ГОСТ 30141-94 Масла каменноугольные. Газохроматографический метод определения основного компонентного состава

ГОСТ 30141-94

Группа Л39

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАСЛА КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ

Газохроматографический метод определения основного компонентного состава

Coal-tar oils. Gas chromatographic determination of basic component composition

МКС 71.040.40

ОКСТУ 2409

Дата введения 2000-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 10 "Кокс", Украинским государственным научно-исследовательским углехимическим институтом

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 6 от 21 октября 1994 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 3 июня 1999 г. N 187 межгосударственный стандарт ГОСТ 30141-94 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на каменноугольные масла и устанавливает газохроматографический метод определения массовой доли основных компонентов в маслах для креолина, легкосреднем, нафталиновом, поглотительном, фенольном и антраценовом.

Метод заключается в газохроматографическом разделении масел на насадочной колонке и расчете массовой доли компонентов методом "внутреннего эталона".

Метод позволяет определять массовую долю компонентов от 0,2 до 80%.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 3022-80 Водород технический. Технические условия

ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия

ГОСТ 4166-76 Натрий сернокислый. Технические условия

ГОСТ 8448-78 Бензол каменноугольный и сланцевый. Технические условия

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 16106-82 Нафталин коксохимический. Технические условия

ГОСТ 24104-88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25706-87* Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования.

_________________

* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 25706-83. - .

3 Аппаратура, посуда и реактивы

Хроматограф газовый с двойным пламенно-ионизационным детектором, устройством для программирования температуры и чувствительностью, обеспечивающей определение основного компонентного состава в заданных пределах.

Колонки газохроматографические из нержавеющей стали длиной 1 м и внутренним диаметром 2-3 мм - 2 шт.

Микрошприц типа "Газохром" вместимостью 1 мм.

Линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427.

Лупа измерительная общего назначения по ГОСТ 25706 или микроскоп отсчетный МПБ-2 по нормативной документации (возможно применение электронного интегратора).

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 класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г.

Баня водяная.

Чашка выпарительная 3 (5) по ГОСТ 9147.

Цилиндр 1 (3)-25 по ГОСТ 1770.

Стакан В-1 (Н-1)-100 ТХС по ГОСТ 25336.

Колба Кн-1-25 (50)-14/23 (19/26) ТХС по ГОСТ 25336.

Стаканчик для взвешивания СВ-14/8 по ГОСТ 25336.

Неподвижная фаза - полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), набор N 7 "Полиэфиры" - по нормативной документации.

Твердый носитель розового цвета (типа Динохрома Н) с фракцией 0,16-0,25 мм или 0,20-0,25 мм для колонок диаметром 3 мм; 0,10-0,125 мм или 0,125-0,16 мм для колонок диаметром 2 мм.

Растворитель для неподвижной фазы и анализируемых проб - бензол по ГОСТ 8448.

"Внутренний эталон" - ацетофенон "для хроматографии" или другой квалификации с массовой долей основного вещества не менее 95% по нормативной документации.

Вещества для приготовления искусственных смесей:

мета-, или пара-, или ортоксилол "для хроматографии" или другой квалификации с массовой долей основного вещества не менее 98% по нормативной документации;

нафталин коксохимический по ГОСТ 16106.

Водоотнимающие вещества:

медь сернокислая безводная по ГОСТ 4165, свежепрокаленная или натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166.

Газ-носитель: гелий газообразный очищенный марки Б по нормативной документации или азот газообразный по ГОСТ 9293.

Водород технический по ГОСТ 3022 или полученный с помощью генератора водорода СГС-2.

Воздух сжатый для питания пневматических приборов и средств автоматизации.

Допускается применение другой аппаратуры и посуды по классу точности и твердых носителей и реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.

4 Подготовка к анализу

4.1 Приготовление сорбента

Неподвижную фазу, составляющую 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.

4.2 Две хроматографические колонки заполняют сорбентом, устанавливают в термостат, присоединяя один конец колонки к испарителю, другой остается свободным.

Колонки кондиционируют в течение 8 ч, постепенно повышая температуру от 100 до 230 °С, и выдерживают при этой температуре 4 ч.

4.3 Монтаж, наладку и вывод хроматографа на рабочий режим осуществляют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

4.4 Определение градуировочных коэффициентов

4.4.1 Для определения градуировочных коэффициентов готовят не менее пяти искусственных смесей, в состав которых входят вещества, указанные в разделе 3: мета-, или пара-, или ортоксилол для хроматографии, нафталин коксохимический, ацетофенон - "внутренний эталон". Смеси готовят в колбе с притертой пробкой взвешиванием каждого из перечисленных компонентов и растворителя (бензола) с точностью до четвертого десятичного знака.

Концентрация компонентов примерно соответствует массовой доле их (и их гомологов) в каменноугольных маслах: изомеры ксилола - 0,2-1,5%; нафталин - 10-40%; ацетофенон ("внутренний эталон") - 10-40%.

Параметры чувствительности пламенно-ионизационного детектора и пределы измерения подбираются экспериментально.

Для записи пиков компонентов в пределах шкалы самописца используется переключение шкалы усилителя.

Установка положения нулевой линии осуществляется экспериментально с помощью двухколоночной компенсационной схемы хроматографа.

Таблица 1

4.4.2 Площадь пика каждого компонента , мм, вычисляют с помощью электронного интегратора или по формуле

, (1)

где - высота пика -го компонента, мм;

- ширина пика по половине высоты пика -го компонента, мм;

- масштаб записи сигнала пика.

4.4.3 Градуировочные коэффициенты вычисляют по формуле

, (2)

где - масса -го компонента, взятая для приготовления искусственной смеси, г;

- площадь пика "внутреннего эталона", мм;

- масса "внутреннего эталона" в искусственной смеси, г;

- площадь пика -го компонента, мм.

4.4.4 За градуировочный коэффициент для каждого компонента принимают среднее арифметическое результатов анализа пяти искусственных смесей с различной массовой долей компонентов в смеси. При этом для каждой искусственной смеси снимают не менее трех хроматограмм. Относительная погрешность результатов определения массовой доли каждого компонента в искусственной смеси не должна превышать 10% заданной концентрации.

Градуировочные коэффициенты должны иметь следующие значения:

низкокипящие, тионафтен - 1±0,05;

нафталин, метилнафталины, аценафтен, дифениленоксид, флуорен, фенантрен, высококипящие - 0,8±0,05.

Рабочие градуировочные коэффициенты необходимо проверять для данного типа хроматографа, данной хроматографической колонки. Полученные значения коэффициентов должны попадать в указанные выше интервалы. Периодичность проверки коэффициентов соответствует периодичности замены хроматографической колонки (сорбента).

4.4.5 Порядок элюирования компонентов искусственной смеси следующий: растворитель (бензол); 1 - изомер ксилола; 2 - ацетофенон ("внутренний эталон"); 3 - нафталин.

5 Проведение анализа

5.1 Перед хроматографическим определением компонентов пробу масла обезвоживают общепринятым методом с помощью водоотнимающих веществ: сернокислой меди, сернокислого натрия и др.

5.2 Застывшее нафталиновое и антраценовое масла перед обезвоживанием разогревают до температуры 80-90 °С и в дальнейшем отбирают на хроматографирование в расплавленном виде.

При наличии в пробе осадка ее подогревают при перемешивании при температуре 40-45 °С до исчезновения осадка.

5.3 В предварительно взвешенный стаканчик для взвешивания помещают около 1 г исследуемой пробы масла и взвешивают. Находят по разности массу анализируемой пробы. Затем в ту же емкость добавляют "внутренний эталон" - ацетофенон. Полученную смесь снова взвешивают. По разности масс емкости с пробой масла и добавленным "внутренним эталоном" и емкости с маслом находят массу "внутреннего эталона", г. Все взвешивания проводят с точностью до четвертого десятичного знака.

Масса "внутреннего эталона" составляет:

0,10-0,12 г - для масел антраценового и для креолина;

0,15-0,25 г - для легкосреднего, фенольного, поглотительного масел;

0,40-0,70 г - для нафталинового масла.

К подготовленной пробе нафталинового масла и застывающего антраценового добавляют 8-12 см бензола.

5.4 Пробу отбирают микрошприцем, вводят в хроматограф и хроматографируют при условиях, указанных в 4.4.1. Программирование температуры включают сразу после ввода исследуемой пробы масла.

5.5 Порядок выхода основных компонентов каменноугольных масел приведен ниже:

1-14 - низкокипящие компоненты (бензол, толуол, ксилол, другие ароматические углеводороды, инден);

15 - ацетофенон ("внутренний эталон");

16 - нафталин;

17 - тионафтен;

18 - -метилнафталин;

19 - -метилнафталин;

20 - аценафтен;

21 - дифениленоксид;

22 - флуорен + индол;

23 - фанантрен + антрацен;

24-27 - высококипящие компоненты (только в антраценовом масле).

5.6 Окончанием определения считают полное элюирование компонентов:

23 - для масел поглотительного, легкосреднего, для креолина;

27 - для антраценового масла;

17 - для фенольного и нафталинового масел.

После элюирования компонента 17 в фенольном и нафталиновом маслах программирование температуры не выключают, доводят температуру термостата колонок до 225 °С при выключенном самописце.

Типовые хроматограммы каменноугольных масел представлены на рисунке 1.

_______________

* Переключение шкалы.

1 - поглотительное, легкосреднее, для креолина; 2 - антраценовое; 3 - нафталиновое, фенольное

Нумерация пиков соответствует перечню компонентов, приведенному в тексте.

Рисунок 1 - Типовые хроматограммы каменноугольных масел

6 Обработка результатов

6.1 Хроматограммы рассчитывают методом "внутреннего эталона".

Площадь пика каждого компонента () в квадратных миллиметрах вычисляют по (1).

При неполном разделении за ширину пика принимают удвоенную полуширину, измеренную на половине высоты пика.

Степень разделения для ацетофенона и нафталина должна быть не ниже 1,0.

6.2 Массовую долю каждого компонента в анализируемых маслах , % (низкокипящие и высококипящие определяются суммарно) вычисляют по формуле

, (3)

где - градуировочный коэффициент;

- площадь пика определяемого компонента, мм;

- масса "внутреннего эталона", г;

- площадь пика "внутреннего эталона", мм;

- масса анализируемой пробы, г.

6.3 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютные значения отклонений между которыми при доверительной вероятности = 0,95 не должны превышать допустимых отклонений , указанных в таблице 2.

Таблица 2

6.4 Абсолютные отклонения между результатами анализа одной и той же пробы, полученными в разных лабораториях, при доверительной вероятности = 0,95, не должны превышать допустимых отклонений , приведенных в таблице 3.

Таблица 3

6.5 Если отклонение между результатами двух параллельных определений превышает допустимые значения , выполняют третье определение. Если при трех измерениях отклонение между максимальным и минимальным результатами превышает допустимое значение , анализ пробы прекращают до выяснения причин повышенного рассеивания результатов параллельных определений. При необходимости готовят новую искусственную смесь и заменяют применяемый сорбент, повторяя процедуры хроматографирования и расчета.

________________________________________________________________________

УДК 662.749.36.001.4:006.354 МКС 71.040.40 Л39 ОКСТУ 2409

Ключевые слова: каменноугольные масла, газовый хроматограф, сорбент, компонент, концентрация, градуировочный коэффициент

________________________________________________________________________

Электронный текст документа

и сверен по:

М.: ИПК Издательство стандартов, 1999