 0,04 0,04 0,08 0,09 0,04 0,05 +0,01
2 0,06 0,06 0,12 0,10 0,06 0,04 —0,02
3 0,10 0,10 0,20 0,18 0,07 0,11 +0,01
4 0,08 0,08 0,16 0,15 0,08 0,07 —0,01
5 0,06 0,06 0,12 0,10 0,06 0,04 —0,02
6 0,08 0,08 0,16 0,17 0,08 0,09 +0,01
ров с фильтром № 1, заполненных каждый по 4 мл дистиллированной водой.
Пробы воздуха в ксилол и воду отбирали параллельно. По разности двух определений находили концентрацию высших спиртов в воздухе. Часть результатов раздельного определения низших и высших спиртов приведена в табл. 2.
Расхождение результатов между взятыми количествами спирта и определенными по шкале лежит в пределах чувствительности метода — 0,01 мг в объеме 2,5 мл.
В результате экспериментов установлено, что формальдегид, ацетон, бутанон, метил ацетат, дибутил ацетат в количестве более 0,10 мг мешают определению; кислоты (уксусная, пропионовая) и динил определению не мешают.
Выводы
1. Разработан колориметрический метод определения спиртов, основанный на взаимодействии их с ванадий-оксихинолиновым комплексом в среде ксилола. Чувствительность метода 0,01 мг в объеме 2,5 мл. Разработаны условия поглощения паров спиртов ксилолом. Рекомендуется отбирать пробы воздуха с суммой низших и высших спиртов в двух последовательно соединенных U-образных поглотительных приборах с пористой пластинкой № 1, заполненных 2,5 мл ксилола каждый. Скорость отбора 0,3 л/мин. Поглощение следует проводить при охлаждении поглотительных приборов.
2. Разработан колориметрический метод определения низших спиртов, основанный на их взаимодействии с ванадий-оксихинолиновым комплексом в водной среде. Чувствительность метода — 0,01 мг спирта в объеме 2,5 мл. Исследованы условия поглощения низших спиртов водой и установлено, что можно отбирать пробы в двух последовательно соединенных поглотительных приборах с пористой пластинкой № 1, заполненных 4 мл дистиллированной воды каждый. Скорость отбора 0,3 л/мин.
3. Предложен метод раздельного определения высших и низших спиртов, в котором рекомендуется отбирать две параллельные пробы в ксилол и в воду. В первой пробе определяется сумма спиртов низших и высших, во второй — низшие. По разности двух полученных величин устанавливается содержание высших спиртов.
Л ИТЕРАТУРА
Алексеева М. В., Андронов Б. Е., Гурвиц С. С. и др. Определение вредных веществ в воздухе производственных помещений. М., 1954, стр. 339.—Б ы-ховская М. С., Гинзбург С. Л., Хализова О. Д. В кн.: Практическое руководство по промышленно-санитарной химии. М., 1954, стр. 259.—Л и п и н а Г. Г. Завод, лабор., 1960, № il1, стр. 55.—К ratochvil V., Sobëslavsky С., Chem. promysl., 1956, т. 6, стр. 515.—Blair А. Т., Pan tony D. A., Analyt. chim. Acta, 1955, v. 13, p. 1.
Поступила 26/V 1961 г.
ft ft ft
