Себациновая кислота в воде водоемов

24.09.2016
Предельно допустимая концентрация себациновой кислоты в воде водоемов 2,5 мг/л, лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический.

Определение методом газожидкостной хроматографии


Принцип метода. Метод определения себациновой кислоты (CK) основан на предварительном концентрировании ее экстракцией серным эфиром из подкисленных водных проб, переводе содержащейся в экстракте себациновой кислоты в диметиловый эфир способом диазометилирования с последующим анализом на газо-жидкостном хроматографе.

Предел обнаружения 0,5 мг/л, диапазон измеряемых концентраций 1—4 мг/л. Количественное определение проводится методом внутреннего стандарта.

Определению не мешают: нефтепродукты, СПАВ, тетрахлорид углерода, фенол, метанол, гумусовые, гуминовые и уксусная кислоты, неорганические соли (до 10 мг/л).

Определению мешают: диметиловый (ДМС) и диэтиловый (ДЭС) эфиры CK. Для обнаружения ДМС и ДЭС следует ввести в хроматографическую колонку эфирный экстракт из пробы воды до проведения диазометилирования. Соли MaNO2, CH3COOK и MgCl2 в количествах 10,0 г/л и более снижают степень извлечения CK из воды экстракцией.

Пробу отбирают в полиэтиленовую или стеклянную посуду и без консервирования хранят при 4 °C не более 12 ч.

Аппаратура. 1. Хроматограф с пламенно-ионизационным детектором серии «Цвет-100».

2. Хроматографическая колонка из нержавеющей стали длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм.

3. Баллон со сжатым аргоном или другим инертным газом с редуктором.

4. Баллон со сжатым водородом с редуктором.

5. Воздух для питания пневматических приборов и средств автоматизации.

6. Микрошприц.

Реактивы. 1. Носитель для газовой хроматографии — хроматон, фракция 0,16—0,2 мм.

2. Неподвижная жидкая фаза — силиконовый эластомер СКТ.

3. Сорбент, 20 % CKT на хроматоне. Для приготовления отвешивают 6 г CKT и растворяют в чашке в 25 мл ацетона. В полученный раствор всыпают 24 г хроматона, непрерывно помешивают содержимое чашки до выпаривания ацетона досуха на водяной бане с 55 °С.

4. Диэтиловый (серный) эфир.

5. Хлористоводородная кислота пл. 1,19 г/см3.

6. Диметиловый эфир себациновой кислоты.

7. Диэтиловый эфир себациновой кислоты.

8. Метанол.

9. Гидразингидрат.

10. Гидроксид калия кристаллический.

11. Хлороформ.

12. Диазометан, эфирный раствор. Для его получения в круглодонную колбу вместимостью 70—100 мл помещают 30 г KOH и приливают 20—25 мл смеси гидразингидрата и метанола, взятых в соотношении 1:1 так, чтобы весь гидроксид калия был смочен. В ту же колбу пропускают аргон. Приливают по каплям из капельной воронки 10—12 мл хлороформа. Выделившийся при реакции газ через холодильник направляют в колбу со 100 мл серного эфира. Колбу помещают в кристаллизатор со льдом. Прибавление хлороформа по каплям продолжается в течение часа.

Диазометан (CH2Na) можно получить также действием раствора KOH в спирте на раствор нитрозометилуретана в эфире, щелочным гидролизом нитрозометилмочевины или нитрозометил-п-толилсульфаниламида.

13. Внутренний стандарт — раствор диэтилового эфира себациновой кислоты в метаноле с содержанием 1 мг/мл.

14. Стандартные растворы себациновой кислоты. а) Основной раствор с содержанием 0,1 мг/мл. Отвешивают 100 мг себациновой кислоты, помещают в мерную колбу вместимостью 1 л и растворяют в дистиллированной воде, б) Рабочие растворы готовят в день анализа на речной воде, не содержащей себациновой кислоты. Для этого в мерные колбы вместимостью 500 мл вносят 5—10—15—20 мл основного раствора и доводят объем до метки речной водой. Полученные рабочие растворы соответствуют концентрациям себациновой кислоты 1—2—3—4 мг/л.

Подготовка прибора к анализу. Хроматографические колонки готовят к работе следующим образом: перед наполнением две хроматографические колонки промывают органическими растворителями (ацетон, хлороформ) и высушивают в вытяжном шкафу.

Заполнение колонок производят с помощью водоструйного насоса. Насыпная плотность сорбента должна составлять 0,40±0,02 г/см3.

Заполненные колонки закрепляют в термостате хроматографа. He присоединяя к детектору, продувают газом-носителем при 200 °C в течение 10—12 ч. Затем охлаждают термостат (и колонки, находящиеся в нем) до комнатной температуры и соединяют выход колонок с детектором.

Наладку и выход хроматографа на режим работы производят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

Условия хроматографирования: скорость газа-носителя (аргона или любого другого инертного газа) — 32 мл/мин, скорость водорода — 30 мл/мин, скорость воздуха — 300 мл/мин, температура термостата колонок — 170 °С, испарителя — 300 °C, шкала чувствительности — 5*10в-10 А, детектор ДИП-2.

Ход определения. Пробу объемом 500 мл отфильтровывают через бумажный или мембранный фильтр в делительную воронку вместимостью 0,8—1 л, подкисляют хлористоводородной кислотой до pH 2, приливают 100 мл серного эфира и встряхивают в течение часа.

Через 15—20 мин (после расслаивания) водный слой отбрасывают, а эфирный слой переносят в стакан и дают эфиру испариться при комнатной температуре в вытяжном шкафу до объема 10—15 мл. Затем к эфирному раствору приливают 3—5 мл метанола, 1 мл раствора внутреннего стандарта — диэтилового эфира себациновой кислоты в метаноле и раствор диазометана в серном эфире до получения устойчивой желтой окраски. Желтый цвет свидетельствует о том, что метилирование прошло полностью.

Содержимое стакана (15—20 мл) переносят в градуированную пробирку, которую оставляют открытой в вытяжном шкафу для удаления избытка диазометана и серного эфира — до остаточного объема 1,0—1,5 мл. Пробу (1—5 мкл) вводят в хроматографическую колонку при помощи микрошприца через головку испарителя, прокалывая резиновую мембрану. Иглу шприца следует вводить на полную длину и выдавливание пробы производить быстро.

Количественное определение себациновой кислоты проводят методом внутреннего стандарта с учетом калибровочного коэффициента.

Определение калибровочного коэффициента. Рабочие стандартные растворы себациновой кислоты в речной воде объемом 500 мл подкисляют хлористоводородной кислотой до pH 2 и проводят через все операции, как при анализе пробы. Анализ каждого рабочего стандартного раствора повторяют не менее 3 раз и рассчитывают средние значения площади пиков. Калибровочный коэффициент рассчитывают по формуле:

К = SДЭС*АСК/SCK*AДЭС,


где АСК и ДЭС — количество себациновой кислоты и внутреннего стандарта (ДЭС — диэтиловый эфир себациновой кислоты), внесенные в пробу, соответственно, мг; SСК и SДЭС — площадь пиков себациновой кислоты после диазометилирования и внутреннего стандарта (ДЭС) соответственно, мм2.

Площади пиков на хроматограмме рассчитывают по формуле:

S = h*b0,5,


где h — высота пика, мм; b0,5 — ширина пика на середине его высоты, мм.

Содержание себациновой кислоты (мг) рассчитывают по формуле:

АСК = SСК*АДЭС*К*0,88/SДЭС,


где SСК и SДЭС — площадь пиков себациновой кислоты после диазометилирования и внутреннего стандарта (ДЭС) соответственно, мм2; АДЭС — количество введенного внутреннего стандарта (ДЭС), мг; К — калибровочный коэффициент; 0,88 — стехиометрический коэффициент, равный частному от деления молекулярной массы себациновой кислоты на молекулярную массу диэтилового эфира себациновой кислоты.

Концентрацию себациновой кислоты (мг/л) рассчитывают по формуле:

Х = АСК*1000/V,


где V — объем пробы, взятой для анализа, мл.