CC BY
15
I
I
5
ъ-
I
0,50 OftO
OßO 0,20 OJO
ным встряхиванием, пробирки закрывают пробками и помещают в кипящую водяную баню на 10 мин. После охлаждения замеряют оптическую плотность растворов на фотоколориметре системы ФЭК-М в кювете с толщиной слоя 5 мм с зеленым
светофильтром.
Для построения калибровочного графика готовят стандартные растворы нафталина в ледяной уксусной кислоте с содержанием в 1 мл от 0,01 до 0,10 мг нафталина. В ряд пробирок наливают по 1 мл приготовленных растворов и проводят реакцию с последующим коло-риметрированием в таком же порядке, как и при обработке испытуемого раствора. По полученным значениям оптической плотности строят график (см. рисунок) .
Разработанный метод апробирован в производственных условиях при характеристике воздушной среды в нафталиновом цехе Рутченковского коксохим-завода. Мешающее влияние фенолов
устраняли предварительным улавливанием их в 0,1 н. раствор щелочи, для чего перед поглотителями для улавливания нафталина ставили поглотитель со щелочью. Определение проводили двумя методами: методом с нитрационной смесью и методом с аллоксантином. Полученные при этом результаты хорошо согласуются.
#
ЛИТЕРАТУРА
Добровольская В. В. Лабор. практика, 1938, № 2, стр. 95. — R о s е п-t h а 1 е г L., Pharm, acta helv., 1961, v. 36, p. 357.
0 г 0.02 Oflt* № OJO8 0,10
нафталин {дмг)
Калибровочная кривая для
нафталина.
Поступила 6/V 1964 г
УДК 613.632.4 : 661.725] : 543.544.42
РАЗДЕЛЕНИЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
АЛИФАТИЧЕСКИХ СПИРТОВ В ВОЗДУХЕ С ПОМОЩЬЮ
ХРОМАТОГРАФИИ НА БУМАГЕ
И. А. Пинигина
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Возможность одновременного загрязнения воздуха производственных «помещений различными алифатическими спиртами, обладающими неодинаковыми токсическими свойствами, требует их раздельного определения при гигиенической оценке воздушной среды. Это может быть выполнено с помощью хроматографии, целесообразно бумажной, так как простота аппаратуры позволяет применить данный метод в любой лаборатории.
Как известно, хроматографирование летучих соединений на бумаге возможно после того, как они переведены в нелетучие. Для раздельного определения спиртов в воздухе с помощью хроматографии на бумаге мы сочли наиболее приемлемым перевести их в нелетучие эфиры 3,5-дини-
5 Гигиена и санитария. № 11
65
тробензойной кислоты, так называемые бензоаты (Rice и соавторы;-Meigh; Borecky и Gasparic, 1959, 1961; Gasparic и Borecky). Образование бензоатов идет по формуле:
NO* NOo
I О I " О
Г 1 D\ П /
у-С? +НС1.
N00 N0«,
ш ш
9 V
При получении бензоатов спиртов мы использовали следующие реактивы: бензол, раствор пиридина в бензоле (1 мл пиридина в 9 мл бензола), раствор 3,5-динитробензоилхлорида в бензоле (0,75 г реактива в 25 мл бензола), стандартные растворы метилового, этилового, пропи-лового, бутилового, амилового, гексилового, гептилового, октилового, но-нилового и децилового спиртов с содержанием 1 мг в 1 мл бензола для каждого из них.
Производные спиртов готовили следующим образом. По 1 мл стандартных растворов спиртов (от С1 по Сб) вносили в делительную воронку. К смеси растворов прибавляли 1,2 мл раствора пиридина в 2 мл-раствора 3,5-динитробензоилхлорида. Объем доводили до 10 мл бензолом. Содержимое делительной воронки перемешивали и оставляли на-
30 мин. при комнатной температуре. По истечении этого времени содержимое делительной воронки встряхивали с 5 мл 50% раствора едкого« кали для удаления избытков реактивов. Затем к реакционной смеси-прибавляли 25 мл воды и снова встряхивали. После разделения слоев нижний слой удаляли. Верхний слой промывали 25 мл воды, а затем 5 мл 12% раствора соляной кислоты и дважды 5 мл воды (вода должна
быть насыщена бензолом).
Верхний, бензольный слой, содержащий бензоаты спиртов, переносили в сухую посуду; обычно 1 мл такого раствора содержал производные спиртов, соответствующие 0,1 мг каждого из 6 спиртов, т. е. всего 0,6 мг суммы спиртов С1—Сб.
Аналогичным способом готовили производные спиртов группы
С7—Сю-
Бензоаты спиртов могут сохраняться 4—5 месяцев при 4—6 . Производные спиртов С1—С6 разделяли на хроматографической бумаге марки «Ленинградская медленная». На листе бумаги размером 40X18 см в 7 см от края проводили линию старта. В различные точки
этой линии наносили производные спиртов С]—С6 в количестве-0,005—0,01—0,04—0Г08—0,12—0,16 мл, что соответствует 0,5—1,0—4,0—
8,0—12—16 мкг каждого из 6 спиртов. Затем помещали бумагу в камеру, предварительно насыщенную подвижной и неподвижной фазами, для хроматографического разделения бензоатов спиртов нисходящим' методом. В качестве неподвижной фазы для спиртов группы С1—С6 использовали 50% раствор диметилформамида в этаноле или ацетоне, в
качестве подвижной фазы—гексан (или циклогексан). Через 8 часов (за это время подвижной растворитель проходил расстояние 40 см) хро-матограмму извлекали из камеры, просушивали на воздухе при комнатной температуре 10—15 мин. и проявляли.
Производные спиртов группы С1—С6 разделили на хроматограмме-последовательно в порядке увеличения числа углеродных атомов. Ближе к старту располагались производные метилового спирта, больше-всего было удалено от старта производное гексилового спирта
(рис. 1 на вклейке).
Высоту поднятия каждого производного на хроматограмме определяли чаще всего по методу так называемых свидетелей, а также по величие /?/. Величины Rf спиртов группы С1—Сю представлены в таблице..
К статье 11. А.
Пинигиной
Рис. 1. Разделение 3,5-динитробензоатов спир
тов группы С1—С6.
Рис. 2. Разделение 3,5
диннтробензоатов спиртов группы С7—Сю-
С,
ю
С*
с
8
с
7
Спирты группы С7—Сю разделяли с использованием в качестве подвижной фазы формамида, а в качестве неподвижной — 10% раствора вазелинового масла в гексане. Разделение осуществляли в течение
6—8 часов на бумаге марки «Ленинградская быстрая». За это время подвижный растворитель проходил 25 см от линии старта. Высушивали хроматограмму в течение 20—30 мин. в вентилируемом сушильним шкафу при 100—120°. Последнее было необходимо для удаления из бумаги малолетучего формамида и продуктов его распада, мешающих дальнейшему определению.
Высушенную хроматограмму проявляли. Производные спиртов группы С?—Сю разделяли на хроматограмме последовательно в порядке уменьшения числа углеродных атомов. Ближе к линии старта располагались производные децилового спирта (см. рис. 2 на вклейке).
Бензоаты спиртов не имеют окраски, поэтому на хроматограмме они могут быть обнаружены лишь с помощью вспомогательных средств, которые делают их видимыми. Описано несколько методов проявления бензоатов (Е. Ф. Зайков, Саэрапс и Вогеску). По данным этих авторов и нашим наблюдениям, наилучшие результаты достигаются при проявлении хромато-грамм путем их орошения раствором хлористого олова (0,7 г БпСЬ растворяют в 5 мл воды, затем добавляют 15 мл концентрированной серной кислоты и объем смеси доводят водой до 100 мл), при этом 3,5-динитробензоаты спиртов восстанавливают до соответствующих аминопроизводных за 60 мин. Последующее орошение хроматограммы раствором п-диметиламиноабен-зальдегида (1 г реактива растворяют в 95 мл этанола, после чего прибавляют 5 мл концентрированной соляной кислоты), ведет к проявлению производных спиртов в виде круглых пятен, окрашенных в желтый цвет. Окраска пятен может сохраняться длительное время, причем большей концентрации соответствует более интенсивная окраска пятна (см. рис. 1 и 2).
Это позволяет производить количественное определение спиртов
после хроматографического разделения по интенсивности окраски пятен
их элюатов. Для элюации окраски при определении спиртов группы
С]—Сб мы вырезали пятна из хроматограммы, помещали их в »пробирку
с -притертой пробкой, заливали 5 мл абсолютного метилового спирта
и встряхивали. Через'5 мин. оптическую плотность элюатов замеряли
с помощью спектрофотометра СФ-4 или фотокалориметра при длине волны (X) =445 ммк. '
Для производных каждого из спиртов (метилового, этилового, про-пилового, бутилового, этилового и гексилового) были построены калибровочные кривые зависимости концентрации спирта от плотности окрашенного раствора, которые в дальнейшем были использованы нами для количественного определения соответствующих спиртов.
Количественное определение спиртов группы С7—Сю проводили визуально путем сравнения интенсивности окраски пятен проб с интенсивностью окраски пятен так называемых свидетелей, т. е. производных, приготовленных из стандартных растворов. Для этого каждый раз при анализе проб на другой лист хроматографической бумаги наносили «свидетели» в количестве 1—4—8—12 мкг. Дальнейшую обработку проб и «свидетелей» производили параллельно, как указано выше.
Величина Rf для спиртов ^ — С
10
1 о СО а\ • й> РП
Спирт г _ Г Спирт
а> я шГ « О Я +т Т
СП ? «г? 5Г А СП гг X и
со ч со ч
сн,он 0,11 С,;Н13ОН 0,51
с И3ОН 0,2 С:Н15ОН 0,54
с Н7ОН 0,3 с,н17он 0,40
С,Н5ОН 0,38 СуН^ОН 0,22
с5нпон 0,45 СюН21ОН 0,13
5*
67
Определение концентрации спиртов группы С?—Сю по оптической плотности элюатов затруднено тем, что не всегда удается полностью удалить из хроматограммы формамид и продукты его распада, окрашивающие в желтый цвет «фон» хроматограммы при ее проявлении. Это обстоятельство может привести к существенным ошибкам.
В наших опытах спирты из воздуха поглощали на предварительно обработанный активированный уголь марки АГ-5. Обработку угля производили путем его кипячения с концентрированной соляной кислотой
в течение 1 — Р/2 часов. Затем уголь несколько раз промывали дистиллированной водой и 0,1 н. раствором аммиака до исчезновения окраски и снова дистиллированной водой. Промытый уголь высушивали 2 часа при 100—120°. Пробы отбирали путем аспирации воздуха через стеклянную трубку длиной 80 мм с 4 шариками (диаметр каждого шарика 10 мм), заполненную 1 г угля.
Для анализа протягивали 5—10 л воздуха со скоростью 1 л/мин (при отсутствии метилового спирта можно отбирать пробы воздуха со скоростью 2 л/мин).
После отбора пробы воздуха уголь переносили в пробирку с притертой пробкой, заливали 4 мл бензола, хорошо встряхивали и помещали на водяную баню, нагретую до 55—60°, на 1 час. Затем пробу снова встряхивали. Для определения брали 2 мл прозрачного раствора, который обрабатывали в дальнейшем тем же способом, что и стандартные растворы спиртов. После получения производных бензол выпаривали полностью на водяной бане. Перед анализом осадок растворяли 0,1 мл бензола, половину этого объема (т. е. 0,05 мл) наносили на хро-матографическую бумагу, если требовалось определить только высшие или только низшие спирты. Когда в одной пробе нужно было определить одновременно группу спиртов Ci—С6 и С7—Сю, полученные производные растворяли 0,15 мл бензола. Для анализа в каждом случае брали но 0,05 мл раствора бензоатов спиртов. Описанный метод апробирован при исследовании воздушной среды в производстве синтетических спиртов и
атмосферного воздуха вокруг предприятия. Полученные нами материалы впервые позволили расшифровать состав спиртов, загрязняющих воздух при изготовлении синтетических спиртов, а также установить их соотношение в воздухе.
ЛИТЕРАТУРА
Блок Р., Лестранж Р., Цвейг Г. Хроматография на бумаге. М., 1954.— В о reck у J., G aspa ric J., Collect. Csl. Chem. Communs, 1959, т. 24, стр. 718.— Borecky J., G as pa rie J., Mikrochim. Acta, 1961, p. 96.—G a s p а г i с J., Во-reeky J., J. Chromatogr., 1961, т. 5, N 6, p. 466. — M e i g h D., Nature, 1952, v. 169. p. 706.— Rice R., Keller D., Kirchner J., Analyt. Chem., 1951, v. 23, p. 194.
Поступила 11/V 196-4 г
