ГОСТ 20843.2-89 Продукты фенольные каменноугольные. Газохроматографический метод определения компонентного состава дикрезола, трикрезола и ксиленолов

ГОСТ 20843.2-89

Группа Л39

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

ОКСТУ 2409

Срок действия с 01.04.90
до 01.04.95*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 4, 1994 год). - .

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л.М.Харькина, канд. техн. наук (руководитель темы); В.Н.Затолокина; В.А.Фридман; Е.В.Тарахно

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.03.89 N 828

3. ВЗАМЕН ГОСТ 20843-75 в части методики определения состава дикрезола, трикрезола и ксиленолов

4. Срок первой проверки - 1995 г.

Периодичность проверки - 5 лет

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

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 мм.

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.

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту. - .

Баня водяная.

Чашка выпарительная фарфоровая по ГОСТ 9147 вместимостью 100 или 250 см.

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;

-крезол по ГОСТ 11312;

-крезол с массовой долей основного вещества не менее 98%;

-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 температуpy 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

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

3.3. Типовые хроматограммы дикрезола, трикрезола и ксиленолов представлены на черт.1-3.

Типовая хроматограмма дикрезола

1 - фенол; 2 - -крезол; 3 - 2,6-ксиленол; 4 - -крезол; 5 - -крезол; 6 - 2,4-ксиленол+-этилфенол;
7 - 2,5-ксиленол; - изменение чувствительности

Черт.1

Типовая хроматограмма трикрезола

1 - фенол; 2 - -крезол; 3 - 2,6-ксиленол; 4 - -крезол; 5 - -крезол; 6 - 2,4-ксиленол+-этилфенол;
7 - 2,5-ксиленол; 8 - 2,3-ксиленол+-этилфенол; 9 - 3,5-ксиленол+-этилфенол; - изменение чувствительности

Черт.2

Типовая хроматограмма ксиленолов

1 - фенол; 2 - -крезол; 3 - -крезол; 4 - -крезол; 5 - 2,4-ксиленол+-этилфенол; 6 - 2,5-ксиленол; 7 - 2,3-ксиленол+-этилфенол; 8 - 3,5-ксиленол+-этилфенол; 9 - 3,4-ксиленол; 10-14 - неидентифицированные примеси

Черт.3

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Хроматограммы рассчитывают методом "внутренней нормализации" с применением электронного интегратора или вручную.

Площадь пика каждого компонента () в квадратных миллиметрах вычисляют по формуле

,

где - высота пика, мм;

- ширина пика, измеренная на середине его высоты, мм;

- 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 - и -крезола (ГОСТ 17567) должна быть не ниже 0,5.

4.3. Массовую долю каждого компонента () в процентах вычисляют по формуле

,

где - площадь пика каждого компонента, мм;

- сумма площадей пиков, мм;

- относительный градуировочный коэффициент (для определяемых компонентов 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 () в процентах вычисляют по формуле

,

где - массовая доля -го компонента искусственной смеси, рассчитанная по хроматограмме, %;

- 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 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл.3.

Таблица 3

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

ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое

ПОЛУЧЕНИЕ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА

Диментиловый эфир фталевой кислоты (диментилфталат) получают путем синтеза фталевого ангидрида и ментола.

Эмпирическая формула - СНО.

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 см, приемник-ловушка вместимостью 2 см 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 см по ГОСТ 25336;

колба круглодонная для перегонки вместимостью 1000 см с холодильником, алонжем и плоскодонной или конической колбой по ГОСТ 25336 вместимостью 50-100 см;

колба с тубусом по ГОСТ 25336.

Установка для перекристаллизации диментилфталата:

колба круглодонная с двумя горловинами по ГОСТ 25336 вместимостью 250 см, 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 см.

Цилиндр 1,3-100, 500 по ГОСТ 1770.

Ангидрид фталевый по ГОСТ 5869.

Ментол натуральный фармакопейный кристаллический с температурой плавления 41-44 °С.

-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 -толуолсульфокислоты и 268 см 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 см реакционной смеси и выделяется 0,7 см воды.

2.2. Очистка диментилфталата

В конец стеклянной колонки помещают ватный тампон и затем 50 г окиси алюминия. Через содержимое колонки пропускают 100 см толуола, а затем реакционную смесь, полученную в соответствии с п.2.1.

После этого пропускают еще 400 см 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 см 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 см 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 см 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

3.2. Определение удельного вращения

3.2.1. Удельное вращение диментилфталата измеряют в растворе хлороформа массовой концентрации диментилфталата 0,04 г/см.

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 см.

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 см 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 [] вычисляют по формуле

,

где - показание шкалы, °S;

2,88 - коэффициент перехода от шкалы сахарных градусов к угловым градусам;

- концентрация раствора, г/см;

- длина кюветы, дм.

Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±10 при доверительной вероятности 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.

Электронный текст документа

и сверен по:

Продукты фенольные каменноугольные.

Газохроматографические методы определения

компонентного состава:

ГОСТ 20843.1-89, ГОСТ 20843.2-89. -

М.: Издательство стандартов, 1989