Приложение Б (обязательное). Методика определения массовой доли воды методом газовой хроматографии

Приложение Б
(обязательное)

Методика определения массовой доли воды методом газовой хроматографии

Метод основан на газохроматографическом определении массовой доли воды в органических растворителях методом абсолютной градуировки.

Б.1 Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

Средства измерений:

- хроматограф аналитический газовый с детектором по теплопроводности с системой обработки данных по ГОСТ 26703;

- весы лабораторные с классом точности I и ценой деления 0,1 мг;

- термометр лабораторный ртутный (0 °С - 100 °С, цена деления 1 °С);

- микрошприц для газовой хроматографии (типа МШ-10), вместимостью 0,01 см ³ (10 мкл).

Вспомогательные устройства и материалы:

- колонка газохроматографическая насадочная стальная длиной 1 м с внутренним диаметром 3 мм, носитель твердый - полисорб-1, неподвижная фаза - полиэтиленгликоль;

- шкаф сушильный лабораторный электрический с диапазоном регулирования температуры от 40 °С до 200 °С и точностью поддержания температуры  5 °С;

- баня водяная;

- вакуумный насос;

- пробирки с притертыми пробками вместимостью 15 см ³ по ГОСТ 1770;

- пенициллиновые флаконы с пробками из силиконовой самоуплотняющейся резины;

- колба круглодонная К-1-250-29/32 ТС по ГОСТ 25336;

- пипетка градуированная 2-го класса точности вместимостью 5 см ³ по ГОСТ 29227;

- стеклоткань по ГОСТ 10727;

- чашка выпарительная 3 по ГОСТ 9147;

- газ-носитель: водород технический по ГОСТ 3022 или гелий газообразный (сжатый) высокой чистоты;

- азот газообразный по ГОСТ 9293;

- воздух, класс 7 по ГОСТ 17433.

Реактивы и материалы:

- полисорб-1, зернение 0,10-0,25 мм;

- полиэтиленгликоль молекулярной массы 1400-1600 для хроматографии (ПЭГ 1400-1600);

- хлороформ, х.ч. по ГОСТ 20015;

- ацетон по ГОСТ 2603;

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Примечание - Допускается использование других средств измерения, оборудования, реактивов и материалов с метрологическими и техническими характеристиками не ниже указанных.

Б.2 Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, имеющие специальное химическое образование или опыт работы в химической лаборатории, прошедшие обучение методам газовой хроматографии.

Б.3 Условия выполнения измерений

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

- температура воздуха ... (20  2) °С;

- относительная влажность воздуха ... (50  5) %;

- атмосферное давление ... 84,0-106,7 кПа.

Б.4 Подготовка к выполнению измерений

Б.4.1 Подготовка хроматографа

Подготовку прибора к работе и оптимизацию условий измерений проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

Проверяют газовую схему прибора на герметичность, устанавливают расходы газов (Б.4.3) и в соответствии с инструкцией по эксплуатации хроматографа включают прибор.

Б.4.2 Подготовка хроматографической колонки

Насадочную колонку промывают последовательно ацетоном, хлороформом и продувают сухим воздухом или азотом.

Необходимое для заполнения колонки количество твердого носителя от 5 до 6 г взвешивают с погрешностью не более 0,001 г и помещают в круглодонную колбу.

Полиэтиленгликоль молекулярной массы 1400-1600 (ПЭГ-1400-1600) берут в количестве 5 % от общей массы твердого носителя, взвешивают с погрешностью не более 0,001 г и растворяют в хлороформе, объем которого должен превышать объем взятого твердого носителя.

Раствор ПЭГ-1400-1600 в хлороформе вносят в круглодонную колбу с твердым носителем. Затем хлороформ удаляют выпариванием на водяной бане, нагретой до температуры (60  10) °С при постоянном перемешивании. Приготовленную таким образом насадку высыпают в фарфоровую чашку и сушат в сушильном шкафу при температуре (110  10) °С от 2 до 3 ч.

Колонку заполняют приготовленной насадкой с помощью вакуумного насоса, концы колонки закрывают тампонами из стеклоткани.

Заполненную колонку кондиционируют в термостате хроматографа без подключения к детектору. Кондиционирование проводят при расходе газа-носителя 50 см ³/мин от 8 до 10 ч при температуре термостата колонок от 180 °С до 200 °С. Затем соединяют колонку с детектором и проверяют герметичность газовых линий.

Наладку и вывод хроматографа на рабочий режим производят в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

Б.4.3 Режим работы хроматографа

Режим снятия хроматограммы приведен в таблице Б.1.

Таблица Б.1

Условия проведения испытания	Газ-носитель
	гелий	водород
Температура термостата колонки, °С	130 5	120 5
Температура детектора, °С	150 5	140 5
Температура испарителя, °С	200 5	150 5
Объемный расход газа-носителя, см 3/мин	75 5	50 5
Объем пробы, мкл	0,8

Б.4.4 Градуировка прибора

Для построения градуировочного графика готовят не менее шести градуировочных растворов с точной известной массовой долей воды. Массовую долю воды изменяют в пределах от 0,025 % до 2,300 % массы пробы.

В качестве исходного растворителя для приготовления градуировочных растворов используют растворитель с наименьшим содержанием воды, для этого его предварительно проверяют на содержание в нем остаточной воды. При наличии воды проводят дополнительную осушку воды силикагелем.

Градуировочные растворы готовят в пенициллиновых флаконах с пробками из силиконовой самоуплотняющейся резины либо в пробирках с притертыми пробками вместимостью 15 см ³. Пустой флакон с пробкой взвешивают на аналитических весах с погрешностью 0,0001 г, помещают в него микрошприцем или микропипеткой рассчитанное количество (от 1,25 до 270 мм ³) воды, взвешивают, добавляют пипеткой 5 см ³ исходного растворителя и снова взвешивают (результаты взвешивания записывают с точностью до 0,0001 г).

Затем исходный растворитель и градуировочные растворы хроматографируют пять раз в условиях проведения анализа, указанных в Б.4.3.

Анализ градуировочных растворов проводят в порядке возрастания их концентрации. На всех хроматограммах измеряют площади пиков воды. Находят среднее арифметическое значение площади пика воды в исходном растворителе и градуировочных растворах.

Затем строят градуировочный график или рассчитывают градуировочный коэффициент.

Градуировочный график строят, откладывая по оси ординат среднее значение площади пиков, полученных из разности площадей градуировочных растворов и исходного растворителя, а по оси абсцисс - массовую долю воды (%), добавленную в градуировочные растворы.

Градуировочный коэффициент k рассчитывают по формуле

,

(Б.1)

где n - количество градуировочных растворов;

m - массовая доля воды, добавленная в градуировочный раствор, %;

s - средняя разность между площадью пика воды в градуировочном растворе и исходном растворителе.

Линейность градуировочного графика и стабильность градуировочного коэффициента проверяют один раз в квартал, а также при замене хроматографических колонок.

Б.5 Выполнение измерений

Снимают две хроматограммы анализируемого растворителя. Условия анализа испытуемого растворителя должны соответствовать условиям, приведенным в Б.4.

Типовые хроматограммы растворителей приведены на рисунках Б.1 - Б.4.

1 - вода; 2 - этиловый спирт; 3 - ацетон; 4 - этилацетат; 5 - изобутиловый спирт, 6 - толуол, 7 - бутилацетат

Рисунок Б.1 - Типовая хроматограмма растворителя марки 645

1 - вода; 2 - этиловый спирт, 3 - ацетон, 4 - изобутиловый спирт, 5 - толуол, 6 - бутилацетат

Рисунок Б.2 - Типовая хроматограмма растворителя марки 646

1 - вода; 2 - этилацетат; 3 - бутиловый спирт; 4 - толуол; 5 - бутилацетат

Рисунок Б.3 - Типовая хроматограмма растворителя марки 647

1 - вода; 2 - этиловый спирт; 3 - бутиловый спирт; 4 - толуол; 5 - бутилацетат

Рисунок Б.4 - Типовая хроматограмма растворителя марки 648

Б.6 Обработка результатов

Массовую долю воды X, %, в испытуемом растворителе вычисляют по градуировочному графику, измерив площадь пика воды, или по формуле

,

(Б.2)

где k - градуировочный коэффициент;

s - площадь пика.

Вычисление проводят до третьего десятичного знака, окончательный результат округляют до второго десятичного знака.

За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое относительное расхождение между которыми при доверительной вероятности Р = 0,95 не должно превышать 15 %.