ГОСТ 20843-2-89 Продукты фенольные каменноугольные Газохроматографический метод определения компонентного состава дикрезола трикрезола и ксиленолов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

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. .

Таблица 1

Параметры чувствительности пламенно-ионизационного детектора подбирают экспериментально так, чтобы массовой доле компонента 1 % соответствовал 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. .

Таблица 2

3.3. Типовые хроматограммы дикрезола, трикрезола и ксиленолов представлены на черт. — .

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 (S_i) в квадратных миллиметрах вычисляют по формуле

S_i = h_i · b_i · M_i,

где h_i — высота пика, мм;

b_i — ширина пика, измеренная на середине его высоты, мм;

M_i — 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 (X_i) в процентах вычисляют по формуле

где S_i — площадь пика каждого компонента, мм²;

ΣS_i — 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. .

4.5. Для каждого компонента смеси за результат определения принимают среднее арифметическое результатов всех определений.

Относительную погрешность определения (0) в процентах вычисляют по формуле

где q_i — 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. .

Таблица 3

4.10. Абсолютные допускаемые расхождения между результатами анализа одной пробы, полученными в разных лабораториях, не должны превышать допускаемых значений, указанных в табл. .

Таблица 4

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ПОЛУЧЕНИЕ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА

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. .

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. 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. .

Таблица 5

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 α_изм — 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. .

СОДЕРЖАНИЕ