Плотность формальдегида больше чем плотность ацетона
Перейти к содержимому

Плотность формальдегида больше чем плотность ацетона

  • автор:

Плотность водных растворов ацетона, формальдегида, глицерина, сахарозы

Ключевые слова: плотность ацетона, плотность водных растворов ацетона, плотность водных растворов ацетона таблица, плотность водных растворов формальдегида, плотность растворов формальдегида таблица, плотность глицерина, плотность водных растворов глицерина, плотность сахарозы, плотность водных растворов сахарозы

( при 20 0 С )

Плотность водных растворов ацетона

Плотность водных растворов формальдегида

Плотность водных растворов глицерина

Плотность водных растворов сахарозы

Адсорбция формальдегида из водного раствора на природных и модифицированных минеральных сорбентах Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Стрельникова О. Ю., Бельчинская Л. И., Ходосова Н. А.

Определены плотность, пористость, суммарный объём пор и обменная ёмкость минеральных сорбентов с клиноптилолитовой и монтмориллонитовой структурными составляющими. Исследованы изменения морфологии поверхности сорбентов. Изучена сорбция формальдегида из водного раствора на природных и модифицированных серной кислотой, полиметилорганосилоксаном и полиэтилорганосилоксаном алюмосиликатах. Установлено увеличение адсорбции формальдегида из водного раствора на модифицированных образцах. Показано, что для адсорбции формальдегида из водной среды наиболее эффективно использовать кислотную активацию сорбентов. При модификации адсорбентов органосилоксанами происходит избирательное взаимодействие однородной гидрофобизированной поверхности с молекулами формальдегида

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Стрельникова О. Ю., Бельчинская Л. И., Ходосова Н. А.

Использование природных минеральных сорбентов для очистки ливневых сточных вод, образующихся при производстве теплоизоляционных строительных материалов

Влияние электромагнитной обработки наполнителей на физико-химические свойства клеевых композиций для изготовления фанеры

Сорбционная способность природных сорбентов

Использование электромагнитной активации природного клиноптилолита при очистке сточных вод мебельных предприятий от формальдегида и тяжелых металлов

Сорбенты на основе природных бентонитов, модифицированные полигидроксокатионами железа (III) и алюминия методом «Золь-гель»

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Адсорбция формальдегида из водного раствора на природных и модифицированных минеральных сорбентах»

АДСОРБЦИЯ ФОРМАЛЬДЕГИДА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА НА ПРИРОДНЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТАХ 1

О.Ю. Стрельникова Л.И. Бельчинская Н.А. Ходосова

Воронежская государственная лесотехническая академия Россия, 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 E-mail: chem@vglta.vrn.ru

Определены плотность, пористость, суммарный объём пор и обменная ёмкость минеральных сорбентов с клиноптилолитовой и монтмориллонитовой структурными составляющими. Исследованы изменения морфологии поверхности сорбентов. Изучена сорбция формальдегида из водного раствора на природных и модифицированных серной кислотой, полиметилорганосилоксаном и полиэтилорга-носилоксаном алюмосиликатах. Установлено увеличение адсорбции формальдегида из водного раствора на модифицированных образцах. Показано, что для адсорбции формальдегида из водной среды наиболее эффективно использовать кислотную активацию сорбентов. При модификации адсорбентов органосилоксанами происходит избирательное взаимодействие однородной гидрофобизированной поверхности с молекулами формальдегида.

Ключевые слова: клиноптилолит, монтмориллонит, формальдегид, модификация, адсорбция.

Деятельность деревообрабатывающих и мебельных предприятий сопровождается образованием большого количества сточных вод, газовых выбросов и твердых отходов, в которых присутствуют высокотоксичные загрязнители, такие как, формальдегид, стирол, толуол и др. Для очистки сточных вод от этих органических веществ применяются различные сорбенты. Адсорбционные свойства природных и искусственных сорбентов существенно улучшаются при проведении предварительной термической или реагентной активации [1, 2]. Задачей данной работы явилось модифицирование природных алюмосиликатов растворами серной кислоты, полиметилсилоксана, поли-этилсилоксана и изучение адсорбции формальдегида из водного раствора на полученных образцах.

Объекты и методы исследования

С целью определения эффективного поглотителя формальдегида исследовались сорбенты: 1) слоистый минерал с 95% монтмориллонита (М95); 2) каркасный цеолит с 95% клиноптилолита (К95); 3) образец, содержащий 45% монтмориллонита и 20% клиноптилолита (М45К20), и образцы, модифицированные серной кислотой, по-лиметилсилоксаном (ПМС), полиэтилсилоксаном (ПЭС).

Кислотную обработку минералов осуществляли в 2.33 М растворе серной кислоты, взятой в соотношении минерал : кислота — 1 : 4. Адсорбент с фракцией зерен менее 0.25 мм заливали раствором кислоты и нагревали при температуре 373 К в течении 6 часов, затем промывали дистиллированной водой до рН = 5 и отфильтровывали, осадок высушивали при температуре 383°К до постоянной массы.

Модифицирование сорбентов органосилоксанами осуществлялось по методике [3]. Образцы помещали в колбу и заливали раствором органосилоксана в толуоле в соотношении 1 : 4. Колбу нагревали при температуре 353-373°К в течение 6 часов, затем осадок высушивали при температуре 383°К до постоянной массы.

Для определения величины адсорбции формальдегида из водного раствора к навеске адсорбента приливали раствор формальдегида с известной концентрацией и

1 Работа выполнена в рамках Госконтракта № 14.740.11.0956.

выдерживали 1 час. Затем раствор отфильтровывали и определяли концентрацию формальдегида сульфитным методом [1].

Изменения морфологии поверхности сорбентов при их модификации определяли на сканирующем электронном микроскопе ^М-6380 ЬУ.

Определение истинной и кажущейся плотности проводили пикнометрическим методом. Пористость и суммарный объём пор сорбента рассчитывали по значениям истинной и кажущейся плотности [4].

Определение ионообменной емкости минералов осуществляли по сумме вытесненных из нее обменных катионов. К навеске анализируемого сорбента 0,20 г приливали 200 мл 0,5 М раствора N^01. После достижения равновесия (3 часа) раствор отделяли от частиц минерала фильтрованием и анализировали на содержание ионов №+, К+, Са2+, Mg2+ в равновесном растворе. Определение содержания ионов натрия и калия проводили методом пламенной фотометрии, определение содержания ионов кальция и магния — методом комплексонометрии. Ионы меди определяли методом добавок. К пробе добавляют 10.0 мл ацетатного буфера (рН = 5.5), вносят индикатор ксилиноновый оранжевый. Титрование проводят от бордово-фиолетового цвета до появления желто-зеленой окраски.

Для исследуемых природных минералов определены основные параметры, характеризующие сорбционные и ионообменные свойства сорбентов (табл.).

Адсорбционно-структурные и ионообменные характеристики природных минералов

Плотность (кг/см3) -насыпная 0.60 1.16 1.10

-кажущаяся 1.24 1.79 3.143

-истинная 2.75 2.8 4.30

Пористость(%) 36.70 57.92 26.91

Суммарный объем пор (см3/г) 0.20 0.44 0.09

Ионы К+, ммоль/г 0.012 0.420 0.025

Ионы Са2+, ммоль/г 0.360 0.700 1.150

Ионы Мд2+, мммоль/г 0.560 0.500 0.625

Ионы Си2+, мммоль/г 0.097 0.067 0.062

Общая обменная емкость, ммоль/г 1.116 1.757 1.966

Особенности структуры и катионообменной емкости отражаются на сорбционном поведении природных алюмосиликатов.

Получены изотермы адсорбции формальдегида из водных растворов для природных образцов, представленные на рис. 1. Изотермы адсорбции формальдегида на природных сорбентах имеют выпуклую форму и описываются уравнением Ленгмюра.

При использовании природных алюмосиликатов адсорбция формальдегида из водного раствора максимальна для образца с 95% клиноптилолита, наименьшая — с 95% монтмориллонита. Высокая сорбция формальдегида обусловлена большей пористостью и количественным преимуществом обменных катионов в образце К95 (см. табл.). Большая адсорбция формальдегида на образце М45К20, по сравнению с М95, вероятно обусловлена превалированием ионообменного механизма сорбции (минерал М45К 20 обладает наибольшей полной обменной ёмкостью — см. табл.).

На рис. 2 представлены изотермы адсорбции формальдегида из водных растворов для природных и модифицированных серной кислотой сорбентов.

Значение сорбционной емкости по формальдегиду на кислотномодифициро-ванных сорбентах выше, чем на природных образцах: максимальная адсорбция формальдегида возрастает для образцов К95 и М45К20 в 2 раза, для М95 — в 7 раз. Большая сорбция формальдегида на минералах, модифицированных серной кислотой, связана с декатионированием сорбентов, переходом их в водородную форму и качественным изменением катионообменного комплекса [1].

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Рис. 1. Изотермы адсорбции формальдегида на природных сорбентах: 1 — К95; 2 — М45К20; 3 — М95

Рис. 2. Изотермы адсорбции формальдегида из водной среды на сорбентах: 1 — природный К95;

1* — кислотноактивированный К95; 2 — природный М45К20; 2* — кислотноактивированный М45К20; 3 — природный М95; 3* — кислотноактивированный М95

Кислотная активация приводит также к увеличению пористости образцов и изменению морфологии поверхности сорбентов (рис. 3). Наблюдается увеличение размеров пор образцов. Наибольшее влияние кислотная обработка оказывает на образец с 95 % монтмориллонита.

20 к и Х5» 000 5мт 0813 13 39 вЕI

Рис. 3. Фотографии поверхности образцов: 1 — М95, 2 — К95, 3 — М45К20; а) природный; б) модифицированный серной кислотой

Зависимость величины адсорбции формальдегида на природном и модифицированных ПМС и ПЭС минералах, на примере М45К2о, от равновесной концентрации в растворе представлены на рис. 4.

Модификация образца алюмосиликата органосилоксанами способствует возрастанию максимальной сорбции формальдегида на 15-20%.

При замене в органосилоксане метильной группы на этильную плотность прививки уменьшается, что обусловлено стерическими затруднениями. Вследствие стери-ческой несовместимости этильных групп силоксановые цепи этилсилоксанов раздвигаются на большее расстояние, чем в метилсилоксанах (более значительное препятствие плотной упаковке цепей оказывает С2-^-группа). С уменьшением плотности прививки модификатора сорбция формальдегида более существенно возрастает на минерале, модифицированном полиэтилорганосилоксаном.

Рис.4. Изотермы адсорбции формальдегида на природном М45К20 (1); модифицированном ПМС

(2); модифицированном ПЭС (3)

Рис 5. Фотографии поверхности образцов: 1 — М95, 2 — К95, 3 ■

фицированный ПМС; в) модифицированный ПЭС

М45К20; а) природный; б) моди-

Изменение морфологии поверхности сорбентов (рис. 5) свидетельствует об изменение структуры сорбентов в результате модификации органосилоксанами, заключающемся в уменьшении дисперсности образцов за счет укрупнения частиц и гидро-фобизации поверхности [5].

На основании полученных адсорбционно-структурных характеристик установлено преимущество структуры и химического состава природного клиноптилолита при адсорбции формальдегида из водной среды, он имеет больший суммарный объем пор и обладает более значительной полной обменной емкостью.

Поглощение формальдегида из жидкой фазы усиливается при сернокислотной активации сорбентов, в результате которой происходит качественное изменение катионообменного комплекса за счёт перехода минералов в водородную форму, сопровождающееся увеличением размеров пор образцов.

Образование однородной гидрофобизированной поверхности при модификации природных минералов растворами органосилоксанов приводит к избирательной адсорбции формальдегида в системе формальдегид — вода.

1. Бельчинская Л.И. Природозащитные технологии обезвреживания и утилизации отходов мебельных производств. — Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2002. — 210 с.

2. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессе очистки воды. — Киев: Наук. думка, 1981. — 207 с.

3. Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии / Под ред. А.В. Киселева и В.П. Древинга. — М.: Изд-во МГУ, 1973. — 447 с.

4. Вяхирев Д.А., Шушунова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. — М.: Высш. шк., 1987. — 335 с.

5. Бельчинская Л.И., Стрельникова О.Ю., Новикова Л.А., Ресснер Ф., Воищева О.В. Повышение адсорбционной селективности нанопористого клиноптилолита при гидрофобизации органосилоксанами // Физикохимия поверхности и защита материалов. — 2008. — Т. 44. -№ 4. — С. 419-422.

ADSORPTION OF FORMALDEHYDE FROM AQUEOUS SOLUTION ON NATURAL AND MODIFIED MINERAL SORBENTS

Density, porosity, total pore volume and the exchange capacity of mineral sorbents with klinoptilolite and montmorillonite structural components were determined. The changes of surface morphology of sorbents were investigated. Sorption of formaldehyde from aqueous solution on natural and modified with sulfuric acid, polimetilorganosiloksanе and polietilorganosiloksanе aluminosilicates was studied. The increase in the adsorption of formaldehyde from aqueous solution on modified samples was found. It was shown that for the adsorption of formaldehyde from an aqueous environment, the most effective is the use of the acid activation of sorbents. The increase of adsorption of formaldehyde from a water solution on a surface adsorbents of the modified organosiloksane occurs due to the selective interaction of homogeneous hygrophobic surface with molecules of formaldehyde.

Key words: clinoptilolite, montmorillonite, formaldehyde, modification, adsorption.

O.Yu. Strelnikova L.I. Belchinskaya N.A. Khodosova

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Voronezh State Academy of Forestry

Timirjazeva St. 8,

Voronezh, 394613, Russia

Плотность формальдегида больше чем плотность ацетона

Органические соединения, в молекуле которых имеется карбонильная группа , называются карбонильными или оксосоединениями. Альдегиды – соединения, в которых карбонильная группа связана с углеводородным радикалом и с атомом водорода, в кетонах карбонил связан с двумя одинаковыми или различными углеводородными группами. Исключение составляет простейший альдегид – метаналь, в формуле которого вместо радикала содержится атом водорода: . Общая формула предельных альдегидов и кетонов `»C»_»n»»H»_(2″n»)»O»`.

Атом углерода в карбонильной группе находится в состоянии `»sp»^2`-гибридизации и образует три `σ`-связи (одна из них `»C»–»O»`). Эти связи располагаются в одной плоскости под углом `120^@` друг к другу, а `π`-связь образована негибридной `р`-орбиталью атома углерода и `р`-орбиталью атома кислорода.

Двойная связь `»C»=»O»` карбонильной группы является сочетанием `σ`- и `π`-связей; она сильно поляризована за счёт смещения электронной плотности `π`-связи к более электроотрицательному атому кислорода.

Поэтому карбонильный атом углерода приобретает частичный положительный заряд, а атом кислорода – частичный отрицательный заряд. Изогнутая стрелка показывает поляризацию `π`-связи.

альдегидов связана только с изомерией углеродного скелета, изомерия кетонов со строением углеродного скелета и с положением функциональной группы. Альдегиды и кетоны с одинаковым числом атомов углерода изомерны друг другу. Примеры изомерии углеродного скелета:

и положения функциональной группы:

Номенклатура.

В названии альдегидов по номенклатуре ИЮПАК появляется характерный суффикс — аль, в названии кетонов — он. Для первых членов гомологического ряда альдегидов и кетонов часто используются тривиальные названия: `»HCOH»` — формальдегид (или муравьиный альдегид), `»CH»_3″CH»=»O»` ацетальдегид (или уксусный альдегид), `»CH»_3″CH»_2″CH»=»O»` пропионовый альдегид, `»CH»_3″COCH»_3` — ацетон. Кетоны часто называют по рациональной номенклатуре: `»CH»_3″COCH»_3` — диметилкетон, `»CH»_3″COCH»_2″CH»_3` — метилэтилкетон и т. д.

Физические свойства.

Карбонильные соединения не образуют между собой водородных связей, поскольку в их молекулах нет атомов водорода с частичным положительным зарядом `delta+` на нём. Формальдегид – газ, остальные – жидкости или твёрдые вещества. Формальдегид, ацетальдегид и ацетон хорошо растворимы в воде, что можно объяснить установлением водородных связей между молекулами этих соединений и воды:

Увеличение числа углеродных атомов в углеводородном радикале приводит к снижению растворимости алифатических альдегидов и кетонов.

1. Окисление спиртов (см. «Спирты», химические свойства, мягкое окисление).

2. Гидратация алкинов (см. «Алкины», химические свойства, реакция Кучерова).

3. Простейший кетон – ацетон – получают кумольным методом вместе с фенолом (см. «Фенолы», получение из кумола)

4. Щелочной гидролиз геминальных (содержащих два галогена около одного углеродного атома) дигалогеналканов. Образующиеся неустойчивые диолы претерпевают самопроизвольную дегидратацию с образованием альдегидов, если гидроксильные группы оказались у концевого атома:

и кетонов – в остальных случаях:

5. Каталитическое дегидрирование спиртов (промышленный способ). Процесс осуществляется пропусканием паров спирта над медью, никелем или оксидом цинка. При дегидрировании первичных спиртов получают альдегиды, вторичных – кетоны:

6. Окисление углеводородов кислородом воздуха в присутствии катализаторов (промышленный метод для получения низших альдегидов и кетонов):

`2″CH»_2=»CH»_2+»O»_2->2″CH»_3″CH»=»O» («кат». «PdCl»_2 «и» «CuCl»_2)`

`2″CH»_3-«CH»=»CH»_2+»O»_2->2″CH»_3″COCH»_3 («кат». «PdCl»_2 «и» «CuCl»_2)`.

7. Декарбоксилирование кальциевых или бариевых солей карбоновых кислот приводит к образованию кетонов:

Химические свойства

Характерными реакциями для альдегидов являются: нуклеофильное присоединение `»A»_»N»`, реакции окисления, полимеризация и поликонденсация. Кетоны менее активны в реакциях `»A»_»N»`. Это объясняется тем, что у кетонов в молекуле не один, а два углеводородных радикала, присоединённых к карбонильной группе. Электронодонорные группы уменьшают `delta+` на атоме углерода карбонила, снижая реакционную способность кетонов в реакциях нуклеофильного присоединения. Кетоны окисляются с большим трудом, при этом происходит расщепление углеродного скелета; они не реагируют c `»Cu»(«OH»)_2` и `[«Ag»(«NH»_3)_2]»OH»`. Кетоны не вступают в реакции полимеризации.

Важнейшие реакции `»A»_»N»`

1. Присоединение циановодорода (нуклеофил — `»CN»^-`)

2. Реакция с гидросульфитом натрия (нуклеофил – ион `»SO»_3″Na»^-`)

Эта реакция позволяет не только обнаружить карбонильные соединения, но и выделить альдегиды и кетоны, поскольку сульфопроизводное выпадает в осадок в избытке гидросульфита.

3. Взаимодействие со спиртами в присутствии каталитических количеств кислоты:

4. Присоединение реактива Гриньяра. Галогеноводороды при взаимодействии с магнием в растворе абсолютного диэтилового эфира образуют магнийорганическое соединение или реактивы Гриньяра:

Присоединение реактивов Гриньяра к карбонильным соединениям с после дующим гидролизом промежуточных алкоголятов магния приводит к спиртам:

5. Присоединение воды. Гидратация оксосоединений – обратимая реакция. Устойчивость образующихся гидратов определяется величиной `delta+` на атоме углерода группы и её пространственным окружением. Так, формальдегид и трихлорацеталь гидратированы практически нацело, ацетальдегид – наполовину, а ацетон практически не гидратирован:

Окислительно-восстановительные реакции

1. Гидрирование (восстановление) карбонильных соединений (см. «Спирты», получение). В лабораторных условиях для восстановления используют `»LiAlH»_4`.

2. Реакция «серебряного зеркала»:

Выделяющееся серебро осаждается тонким слоем на стенках пробирки, образуя зеркальный налёт. Это – качественная реакция на альдегиды (формальдегид в этой реакции окисляется до `»CO»_2`). Раньше эту реакцию использовали для изготовления зеркал, ёлочных игрушек.

3. Окисление гидроксидом меди (II) также является качественной реакцией на альдегиды. При нагревании свежеосаждённого `»Cu»(«OH»)_2` вначале образуется жёлтый осадок `»СuOH»`, который разлагается с образованием оксида меди (I) красного цвета:

4. Окисление альдегидов раствором перманганата калия:

а) в кислой среде:

б) в щелочной среде:

в) в нейтральной среде:

Реакции поликонденсации и полимеризации

1. Реакции полимеризации характерны для низших альдегидов:

В результате реакции получается твёрдое вещество – пара-формальдегид. Кетоны не подвергаются полимеризации.

2. Формальдегид вступает в реакцию поликонденсации с фенолом. В результате реакции каждая молекула формальдегида связывает между собой две молекулы фенола и происходит отщепление одной молекулы воды:

Процесс поликонденсации протекает с образованием линейного полимера, в котором молекулы формальдегида присоединяются в орто-положение:

Возможно образование и более сложных «сшитых» полимерных соединений.

Методические указания МУК 4.1.2110-06 «Определение массовой концентрации формальдегида, ацетальдегида, пропионового альдегида, масляного альдегида и ацетона в пробах мочи методом высокоэффективной жидкостной хроматографии» (утв. руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко от 9 августа 2006 г.)

Формальдегид (муравьиный альдегид, метаналь) — бесцветный газ с резким раздражающим запахом. Температура кипения: -19,2°С, плотность: 0,8153 . Хорошо растворим в воде, спиртах и других полярных растворителях. При низких температурах смешивается с неполярными растворителями (толуолом, диэтиловым эфиром, этилацетатом) [5]. Обладает раздражающим, сенсибилизирующим и кожно-резорбтивным действием, оказывает гепатотропный эффект, относится к веществам, обусловливающим канцерогенную опасность [3].

Молекулярная масса 44,05

Ацетальдегид (уксусный альдегид) — бесцветная жидкость с удушающим запахом. Температура кипения: 20,16°С, плотность: 0,778 . Смешивается во всех соотношениях с водой и большинством органических растворителей [1]. Оказывает наркотическое, раздражающее, мутагенное и канцерогенное действие [3].

Пропионовый альдегид (СН3СН2СНО)

Молекулярная масса 58,08

Пропионовый альдегид (пропаналь) — бесцветная жидкость с характерным запахом. Температура кипения: 48,8°С, плотность: 0,8058 . Растворим в воде, смешивается со многими органическими растворителями [4]. Оказывает наркотическое действие, вызывает изменения со стороны дыхательной системы, паренхиматозных органов, угнетает гемопоэз [3].

Масляный альдегид (CH3(CH2)2CHO)

Молекулярная масса 72,11

Масляный альдегид (бутаналь) — бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом. Температура кипения: 75,7°С, плотность: 0,817 [2]. Растворим в воде, смешивается со многими органическими растворителями. Оказывает наркотическое, раздражающее и кожно-резорбтивное действие [3].

Молекулярная масса 58,08

Ацетон (диметилкетон) — летучая бесцветная жидкость с характерным запахом. Температура кипения: 56,1°С, плотность: 0,792 [1]. Смешивается с водой и органическими растворителями (эфиром, хлороформом, бензолом, четыреххлористым углеродом). Обладает наркотическим и кожно-резорбтивным действием, угнетает репродуктивную функцию. Преимущественно действует на центральную нервную систему [3].

2. Сущность метода

Методика основана на предварительном переводе альдегидов и ацетона в соответствующие 2,4-динитрофенилгидразон производные, концентрировании продуктов дериватизации из биологического материала экстракцией гексаном, высушивании гексанового экстракта, растворении высушенного остатка в ацетонитриле и анализе на жидкостном хроматографе.

Измерение концентрации альдегидов и ацетона выполняют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с использованием УФ-детектора.

Измерению не мешают спирты, органические кислоты, кетоны и другие альдегиды.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы и реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.

3.1. Средства измерений

Жидкостный хроматограф «Милихром-4» с ультрафиолетовым детектором

Весы лабораторные ВЛР-200 аналитические

Цилиндр мерный, вместимостью 50 см3

Пипетки градуированные, вместимостью 1, 5 и 10 см3

Колбы мерные, вместимостью 50, 100, 200 и 1000 см3

Формальдегид в воде с концентрацией 1,0 мг/см3

3.2. Вспомогательные устройства

Колонка металлическая длиной 8 см и внутренним диаметром 2 мм, заполненная сорбентом Диасорб С_16 зернением 5-6-7мкм

Сушильный шкаф ШСС-80 П УХЛ 4.2

Дефлегматор длиной 300 мм

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду ГОСТ 25336-82

Холодильник шариковый ХШ-300 (6 шар.)

Холодильник прямой ХПТ-3-300

Воронка Шотта (пор 16)

Воронки делительные, вместимостью 250 см3

Пробирки центрифужные пропиленовые с завинчивающейся крышкой, вместимостью 15 см3, пр-во Sarstedt (Германия)

Стакан термостойкий, вместимостью 2 дм3

Колбы для перегонки круглодонные, вместимостью 1,0; 2,0 дм3

Гексан для хроматографии, осч

Ацетонитрил для жидкостной хроматографии, осч

Ацетон, осч (чистота не менее 99,75)

Пропионовый альдегид, чда

Масляный альдегид, чда

2,4-Динитрофенилгидразон формальдегида, перекристаллизованный из очищенного этанола, чистота не менее 99,0 %

2,4-Динитрофенилгидразон ацетальдегида, перекристаллизованный из очищенного этанола, чистота не менее 99,0%

2,4-Динитрофенилгидразон пропионового альдегида, перекристаллизованный из очищенного этанола, чистота не менее 99,0%

2,4-Динитрофенилгидразон масляного альдегида, перекристаллизованный из очищенного этанола, чистота не менее 99,0%

Кислота хлористоводородная (плотность 1,19), хч

Перманганат калия, ч

Спирт этиловый, очищенный от альдегидов и кетонов кипячением с 2,4-динитрофенилгидразином, перегнанный

Калий двухромовокислый, чда

Кислота уксусная, хч

Диэтиламин, ч, перегнанный для хроматографии

Раствор гепарина в ампулах (5000 ед. в 1 см3)

Элюент для хроматографии

2 М водный раствор хлористоводородной кислоты

0,2%-й раствор 2,4-динитрофенилгидразина в 2М хлористоводородной кислоте

Исходный раствор альдегидов для калибровки

Исходный раствор ацетона для калибровки

Допускается применение других типов средств измерений, вспомогательного оборудования, химреактивов и материалов, по метрологическим и техническим характеристикам не уступающих перечисленным.

4. Требования к безопасности

4.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.

4.2. При выполнении измерений с использованием жидкостного хроматографа соблюдают правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79, противопожарной безопасности — ГОСТ 12.1.004-85 и меры безопасности, указанные в «Руководстве по правилам эксплуатации прибора».

5. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений допускаются лица, имеющие квалификацию не ниже инженера-химика и владеющие техникой жидкостно-хроматографического анализа.

6. Условия измерений

6.1. При подготовке проб к анализу и приготовлении растворов соблюдают следующие условия:

— температура воздуха 15-25°С;

— атмосферное давление 630-800 мм рт. ст.;

— влажность воздуха не более 80% при температуре 25°С.

6.2. Выполнение измерений на жидкостном хроматографе проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией к прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка посуды и растворителей, приготовление растворов, подготовка хроматографической колонки, установление градуировочной характеристики.

7.1. Подготовка посуды

Используемую посуду замочить на 1 ч в хромовой смеси, промыть проточной водопроводной водой, ополоснуть дистиллированной водой и просушить при температуре 120°С.

7.2. Подготовка растворителей

7.2.1. Очистка ацетонитрила от примесей. В колбу вместимостью 2 помещают 1 ацетонитрила и 20 г КМnO4, кипятят с шариковым холодильником в течение 1 ч, затем перегоняют с дефлегматором при температуре 81,6°С, отбирая фракции по 200 . Когда в колбе останется около 200 продукта, перегонку прекращают. Остаток можно смешивать с новой порцией растворителя. Первую фракцию (200 ) отбрасывают, а остальные проверяют на поглощение в УФ-области (оптическая плотность при 200 нм не должна превышать 0,05 о.е./см).

7.2.2. Очистка диэтиламина от примесей. В колбу вместимостью 1,0 помещают 0,5 диэтиламина и перегоняют с прямым холодильником. Первую и последнюю порции (50 ) отбрасывают, оставляют среднюю порцию. Перегнанный раствор должен быть бесцветным.

7.2.3. Очистка этилового спирта от альдегидов и кетонов. К 1 96%-го спирта добавляют 2 г 2,4-динитрофенилгидразина, 0,5 концентрированной хлористоводородной кислоты и кипятят с шариковым холодильником 1 ч. Перегоняют с дефлегматором в приборе со стеклянными шлифами, отбрасывая первые и последние 100 , после этого отгоняют вторично.

7.3. Приготовление растворов

7.3.1. Хромовая смесь. В термостойкий стакан вместимостью 2 насыпают 50 г хромово-кислого калия, осторожно приливают по палочке частями, тщательно перемешивая, 1 концентрированной серной кислоты.

7.3.2. Элюент для хроматографии. Смешивают 40 дистиллированной воды с 60 очищенного ацетонитрила. Подвижную фазу фильтруют через воронку Шотта (пор 16) и дегазируют барботированием гелия в течение 5 мин со скоростью 50-60 . Затем добавляют 2,5% уксусной кислоты и 1% диэтиламина (объемные %).

7.3.3. Хлористоводородная кислота, 2 моль/. В мерную колбу вместимостью 1 , наполненную до половины объема дистиллированной водой, прибавляют 61,0 концентрированной хлористоводородной кислоты (плотность 1,19 г/), доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

7.3.4. 2,4-Динитрофенилгидразин, 0,2%-й раствор в 2М хлористоводородной кислоте. В мерную колбу на 100 вносят 0,2 г 2,4-динитрофенилгидразина и доводят до метки 2М раствором хлористоводородной кислоты.

7.3.5. Исходный раствор альдегидов для калибровки (раствор А): 4 ГСО формальдегида с концентрацией 1,0 мг/ (4,0 мг), 5,0 (3,9 мг) ацетальдегида, 5,0 (4,03 мг) пропионового альдегида, 5,0 (4,08 мг) масляного альдегида, переносят в мерную колбу вместимостью 200 , содержащую дистиллированную воду, в которую предварительно добавляют 5 0,2%-го раствора 2,4-динитрофенилгидразина и доводят водой до метки. Стандартные растворы готовят с предварительным охлаждением альдегидов и дистиллированной воды. Используют свежеприготовленный раствор. Содержание альдегидов в растворе А составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества): формальдегида — 20,00 мкг/; ацетальдегида — 19,5 мкг/; пропионового альдегида — 20,1 мкг/; масляного альдегида — 20,4 мкг/.

Исходный раствор ацетона для калибровки (раствор В): 5,0 (3,96 мг) ацетона переносят в мерную колбу вместимостью 200 , содержащую дистиллированную воду, в которую предварительно добавляют 5 0,2%-го раствора 2,4-динитрофенилгидразина и доводят водой до метки. Используют свежеприготовленный раствор. Содержание ацетона в растворе В составляет (с учетом плотности и содержания основного вещества) 19,8 мкг/.

7.3.6. Получение 2,4-динитрофенилгидразонов формальдегида, ацетальдегида, пропионового альдегида, масляного альдегида и ацетона (используются для идентификации гидразонов альдегидов и ацетона в анализируемых пробах). Эквимолярные количества 2,4-динитрофенилгидразина и альдегида (или ацетона) кипятят в очищенном от альдегидов и кетонов этиловом спирте 1 ч в присутствии каталитических количеств хлористоводородной кислоты. Выпавший в осадок 2,4-динитрофенилгидразон соответствующего альдегида (или ацетона) отфильтровывают и перекристаллизовывают из этанола до постоянной температуры плавления.

7.4. Подготовка хроматографической колонки

Колонку устанавливают на хроматограф и подают элюирующую жидкость, подготовленную в соответствии с п. 7.3.2, со скоростью 100 /мин до установления равновесия колонки, которое определяют по стабильности нулевой линии детектора.

7.5. Установление градуировочной характеристики

7.5.1. Строят две зависимости площади хроматографического пика от концентрации альдегидов и ацетона в крови в диапазонах 0,001- 0,010 мкг/ и 0,01-0,10 мкг/ — для альдегидов, 0,01-0,10 мкг/ и 0,1-2,0 мкг/ — для ацетона. Градуировочные характеристики устанавливают по пяти сериям растворов для градуировки. Каждую серию, состоящую из пяти растворов, готовят из растворов А и В (см. п. 7.3.5).

7.5.2. Для приготовления градуировочных смесей собирается суммарная проба мочи объемом не менее 1,5 (от нескольких человек). В соответствии с п. 8 проводят анализ пробы мочи на содержание альдегидов и ацетона. При наличии анализируемых веществ в холостой пробе вычитают их фоновое содержание при построении калибровки.

7.5.3. Растворы для установления градуировочных характеристик готовят в мерных колбах вместимостью 50 . Для этого в каждую колбу вносят растворы А и В в соответствии с табл. 1 и 2, доводят объем до метки мочой и перемешивают. Анализируют свежеприготовленные растворы.

Растворы для установления градуировочной характеристики при определении в моче альдегидов в диапазоне концентраций 0,001-0,010 мкг/ и ацетона в диапазоне концентраций 0,01-0,10 мкг/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *