ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПРОДУКТЫ ФЕНОЛЬНЫЕ КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ

Газохро м атографический метод определения
компонентного состава дикрезола, трикрезола
и ксиленол ов

Coal tar phenol products.
Gas chro m atographic method for determination
of composition of dicresol, tricresol and xylenols

Г ОСТ
20843.2-89

Срок действия с 01.04 . 90

до 01 . 04. 95

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

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 мм³.

Линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427.

Лупа измерительная общего назначения по ГОСТ 25706 ил и электронный интегратор.

Шкаф сушильный, обеспечивающий температуру нагрева (100 ± 10) °С.

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-г о класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 3-го и 4-го классов точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г.

Баня водяная.

Чашка выпарительная фарфоровая по ГОСТ 9147 вместимостью 100 или 250 см³.

Неподвижная фаза - диментилфталат, изготовленный централизованно или в лабораторных условиях (см. приложение) и имеющий температуру плавления 130,5 -1 34,5 °С, удельное вращение - (-110).

Твердый носитель: хроматон N - AW - HMDS или хроматон N - AW -Г MDS 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 ;

о -крезол по ГОСТ 11312;

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

л -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 . Пригото вле ние сорбента

Неподвижную фазу, составляющую 1 0 - 1 5 % 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 температуру 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

Параметр	Норма
1. Температура термостата, ° С	140 ± 1
2. Температура испарителя, ° С	220 ± 5
3. Температура детектора, °С	220 ± 10
4. Скорость газа-носителя, см ³ /мин	50 - 70
5. Скорость диаграммной ленты, мм/ч	200 - 240
6. Объем вводимой пробы, мм³	0,2 - 0,4

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

Наименование компонента	Относительное вр е мя удерживания	Наименование компонента	Относительное время удерживания
Ф е нол	1,0	2,5-Ксиленол	2,37
о - К резол	1,36	2,4,6-Тримети лф ен ол	2,46
2,6- К силенол	1,45	2,3-Ксиленол + n -этилфенол	2,76
n -Кр е зол	1 , 62	3,5-Ксиленол + м -этилфенол	3,03
м -Кр е зол	1,74	3,4-Ксиле н ол	3,34
2,4-К силенол + о -этилфенол	2 , 21	Неид е нтифицированные компоненты	3,64 - 6,40

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

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

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

Типовая хроматограмма дикрезола

1 - ф енол; 2 - о -крезол; 3 - 2,6-ксиленол; 4 - n -крезол; 5 - м -крезол; 6 - 2 ,4-ксиленол + о -этилф енол; 7 - 2 ,5-ксиленол; х - и зменение чувствительности

Черт. 1

Типовая хроматограмма трикрезола

1 - фенол; 2 - о - к резол; 3 - 2 ,6-ксиленол; 4 - n -крезол; 5 - м - крезол; 6 - 2 ,4-ксиленол + о -этилфенол; 7 - 2 ,5-ксиленол; 8 - 2 ,3-ксиленол + n -этилфенол; 9 - 3 ,5-ксиленол + м -этилфенол; х - и зменение чувствительности

Черт. 2

Типовая хромат о грамм а ксиленолов

1 - фе нол; 2 - о -к резо л; 3 - n -кр е зо л; 4 - м- крезол; 5 - 2 ,4-ксилен ол + о -этилфенол; 6 - 2, 5-ксиленол; 7 - 2 ,3-ксиленол + n - эт и лфено л; 8 - 3 ,5 -ксиленол + м-этилфенол; 9 - 3 ,4-к силенол; 10 - 1 4 -н еиден тифициров анн ые приме си

Черт. 3

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

S_i = h_i · b_i · M_i ,

где h_i - в ысота пика, мм;

b_i - ш ирина пика, измеренная на середине его высоты, мм;

M _i - м асштаб 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 м - и n -крезола R ( ГОСТ 17567) должна быть не ниже 0,5.

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

где S_i - площадь пика каждого компонента, мм² ;

ΣS_i - сумма площадей пиков, мм²;

K - относительный градуировочный коэффициент (для определяемых компонентов K = 1).

4.4 . Для проверки правильности результатов анализа проводят хро м ато графиро вание 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 (0) в процентах вычисляют по формуле

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

q - 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 2 0 - 6 0 % не превышает 5 %.

4.7 . Если погрешность определения превышает допускаемые значения, готовят новую искусственную смесь, повторяя процедуры хроматографирован и я 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 Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 3.

Таблица 3

Продукт	Нормируемый компонент	Диапазон опред е ляемых массовых долей, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
Дикрезол	м -Крезол	40 - 60	1,5
Трикрезол	м -Крезол	20 - 60	1,5
	Фенол	6 - 15	1,0
	Фенол	16 - 40	1,5
	о - К резол	0,5 - 1, 5	0,3
	о - К резол	1,5 - 4,5	0,3
Ксиленолы	2,4-Ксиленол	35 - 50	2,0
	3,5-Ксиленол + м -этилфенол	25 - 35	1,5
		35 - 55	2,0
		55 - 75	3,0

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

Продукт	Нормируемый компонент	Диапазон определяемых массовых долей, %	Абсолютное допускаемое расхождение, %
Дикрезол	м -Крезол	40 - 60	2,0
Трикрезол	м -Крезол	20 - 60	2,0
	Фенол	6 - 15	1,2
	Фенол	16 - 40	2,0
	о -Крезол	0,5 - 1,5	0,4
	о -Крезол	1,5 - 4,5	0,5
Ксиленолы	2,4-Ксиленол	35 - 50	2,5
	3,5-Ксиленол + м -этилфенол	25 - 35	2,0
		35 - 55	2,5
		55 - 75	3,0

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ПОЛУЧЕНИЕ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА

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

Эмпирическая формула - С₂₈Н₄₂О₄.

Молекулярная масса - 442 , 64.

1 . АППАРАТУРА, ПОСУДА И РЕАКТИВЫ

Мешалка механическая с частотой вращения 10 0 - 1 20 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 - 1 50 ° С.

Установка для проведения синтеза: круглодонная колба с тремя горловинами по ГОСТ 25336 вместимостью 500 см³, приемник-ловушка вместимостью 2 см³ с холодильником по ГОСТ 1594 и термометром с пределами измерений 0 - 1 50 °С .

Установка для проведения очистки диментилфталата:

стеклянная колонка высотой 150 мм, диаметром 3 0 - 4 0 мм с конической или плоскодонной колбой вместимостью 1000 см³ по ГОСТ 25336;

колба круглодонная для перегонки вместимостью 1000 см³ с холодильником , алонж ем и плоскодонной или конической колбой по ГОСТ 25336 вместимостью 50 - 100 см³;

колба с тубусом по ГОСТ 25336.

Установка для перекристаллизации диментилфталата:

колба круглодонная с двумя горловинами по ГОСТ 25336 вместимостью - 250 см³, 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 см³.

Цилиндр 1,3-100, 500 по ГОСТ 1770.

Ангидрид фталевый по ГОСТ 5869.

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

n -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 n -толуолсульфокислоты и 268 см³ толуола. Колбу устанавлива ю т на бане, пропускают через холодильник воду, нагревают реакционую массу до кипения (11 0 ° С) и кипятят при этой температуре 140 ч.

В процессе синтеза получается около 260 см³ реакционной смеси b выделяется 0,7 см³ в оды.

2.2 . Очистка диментилфталата

В конец стеклянной колонки помещают ватный тампон и затем 50 г окиси алюминия. Через содержимое колонки пропускают 100 см³ толуола а затем реакционную смесь, полученную в соответствии с п. 2.1.

После этого пропускают еще 400 см³ толуола и присоединяют его к основному раствору в приемнике.

Затем раствор из приемника переливают в перегонную колбу, устанавливают ее н а 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 перек рис таллизации

В круглодонную колбу с очищ е нным в соответствии с п. 2.2 диментилфталатом добавляют 58,6 см³ 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 - 3 0 °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 см³ изопропилового спирта, охлажденного до 5 - 1 0 °С.

Продукт сушат в сушильном шкафу при температуре 50 °С.

Масса диме н тилфталата после первой ступени перекристаллизации составляет 12 - 13 г.

2.4 . Вторая ступень перекрист алл изации

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 см³ изопропилового спирта и 0,9 г активного угля.

Выход готового диментилфталата после второй ступени составляет 1 0 - 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

Наименование показателя	Норма	Метод анализа
1. Внешний в ид	Белый со слегка сероватым оттенком кристаллический порошок	Визуально
2. Температура плавления, °С	130,5 - 134,5	По ГОСТ 18995.4
3. Удельное вращение	минус 110	По п. 3.2

3.2 . Определение удельного вращения

3.2.1 . Удельное вращение диментилфталата измеряют в растворе хлороформа массовой концентрации диментилфталата 0,04 г/см³.

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 - 6 2 ° С.

Цилиндры по ГОСТ 1770 вместимостью 25 или 50 см³.

Весы лабораторны е общего назначения по ГОСТ 24104 2-г о класса точности с наибольшим пределом взве шивания 200 г.

3.2.3 . Приготовление раствора димент и лфталата

1 ,000 г продукта растворяют в 25 см³ 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 [α] вычисляют по формуле

г де α_изм - показание шкалы, ° S ;

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

с - концентрация раствора, г/см³;

l - длина кюветы, дм.

Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±10 пр и доверительной вероятности Р = 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 .

СОДЕРЖАНИЕ

1. АППАРАТУРА, ПОСУДА И РЕАКТИВЫ ... 1

2. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ .. 2

3. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА .. 2

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ .. 2

ПРИЛОЖЕНИЕ .. 5