ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ПРОДУКТЫ ФЕНОЛЬНЫЕ КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ
Газохроматографический
метод определения
компонентного состава дикрезола, трикрезола
и ксиленолов
Coal tar phenol
products.
Gas chromatographic method for determination
of composition of dicresol, tricresol and xylenols
|
ГОСТ
20843.2-89
|
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
или электронный интегратор.
Шкаф сушильный,
обеспечивающий температуру нагрева (100 ± 10) °С.
Весы
лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-го 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
-134,5 °С, удельное вращение -
(-110).
Твердый
носитель: хроматон N-AW-HMDS или хроматон N-AW-ГMDS 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. Приготовление сорбента
Неподвижную
фазу, составляющую 10 - 15 %
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, см3/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 время удерживания
|
Наименование компонента
|
Относительное время удерживания
|
Фенол
|
1,0
|
2,5-Ксиленол
|
2,37
|
о-Крезол
|
1,36
|
2,4,6-Триметилфенол
|
2,46
|
2,6-Ксиленол
|
1,45
|
2,3-Ксиленол + n-этилфенол
|
2,76
|
n-Крезол
|
1,62
|
3,5-Ксиленол + м-этилфенол
|
3,03
|
м-Крезол
|
1,74
|
3,4-Ксиленол
|
3,34
|
2,4-Ксиленол + о-этилфенол
|
2,21
|
Неидентифицированные компоненты
|
3,64 - 6,40
|
3.3. Типовые хроматограммы дикрезола, трикрезола и ксиленолов 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 - фенол; 2 - о-крезол; 3 -
2,6-ксиленол; 4 - n-крезол; 5 - м-крезол; 6 - 2,4-ксиленол + о-этилфенол; 7 - 2,5-ксиленол; х - изменение
чувствительности
Черт. 1
Типовая
хроматограмма трикрезола
1 - фенол; 2 - о-крезол; 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 - изменение чувствительности
Черт. 2
Типовая хроматограмма ксиленолов
1 - фенол; 2 - о-крезол; 3 - n-крезол; 4 - м-крезол; 5 - 2,4-ксиленол + о-этилфенол; 6
- 2,5-ксиленол; 7 - 2,3-ксиленол + n-этилфенол; 8 - 3,5-ксиленол + м-этилфенол; 9 - 3,4-ксиленол; 10 - 14-неидентифицированные примеси
Черт. 3
Площадь пика
каждого компонента (Si) в квадратных миллиметрах вычисляют по
формуле
Si = hi · bi
· Mi,
где hi - высота пика, мм;
bi - ширина
пика, измеренная на середине его высоты, мм;
Mi - масштаб 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 (Xi) в процентах
вычисляют по формуле
где Si - 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
хроматографирование 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 qi - 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 20 -
60 % не превышает 5 %.
4.7. Если погрешность определения превышает допускаемые
значения, готовят новую искусственную смесь, повторяя процедуры
хроматографирования
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 определяемых 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-Крезол
|
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
|
Рекомендуемое
Диментиловый
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 100 - 120 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 - 150
°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 - 150 °С.
Установка для
проведения очистки диментилфталата:
стеклянная
колонка высотой 150 мм, диаметром 30 - 40 мм с конической или плоскодонной
колбой вместимостью 1000 см3 по ГОСТ
25336;
колба круглодонная
для перегонки вместимостью 1000 см3 с холодильником, алонжем 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 устанавливают на бане, пропускают через холодильник воду,
нагревают реакционую массу до кипения (110 °С) и кипятят при этой температуре 140 ч.
В
процессе синтеза получается около 260 см3 реакционной смеси b выделяется 0,7 см3 воды.
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 на
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 перекристаллизации
В круглодонную
колбу с очищенным 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 - 30 °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 - 10 °С.
Продукт сушат в
сушильном шкафу при температуре 50 °С.
Масса диментилфталата
после первой ступени перекристаллизации составляет 12 - 13 г.
2.4. Вторая ступень перекристаллизации
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 10 - 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 вид
|
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 - 62 °С.
Цилиндры по ГОСТ
1770 вместимостью 25 или 50 см3.
Весы лабораторные
общего назначения по ГОСТ 24104 2-го класса
точности с наибольшим пределом взвешивания 200
г.
3.2.3. Приготовление
раствора диментилфталата
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
где 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 при
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