УДК 547.56.001.4 : 006.354    Группа    Л39

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПРОДУКТЫ ФЕНОЛЬНЫЕ КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ

Газохроматографический метод определения компонентного состава дикрезола, трикрезола и ксиленолов

Coal tar phenol products Gas chromatographic method for determination of composition of dicresol, tricresol and xylenols

ОКСТУ 2409

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 птаменно-иони-зационным 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 или электронный интегратор.

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 и 4-го классов точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г

Издание официальное 8

Перепечатка воспрещен»

---

ГОСТ 20843.2-89 С. 2

Баня водяная.

Чашка выпарительная фарфоровая по ГОСТ 9147 вместимостью 100 или 250 см^{1 2}.

Неподвижная фаза — диментилфталат, изготовленный централизованно или в лабораторных условиях (см. приложение) и имеющий температуру плавления 130,5—134,5°С, удельное вращение— (-110).

Твердый носитель:    хроматон    N-AW-HMDS    или    хроматон

N-AW-TMDS 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;

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

я-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.

С. 11 ГОСТ 20843.2-89

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Л. М. Харькина, канд. техн. наук (руководитель темы); В. Н. Затолокина; В. А. Фрндман; Е. В. Тарахно

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.03.89 № 828

3.    ВЗАМЕН ГОСТ 20843-75 в части методики определения состава дикрезола, трикрезола и ксиленолов

4.    Срок первой проверки — 1995 г.

Периодичность проверки — 5 лет

5.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер пункта ГОСТ 427-75 1 ГОСТ 1594-69 Приложение ГОСТ 1770-74 Приложение ГОСТ 3022-80 1 ГОСТ 4453-74 Приложение ГОСТ 5789-78 Приложение ГОСТ 5869-77 Приложение ГОСТ 9147-80 1 и приложение ГОСТ 9293-74 1 ГОСТ 9410-78 1 ГОСТ 9805-84 Приложение ГОСТ 9880-76 Приложение ГОСТ 9949-76 1 ГОСТ 11311-76 1 ГОСТ 11312-74 1 ГОСТ 17567-81 4.2 ГОСТ 18995.4-73 Приложение ГОСТ 24104-88 1; приложение ГОСТ 25336-82 1; приложение ГОСТ 25706-83 1

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 22С±10 4. Скорость газа-носителя, см3/мин 50—70 5. Скорость диаграммной ленты, мм/ч 200—240 6. Объем вводимой пробы, мм3 0 to 1 о V

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 время удерживания Наименование компонента Относительное время удерживания Фенол 1,0 2,5-Ксиленол 2,37 о-Крезол 1,36 2,4,6-Триметилфенол 2,46 2,6-Ксиленол 1,45 2,3-Ксиленол+ «-Крезол 1,62 /г-этилфенол 2,76 ж-Крез о л 1,74 3,5-Ксиленол+ 2,4-Ксиленол+ ^-этилфенол 3,03 о-этилфенол 2,21 3,4-Ксиленол Неидентифицирован-ные компоненты 3,34 3,64-6,40

3.3. Типовые хроматограммы дикрезола, трикрезола и ксиле-нолов представлены на черт. 1—3.

4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

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

10

Типовая хроматограмма днкрезола

5

б

/—фенол; 2—о-крезол; 3—2,6-ксиленол; 4-п-крезол; 5—л-крезол; 6—2,4-ксиле-нол+о-этилфенол; 7—2,5-ксиленол; 3—2,3-ксиленол+л-этилфенол; 9—3,5-ксиле-нол+-«-этилфенол; х—изменение чувствительности

ГОСТ 20843.2-89 С. 4

11

Черт. 2

Типовая хроматограмма ксиленолов

1—фенол, 2—о крезол, 3—п крезол 4—м крезол, 5—2,4 ксиленол+o этилфенол; €—2,5-ксиленол; 7—2,3 ксиленол+л этилфенол, 5—3,5 ксиленол+л* этилфенол, 5—3,4 ксиленол, 10—14—неидентифицированные примеси

Черт 3

ГОСТ 20843.2-89 С. 6

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

S₁ = hrbi> М[_у

где hi—высота пика, мм;

bi—ширина пика, измеренная на середине его высоты, мм;

М\—масштаб 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 л-крезола R (ГОСТ 17567) должна быть не ниже 0,5.

4 3. Массовую долю каждого компонента (А\) в процентах вычисляют по формуле

к,

где Si — площадь пика каждого компонента, мм²;

2Si — сумма площадей пиков, мм²;

К — относительный градуировочный коэффициент (для определяемых компонентов /(=1).

4.4.    Для проверки правильности результатов анализа проводят хроматографирование 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 qi — 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 20—60% не превышает

5°/₀.

4.7.    Если погрешность определения превышает допускаемые значения, готовят новую искусственную смесь, повторяя процедуры хроматографирования и расчета.

С. 7 ГОСТ 20843.2-89

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 определяемых массовых долей, % Абсолютное допускаемое расхождение, % Дикрезол ж-Крезол 40—60 1.5 Трикрезол ж-Крезол 20—60 1,5 Фенол 6—15 1,0 Фенол 16—40 1,5 о-Крезол 0,5—1,5 1,5—4,5 0,3 Ксиленолы 2,4-Ксиленол 35—50 2,0 3,5-Ксиленол+ 25—35 1,5 ж-этилфенол 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 ж-Крезол 40—60 2,0 Трикрезол ж-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+ 25—35 2,0 ж-этилфенол 35—55 2,5 55—75 3,0

14

ГОСТ 20843.2-89 С. 8

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекомендуемое

ПОЛУЧЕНИЕ ДИМЕНТИЛФТАЛАТА

Диментиловый 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 100—120 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 ПО— 150°С.

Установка для проведения синтеза: кругло донная колба с тремя горловинами по ГОСТ 25336 вместимостью 500 см³, приемник-ловушка вместимостью 2 см^а с холодильником по ГОСТ 1594 и термометром с пределами измерений 0—150°С.

Установка для проведения очистки диментилфталата:

стеклянная колонка высотой 150 мм, диаметром 30—40 мм с конической ил» плоскодонной колбой вместимостью 1000 см³ по ГОСТ 25336;

колба круглодонная для перегонки вместимостью 1000 см³ с холодильником, алонжем 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 плав-ления 41—44°С.

я-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 я-толуолсульфокислоты и 268 см³ толуола. Колбу сутанавлива-ют на бане, пропускают через холодильник воду, нагревают реакционую массу до кипения (110°С) и кипятят при этой температуре 140 ч.

15

С. 9 ГОСТ 20843.2-89

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

22    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 на 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

23    Первая ступень перекристаллизации

В круглодонную колбу с очищенным в соответствии с п. 2 2 диментилфтала-том 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—30°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—10°С

Продукт сушат в сушильном шкафу при температуре 50°С

Масса диментилфталата после первой ступени перекристаллизации составляет 12—13 г

24    Вторая ступень перекристаллизации

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 10—

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 вид 2.    Температура плавле Белый со слегка сероватым оттенком кристаллический порошок Визуально ния, °С 130,5—134,5 По ГОСТ 18995 4 3. Удельное вращение минус 110 По п 3 2

32 Определение удельного вращения

3 2 1 Удельное вращение диментилфталата измеряют в растворе хлороформа массовой концентрации диментилфталата 0,04 г/см³ 16

ГОСТ ДО43Л-0* С. 10

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—62°С.

Цилиндры по ГОСТ 1770 вместимостью 25 или 50 см³.

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

3 2 3. Приготовление раствора диментилфталата

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 [а] вычисляют по формуле

Г 1    визм

^1а1“~    2,88    С'1    •

где а_из« — показание шкалы, °S;

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

б — концентрация раствора, г/см³;

/ — длина кюветы, дм.

Допускаем&я абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±10 Ррн 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.

17

1

ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

2.1.    Приготовление сорбента

Неподвижную фазу, составляющую 10—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.

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

2.3.    Монтаж, наладку и вывод хроматографа на режим по двухколоночной схеме работы проводят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

9