ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОДНООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ В ВОЗДУХЕ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

<f

т.я-

Jfc

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОДНООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

В ВОЗДУХЕ

Ю. В. Люжееа, Е. Г. Качмар

Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана

Министерства здравоохранения РСФСР

Ю. В. Дюжева разработала колориметрический метод определения одноосновных жирных кислот, основанный на переведении их в метиловые эфиры и дальнейшем определении последних гидроксамовым методом. Для высокомолекулярных кислот (с Сб до С9) был разработан метод определения с солями меди. Чувствительность первого метода 0,005 мгу второго 0,2 мг. Такой большой разрыв в чувствительности методов не дал удовлетворительных результатов при анализе воздуха на производстве. Кроме того, рекомендуемый способ отбора проб кислот в метиловый спирт не мог удовлетворить нас, так как спирт летуч и токсичен.

Поэтому нам необходимо было решить два вопроса: разработать новый способ отбора проб и метод определения низко- или высокомолекулярных кислот с большей чувствительностью, который можно было бы использовать для раздельного определения кислот. Для решения первой задачи мы провели исследования в двух направлениях: изучение поглощения силикагелем аэрозоля кислот и извлечение их. Так как перед нами стояла задача раздельного определения низко- и высокомолекулярных кислот, то извлечение из силикагеля мы проводили метиловым спиртом и водой, предполагая, что метиловый спирт извлечет сумму кислот, а вода — только низкомолекулярные кислоты. Количество же высокомолекулярных кислот можно будет установить по разности.

Извлечение кислот из силикагеля метиловым спиртом проводили на кислотах: уксусной, валерьяновой, капроновой, энантовой и фракции С7—С9.

Данные наших опытов показали, что через 30 минут извлекается около 80% кислот, через 60 минут — 90%. Аналогичные результаты (90%) были получены при извлечении тех же кислот через 18 часов, что позволило сделать вывод о том, что время 60 минут является достаточным.

Такая же работа проведена по извлечению кислот водой. Данные этой работы показали, что уксусная и валерьяновая кислоты извлекаются» через 15 минут (до 90%). Капроновая, энантовая и фракция кислот С7—С9 за это время не извлекаются. Они частично начинают извлекаться через 30 минут, но извлечение их не превышает 10—15%.

Параллельно проведены опыты по исследованию поглощения аэрозоля кислот силикагелем. Для этой цели применялся силикагель марки АСМ с различной величиной зерен (0,25—0,5; 0,5—1; 1—2 мм).

Силикагель обрабатывался соляной и азотной кислотами, отмывался от кислот, просушивался и активировался при 600° в течение 30 минут. Поглощение проводилось в два последовательно соединенных видоизмененных поглотителя Зайцева. В каждый поглотитель помещали по 2 г силикагеля. Концентрации аэрозолей кислот создавались в специальной установке (подробное описание установки приведено в книге «Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений»). Скорость отбора проб была различна. Во время отбора силикагель находился во взвешенном состоянии. Такой метод отбора проб на «кипящий слой» силикагеля в практике промышленно-санитарной химии впервые был предложен С. Ф. Яворовской. Некоторые данные по поглощению кислот на силикагель приведены в табл. 1.

Таблица 1

Поглощение жирных кислот на силикагель марки АСМ

к Я =г • о «Q О • Q) СО О О т с

Название кислоты со а X н ^ |3* и И о а go. öS о >, К 5 s i -о. ^ W ф « 3 я ^ Я в* а S w ^ я о S И а а> s а> >•£• н о. Р о-

Уксусная............... То же................ » » ................ » » ................ 0,10 0,10 0,10 0,075 10 10 10 10 1 10 10 10 10 0,25—0,5 0,5—1 1—2 1—2 До 30 От 10 до 20 0 0

Валерьяновая . . . *.......... То же................ » » ................ 0,05 0,050 0,025 0,05 „ 10 10 10 10 • 10 10 10 10 0,25—0,5 0,5—1 1—2 1—2 15 Следы 0 0

Валерьяновая + капроновая....... То же................ 0Д)25 0,10 10 10 10 10 0,25—0,5 1—2 15 0

Проведенная работа по исследованию поглощения кислот показала,, что поглощение полностью протекает в первом поглотителе на силикагель с величиной зерен 1—2 мм при скорости протягивания воздуха 10 л в минуту.

Для решения второй задачи — подыскания чувствительного метода определения кислот—мы исследовали ряд цветных реакций, но не получили положительных результатов. Мы решили использовать для определения низкомолекулярных кислот титрометрический метод с индикатором метиловым красным. Титрование проводили 0,005 н. раствором едкого натра, приготовленным перед употреблением на свежепро-кипяченной дистиллированной воде. Чувствительность метода 0,02 мг. Сумму низко- и высокомолекулярных кислот мы определяли гидрокса-мовым методом.

Результаты по раздельному определению низко- и высокомолекулярных кислот приведены в табл. 2.

Суммируя все вышеизложенное, можно для определения низко- и высокомолекулярных кислот предложить следующий метод: отбирают две параллельные пробы на силикагель марки АСМ с величиной зерен 1—2 мм со скоростью 10 л в минуту. После отбора проб переносят силикагель в пробирки с притертыми пробками и прибавляют к одной пробе 5 мл прокипяченной дистиллированной воды, к другой — 3 мл метилового спирта. Содержимое пробирок тщательно встряхивают. Через 15 минут берут 2 мл из водного извлечения и титруют 0,005 н.

Таблица 2

Раздельное определение низко- и высокомолекулярных кислот

Взято кислот (в ме) Определение уксусной кислоты • • Окределение суммы кислот Определение энантовой кислоты

уксусная энантовая сумма ме % ме % jна Yo

0,4 0,4 0,4 0,4 0,2 0,4 0,4 0,4 0,4 0,2 • о о о о о ^ ОО ОО 00 00 0,37 0,35 0,34 0,35 0,19 90,2 87,5 83,5 87,5 95 • 0,8 0,75 0,75 0,8 0,4 100 93,9 93,9 100 100 0,43 0,4 0,41 0,45 0,21 107 100 102 112 105

раствором едкого натра. Количество кислоты условно пересчитывают на уксусную кислоту. Через 60 минут из спиртового извлечения берут 1 мл раствора и колориметрически определяют сумму кислот (по гидрокса-мовому методу). Шкалу для определения готовят одновременно из уксусной кислоты.

По разности двух полученных величин определяют количество кислоты, соответствующее высокомолекулярным кислотам.

С уксусной кислоты производят пересчет на ту кислоту, которая в больших количествах присутствует в воздухе или наиболее токсична..

Выводы

1. Разработан отбор проб аэрозоля карбоновых кислот на силика-гель марки АСМ с определенной величиной зерен (1—2 мм). Скорость отбора проб 10 л в минуту.

2. Исследовано извлечение кислот из силикагеля водой и метиловым спиртом.

3. Дано раздельное определение низко- и высокомолекулярных кислот из двух параллельных проб. Низкомолекулярные кислоты определяют титрометрически, сумму кислот —колориметрически (гидрокса-мовым методом). По разности двух величин устанавливают количество высокомолекулярных кислот.

ЛИТЕРАТУРА

Дюже<в а Ю. В. Тезисы докл. 8-й научной конференции молодых специалистов Московск. .науч-но-исслед. ин-та санитарии и гигиены, 1960, стр. 85.—Рязанов В. А., Буштуева К. А., Новиков Ю. В. В кн.: Предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнении. М., 1957, в. 3, стр. 117. — Я в о р о"¡в с к а я С. Ф. 4 Хим. пром., 1959, № 7, стр. 77.

Поступила 12/VIII 1961 г.

# #