Патент на изобретение №2320989
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ ОСНОВНОГО ВЕЩЕСТВА ДИАЛКИЛОВЫХ ЭФИРОВ АЛКИЛФОСФОНОВЫХ КИСЛОТ
(57) Реферат:
Изобретение относится к анализу небиологических материалов химическими способами, путем гидролиза и последующего титрования в присутствии химических индикаторов. Способ заключается в анализе их водных растворов, когда пробу в количестве 0,10-0,12 г обрабатывают 4 мл концентрированного 47,6%-ного раствора бромистоводородной кислоты, реакционную смесь упаривают до остаточного объема исследуемого раствора 0,3-0,5 мл, нейтрализуют 1 н. раствором гидроокиси натрия в присутствии индикатора метилового красного до появления слаборозового окрашивания; титруют 0,1 н. раствором гидроокиси натрия до перехода слабо-розовой окраски в соломенно-желтую, добавляют тимолфталеин и дотитровывают до перехода окраски в устойчивый сине-зеленый цвет, а массовую долю основного вещества рассчитывают из соотношения: где V1 – объем 0,1 н. раствора едкого натра, пошедший на титрование пробы диалкилового эфира алкилфосфоновой кислоты с тимолфталеином, мл; V2 – объем 0,1 н. раствора едкого натра, пошедший на титрование пробы с тимолфталеином в холостом опыте, мл; Т – титр диалкилового эфира алкилфосфоновой кислоты, эквивалентный 1 мл 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, г/мл; К – поправочный коэффициент к концентрации раствора едкого натра, (К=1 при использовании стандарт-титра); m – масса навески пробы диалкилового эфира алкилфосфоновой кислоты, взятая для измерений, г. Достигается упрощение и повышение точности определения. 4 табл.
Изобретение относится к исследованию или анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества диалкиловых эфиров алкилфосфоновых кислот путем титрования в присутствии химических индикаторов. Диалкиловые эфиры алкилфосфоновых кислот, в частности метилфосфоновой кислоты, являются продуктами деструкции фосфорорганических отравляющих веществ (зарин, зоман, Ви-икс) в процессе их уничтожения. Для обеспечения экологической безопасности деятельности объектов по хранению и уничтожению химического оружия осуществляется мониторинг окружающей среды, который предполагает измерение определенных параметров и сравнение их с соответствующими нормативными значениями. Для решения задач, связанных с разработкой, поверкой и градуировкой средств измерения, разработкой и метрологической аттестацией методик выполнения измерений содержания фосфорорганических отравляющих веществ, продуктов их деструкции в контролируемых средах, контроля показателей качества измерений, выполняемых аттестованными химико-аналитическими лабораториями, необходима метрологическая аттестация стандартных образцов, основной задачей которой является точное определение массовой доли основного вещества определяемого (исследуемого) продукта с погрешностью, не превышающей 1% при доверительной вероятности Р=0,95 [1-4]. Известен способ определения измерений массовых концентраций зарина, зомана, Ви-икс в воздухе рабочей зоны газохроматографическим методом с пламенно-фотометрическим детектированием [5]. Недостатками этого способа являются: относительно высокая погрешность измерения (±21% – ±24%) и длительность проведения анализа (более 60 минут). Известен способ определения микроколичеств изопропилового эфира фторангидрида метилфосфоновой кислоты (зарин) в почве [6] с помощью биохимического анализа. Точность данного метода в значительной степени определяется строгими временными и температурными параметрами пробоподготовки и составляют до ±25. Наиболее близким по технической сущности является способ определения фосфорорганических соединений, содержащих фосфоновую группу, путем обработки раствора анализируемой пробы сульфосалицилатом железа при рН 5,2-6,2 с последующим фотометрированием полученного раствора [7]. Способ характеризуется значительной сложностью и длительностью пробоподготовки, а также необходимостью поддержания заданного рН в ходе анализа. Целью предлагаемого изобретения является исключение стадии сложной подготовки реактивов, использования дорогостоящего оборудования, снижение погрешности количественного определения до 1,0% при определении массовой доли основного вещества диалкиловых эфиров алкилфосфоновых кислот в стандартных образцах различной категории. Указанная цель достигается применением титриметрического способа определения массовой доли основного вещества диалкиловых эфиров алкилфосфоновых кислот. Суть предлагаемого способа заключается в том, что анализируемое вещество гидролизуют до соответствующей алкилфосфоновой кислоты путем кипячения с избытком концентрированной (47,6%) бромистоводородной кислоты товарных марок. Далее проводят количественное определение образовавшейся метилфосфоновой кислоты путем нейтрализации ее гидроксидом натрия. Точки эквивалентности определяют по кислотно-основным индикаторам. Предлагаемый способ измерения массовой доли основного вещества в исследуемых образцах (диизопропилового, диизобутилового, дипинаколинового, O-метилового-O’-изобутилового эфиров метилфосфоновой кислоты) проводят в следующей последовательности. В колбу с навеской (0,10-0,12 г) исследуемого диэфира метилфосфоновой кислоты добавляют 3-4 см3 концентрированной (47,6%) бромистоводородной кислоты и проводят упаривание реакционной массы до остаточного объема 0,3-0,5 см3. Остаточный объем реакционной смеси в объеме 0,3-0,5 см3 охлаждают до комнатной температуры и количественно переносят в коническую колбу вместимостью 100 см3 путем смывания содержимого колбы дистиллированной водой (пятью порциями по 10 см3). К полученному раствору из капельницы добавляют три капли 0,1%-ного раствора метилового красного в 60%-ном этиловом спирте, перемешивают и осторожно нейтрализуют раствор путем добавления из бюретки раствора едкого натра с концентрацией 1 моль/дм3 до слаборозового цвета. Затем титрование продолжают раствором едкого натра с концентрацией 0,1 моль/дм3 до перехода слаборозовой окраски в соломенно-желтую. После достижения такой точки эквивалентности из капельницы добавляют 10 капель 0,1%-ного раствора тимолфталеина в 90%-ном этиловом спирте и дотитровывают раствором едкого натра с концентрацией 0,1 моль/дм3 до перехода окраски раствора в синий цвет [8]. Одновременно проводят в аналогичных условиях холостой опыт. По израсходованному объему едкого натра и с учетом массы исследуемого соединения количественно определяют массовую долю основного вещества в диэфирах метилфосфоновой кислоты. При 10 параллельных измерениях относительная погрешность измерения не превысила ±1,0% при доверительной вероятности Р=0,95. Вычисление результатов измерений массовой доли М, мас.%, основного вещества в диэфире метилфосфоновой кислоты выполняют по формуле: где V1 – объем 0,1 н. раствора едкого натра, пошедший на титрование пробы диэфира МФК с тимолфталеином, мл; V2 – объем 0,1 н. раствора едкого натра, пошедший на титрование пробы с тимолфталеином в холостом опыте, мл; Т – титр диэфира метилфосфоновой кислоты, эквивалентный 1 мл 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, г/мл: Т=0,01801838 г/мл, для диизопропилового эфира метилфосфоновой кислоты; Т=0,02082378 г/мл, для диизобутилового эфира метилфосфоновой кислоты; Т=0,02643458 г/мл, для дипинаколинового эфира метилфосфоновой кислоты; Т=0,01661568 г/мл, для О-метилового-O’-изобутилового эфира метилфосфоновой кислоты; К – поправочный коэффициент к концентрации раствора едкого натра, (К=1 при использовании стандарт-титра,); m – масса навески пробы диэфира МФК, взятая для измерений, г. Примечание: Выбор общего поправочного коэффициента К при расчете массовой доли основного вещества (M) по выражению (1) обусловлен возможностью определения М в отсутствии стандарт-титра едкого натра (ТУ 6-09-2540-72). Определение коэффициента поправки в этом случае проводят в соответствии с ГОСТ 25794.1-83 – ГОСТ 25794.3-83. Общее время продолжительности одного анализа с учетом времени на подготовку пробы составляет до 60 мин. В качестве примера в таблицах 1-4 приведены результаты анализов массовой доли основного вещества диалкиловых эфиров метилфосфоновой кислоты, являющиеся продуктами деструкции фосфорорганических отравляющих веществ.
Результаты таблиц 1-4 свидетельствуют, что полученные по предлагаемому способу средние значения массовых долей основного вещества диэфиров метилфосфоновой кислоты с доверительной вероятностью 0,95 имеют расхождение с истинным значением в пределах 1,0%. Таким образом, предложенный способ позволяет определять массовую долю основного вещества в диэфирах алкилфосфоновых кислот с погрешностью, не превышающей 1% с доверительной вероятностью Р=0,95 и может быть использован при метрологической аттестации стандартных образцов предприятий или Государственных стандартных образцов. Источники информации 1. Стандартные образцы состава чистых веществ. Методы аттестации. Основные положения. МИ 2574-2000, УрНИИМ, 2000. 10 с. 2. ГОСТ 8.315-97. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. М., 1998. 25 с. 3. ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. М., 2002. 4.1-5. 4. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. МИ 2336-2002. 48 с. 5. Сборник методик выполнения измерений фосфорорганических отравляющих веществ газохроматографическим методом с ПФД и ферментативным методом. Федеральное управление по безопасному хранению и уничтожению химического оружия. ФУ/5/90, М., 2005, 179 с. 6. Н.И.Алимов, А.Ю.Лобур, С.А.Баженов, Л.Н.Солодкова, С.Н.Щербин. Патент РФ №2213349. Войсковая часть 61469, 2001. 7. Э.С.Плигина, Л.Ф.Крамнюк, Г.И.Семерикова, В.В.Воронина. Авторское свидетельство №1051415 А1. Сибирский НИИ нефтяной промышленности, 1982. 8. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии, пер. с англ., т.1-2, М., 1979 г.
Формула изобретения
Способ определения массовой доли основного вещества диалкиловых эфиров алкилфосфоновых кислот, заключающийся в анализе их водных растворов, отличающийся тем, что, с целью использования в заводских лабораториях и снижения погрешности количественного определения, пробу в количестве 0,10-0,12 г обрабатывают 4 мл концентрированного 47,6%-ного раствора бромистоводородной кислоты, реакционную смесь упаривают до остаточного объема исследуемого раствора 0,3-0,5 мл, нейтрализуют 1 н. раствором гидроокиси натрия в присутствии индикатора метилового красного до появления слаборозового окрашивания; титруют 0,1 н. раствором гидроокиси натрия до перехода слабо-розовой окраски в соломенно-желтую, добавляют тимолфталеин и дотитровывают до перехода окраски в устойчивый сине-зеленый цвет, массовую долю основного вещества рассчитывают из соотношения: где V1 – объем 0,1 н. раствора едкого натра, пошедший на титрование пробы диалкилового эфира алкилфосфоновой кислоты с тимолфталеином, мл; V2 – объем 0,1 н. раствора едкого натра, пошедший на титрование пробы с тимолфталеином в холостом опыте, мл; Т – титр диалкилового эфира алкилфосфоновой кислоты, эквивалентный 1 мл 0,1 н. раствора гидроокиси натрия, г/мл; K – поправочный коэффициент к концентрации раствора едкого натра, (K=1 при использовании стандарт-титра); m – масса навески пробы диалкилового эфира алкилфосфоновой кислоты, взятая для измерений, г.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||