ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИМЕТИЛАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 628.1914-628.3121:547.461.8

Л. И. Гостева, В. Ф. Федонина

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИМЕТИЛОВОГО ЭФИРА СЕБАЦИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКИММЕТОДОМ

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров, Тула

Диметиловый эфир себациновой кислоты (ДМС) используется в промышленности для приготовления смазочных масел, которые могут применяться при работе в условиях низких (от —75 °С) температур Ч В водоемы ДМС может попадать со сточными водами предприятий, производящих себаци-новую кислоту электрохимическим методом. Описания способов определения ДМС в воде водоемов в литературе нами не найдено.

По физико-химическим свойствам ДМС — бесцветная прозрачная жидкость или кристаллическое вещество. Молекулярная масса 230, температура плавления 26—28 °С, температура кипения 175 °С при давлении 10 мм рт. ст., с^8 0,9882.

Нами предложен газохроматографический метод определения ДМС с предварительным концентрированием пробы экстракцией серным эфиром из подкисленных водных растворов. Определение проводили на хроматографе «Цвет-100», модель 2 с пламенно-ионизационным детектором.

Условия определения: стальная разделительная колонка длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм, сорбент — 5% ХЕ-60 на хроматоне Ы-АШ-ЭМС5 (фирмы «Лашема», ЧССР), температура термостата колонок 170 °С, испарителя 300 °С.

Подготовка пробы воды включает фильтрацию через бумажный фильтр (объем речной воды 500 мл, сточной 200 мл), подкисление соляной кислотой до рН 2,0 и экстракцию серным эфиром на приборе для встряхивания (100 мл эфира, время экстракции 30 мин). После отстаивания и разделения слоев эфирный слой отделяют, помещают в химический стакан, добавляют 3—5 мл метанола и определенное количество внутреннего стандарта (раствор

"Фрейдлин Г. Н. Алифатические днкарбоновые кислоты. М., Химия, 1978, с. 240—254.

диэтилового эфира себациновой кислоты в метаноле известной концентрации). Экстракт помещают в градуированную пробирку и упаривают при комнатной температуре до 1,5—2 мл в вытяжном шкафу. Аликвотную часть оставшегося метанольного раствора ДМС (1—5 мкл) микрошприцем вводят в испаритель хроматографа. По полученным хрома-тограммам рассчитывают площади пиков ДМС и стандарта (диэтилсебацината), а затем вычисляют концентрацию диметилсебацината с учетом калибровочного коэффициента.

Калибровочный коэффициент определяют на свежеприготовленных растворах ДМС известной концентрации (0,5—5 мг/л) в тех же условиях, в которых проводится анализ, т. е. пробы подвергают всем описанным выше операциям.

Было изучено влияние на определение ДМС ряда веществ, характерных загрязнителей рек и сточных вод производства себациновой кислоты. Установлено, что определению не мешают нефтепродукты, метанол, фенол, детергенты, себациновая, адипи-новая, пробковая, валериановая, гумусовые и гу-миновые кислоты, неорганические соли в количествах, превышающих их ПДК в десятки раз. При этом средняя вероятная относительная погрешность определения не выше 20%.

Чувствительность предложенного метода с предварительным концентрированием 1 мг/дм3, чувствительность анализа непосредственно в определяемой пробе 100 мг/дм3.

Разработанная методика опробована на водах закрытого водоема (Тула), р. Упы, сточных водах производства себациновой кислоты электрохимическим методом и видах общего промышленного стока химического комбината после биологической очистки.

Поступила 19.08.83

УДК 613.155:615.285.71-07

Н. Я- Смоля р

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИМЕТИЛАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И ЕЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Университет дружбы народов им. П. Лумумбы, Москва

Диметилакриловая кислота (ДМАК) СН ? />

С=С—с^ — твердое вещество с темпера-

сн,/

турой плавления 62—64 °С, хорошо растворимое чв органических растворителях, плохо растворимое

в воде, получаемое из окиси мезитила действием гипохлоритом натрия в щелочной среде. Этиловый эфир диметилакриловой кислоты СН » О (ЭЭДМАК) ^С=С—С^ — прозрачная бес-

цветная жидкость с сильным специфическим запахом. Температура кипения 154—155 °С. Хорошо растворяется в органических растворителях, не растворим в воде. ЭЭДМАК получают из ДМАК действием этанола в присутствии серной кислоты в качестве катализатора.

При этих процессах в воздухе рабочей зоны можно ожидать присутствия нескольких соединений, основными из которых следует считать ДМАК и ЭЭДМАК.

Ниже описаны условия отбора и анализа проб воздуха рабочей зоны на содержание ДМАК и ЭЭДМАК газохроматографическим методом.

Данные условия разработаны на газовом хроматографе отечественного производства ЛХМ-8МД-4М с пламенно-ионизационным детектором. Испы-тывалнсь колонки разной длины, насадки с фазами различной полярности, варьировались температурные режимы колонки и испарителя, тщательно подбирался растворитель для ДМАК. Последний должен был быть не только хорошим растворителем кислоты, но и хорошо делиться с ней на колонке, не перекрывая ее пика. Этим условиям из множества испытанных растворителей отвечал хлороформ.

Одним из важнейших вопросов при разработке методики определения того или иного соединения является способ отбора проб воздуха, который пол-ростью зависит от агрегатного состояния вещества в воздухе. Установлено, что ДМАК может находиться в воздухе в виде аэрозоля конденсации и паров, ЭЭДМАК — в виде паров. Исходя из этого, пары ЭЭДМАК рекомендуется отбирать в медицинские шприцы большого объема (50—100 мл) или газовые пипетки, аэрозоль ДМАК — на фильтры АФА-ХА, а пары ДМАК — на активированный уголь АГ-5, обработанный ацетоном. Активированный уголь использовали в качестве сорбента после безуспешных попыток применить для этих целей жидкую поглотительную среду (органический растворитель) из-за больших ее потерь при относительно высоких скоростях отбора проб на аэрозоли. Уголь же не только обладает хорошими адсорбционными свойствами, но и выдерживает относительно большие (0,8—1 л/мин) скорости отбора. Десорбция ДМАК с угля в хлороформ 95— 97%. Процент десорбции кислоты был определен следующим образом. В стеклянную коническую колбу объемом 500 мл отвешивали примерно 100— 300 мг вещества и к ней последовательно негерметично присоединяли патрон с фильтром, стеклянную трубочку с активированным углем и аспиратор. Колбу нагревали до 60—70 °С и отбирали воздух со скоростью 0,8—1 л/мин в течение 10—15 мин. После охлаждения содержимое колбы, фильтра и стеклянной трубочки (уголь) подвергали хромато-графическому анализу, производили подсчет и

сравнение полученных и внесенных количеств ДМАК.

Обработка проб. Фильтр помещают в химический стакан, заливают 1 мл хлороформа, тщательно перемешивают, отжимают и удаляют. Уголь из трубочки высыпают в пенициллиновую склянку, приливают 0,5—1 мл хлороформа и плотно закрывают пробкой. Полученные растворы (по 1 мкл) вводят в хроматограф. Шприцы или газовые пипетки с пробами перед анализом для десорбции частично сорбированных количеств эфира стенками шприца выдерживают 10 мин в термостате при 60 °С. В прибор вводят 1 мл пробы.

Условия анализа. Колонка из нержавеющей стали длиной 2 м, заполненная хезасорбом N—с 5% полиэтиленгликольадипината. Температура термостата колонок 150 °С, испарителя 250 °С, скорость газа-носителя (азота) 40 мл/мин, водорода 40 мл/мин, воздуха 300 мл/мин, диаграммной ленты 600 мм/ч. При данных условиях время удерживания ЭЭДМАК 48 с, диметилакриловой кислоты 4 мин 32 с.

Количество ДМАК и ЭЭДМАК определяют по предварительно построенному калибровочному графику. Калибровку детектора проводят по чистым веществам, вводя стандартные растворы ДМАК в хлороформе и паровоздушные смеси ЭЭДМАК с различным содержанием определяемых веществ в 1 мкл и 1 мл. Паровоздушные смеси ЭЭДМАК создавали в газовых пипетках объемом 500—1000 мл. Для этого в предварительно вакуумированную пипетку вносили 2—3 мкл эфира, впускали воздух, плотно закрывали заглушками и помещали в термостат (температура 60 С) на 1 ч. Полученные концентрации определяли способом, изложенным в руководстве С. Ф. Я воровской \ Из этой смеси готовили рабочие растворы путем разбавления в шприцах вместимостью 100 мл.

Основной раствор для калибровки детектора по ДМАК готовили путем растворения навески в 50 мг в хлороформе в колбе на 50 мл. Серию рабочих стандартных растворов с содержанием кислоты 0,01; 0,05; 0,2; 0,4 мг/мл создавали соответствующим разбавлением основного раствора хлороформом. Измеряли площади пиков и строили калибровочный график. Чувствительность метода для ДМАК 0,01 м к г/мл (2,5 мг/м3 — 1/2 ПДК при отборе 4 л воздуха), для ЭЭДМАК 0,005 мкг/мл (5 мг/м3).

Метод избирателен: окись мезитила, акриловая и метакриловая кислоты определению не мешают.

Поступила 21.07.83.

1 Яворовская С. Ф. Газовая хроматография — метод определения вредных веществ в воздухе и биологических средах. М., Медицина, 1972.