Анализ карбоновых кислот в воздухе

Известен способ определения оксокарбоновых кислот и C2-C3 -дикарбонильных соединений методом газовой хроматографии в виде производных, получаемых при дериватизации смесью бутанол/ВР3 23, p.3505> - прототип. Согласно данной методике, водный образец объемом 100 мл концентрируют на ротационном испарителе под вакуумом до 2 мл, остаток переносят в колбу вместимостью 25 мл и осушают в токе азота практически досуха. Добавляют смесь 14% BF3 в бутаноле, выдерживают при 100°С в течение 30 минут. Далее добавляют воду и ацетонитрил, экстрагируют трехкратно гексаном. Гексановый экстракт дважды промывают водой и концентрируют до 50 мкл. Затем проводят газохроматографический анализ полученного концентрата.

Основным недостатком этого способа является то, что смесь BF3/бутанол, будучи нестабильной, требует ежедневного приготовления. Дериватизацию проводят после длительного концентрирования исследуемой водной пробы досуха, что может привести к потерям летучих компонентов и, следовательно, увеличению ошибки при их количественном определении. Многократная экстракция и последующая обработка экстракта требуют больших затрат времени. Кроме этого, необходимо соблюдать меры предосторожности при приготовлении реагентов, поскольку трехфтористый бор является вредным и опасным соединением. Эти обстоятельства существенно затрудняют общее обеспечение анализа.

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа, позволяющего методом газовой хроматографии одновременно качественно и количественно определять карбоновые кислоты и альдегиды в водной среде, на примере анализа жидких продуктов парофазного каталитического синтеза глиоксаля из этиленгликоля, содержащих формальдегид, ацетальдегид, гликолевый альдегид, муравьиную, уксусную, щавелевую, глиоксиловую кислоты как побочные соединения.

Поставленная задача решается тем, что в способе одновременного качественного и количественного определения карбоновых кислот и альдегидов методом газожидкостной хроматографии в водной среде в качестве дериватизирующего агента используют трибутилборат в присутствии концентрированной соляной кислоты. Реакционную смесь обрабатывают насыщенным раствором гидрокарбоната натрия, экстрагируют гексаном при соотношении водной и органической фаз 5:1 в присутствии ацетонитрила и хроматографируют. Способ позволяет проводить дериватизацию непосредственно в исследуемой водной пробе. Этиленгликоль в этих условиях не оказывает влияния на химическое взаимодействие и ход анализа.

Химические схемы дериватизации исходных соединений представлены на фигурах 1, 2. Структуры полученных соединений подтверждены методом хромато-масс-спектрометрии. Установлено, что масс-спектры бутиловых эфиров кислот и производных альдегидов точно совпадают с масс-спектрами соответствующих соединений, согласно данных библиотеки NIST-05.

Методика анализа по предлагаемому способу отработана с использованием модельных водных смесей кислот и альдегидов. Количественную оценку проводят по методу внутреннего стандарта, в качестве которого используют додекан.

Анализ выполняют на газожидкостном хроматографе Shimadzu GC 2010, оснащенном пламенно-ионизационным детектором, кварцевой капиллярной колонкой ZB-5 (длина 30 м, диаметр 0,25 мм, толщина пленки 0,25 мкм, неподвижная фаза полидиметилсилоксан 5% фенильных групп) в следующих условиях хроматографирования. Начальная температура колонки 40°С (выдержка 3 мин), нагрев со скоростью 10°С/мин, конечная температура колонки 280°С (выдержка 2 мин). Температура испарителя 250°С, детектора 300°С. Расход газа-носителя (азота) через колонку 1,0 см/мин, деление потока 1:30.

Предварительно для каждого исследуемого компонента готовят водные растворы с концентрациями от 0,005 до 2,0%. Полнота протекания реакции (выход) зависит от нескольких факторов, оптимальным сочетанием которых являются следующие условия: температура 95-100°С, продолжительность 35-40 минут, объем анализируемого раствора 0,1 мл, концентрированной соляной кислоты 0,1 мл, трибутилбората 1,0 мл. После проведения реакции смесь охлаждают и приливают 10 мл насыщенного раствора гидрокарбоната натрия. Экстракцию полученных производных проводят гексаном при соотношении водной и органической фаз 5:1, в присутствии 0,5 мл ацетонитрила для улучшения разделения фаз. В испаритель хроматографа вводят 1,0 мкл гексанового экстракта. Перейти на страницу: 4 5 6 7 8 9 10

Другие статьи

Способы очистки воды и её качество Из воды возникло всё. Вода - универсальное сырьё любой культуры и фундамент любого человеческого и духовного развития. Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет ...