Aliphatische Kohlenwasserstoffe с12 с19. Alkane

Das relative Molekulargewicht der Luft wird mit 29 angenommen (unter Berücksichtigung des Gehalts an Stickstoff, Sauerstoff und anderen Gasen in der Luft). Es ist zu beachten, dass der Begriff „relative Molekülmasse der Luft“ bedingt verwendet wird, da Luft ein Gasgemisch ist.

Ermitteln wir die Molmasse des Gases, das bei der Chlorierung von Methan entsteht:

M Gas = 29 × D Luft (Gas) = ​​29 × 5,31 = 154 g/mol.

Das ist Tetrachlorkohlenstoff - CCl 4. Schreiben wir die Reaktionsgleichung und ordnen die stöchiometrischen Koeffizienten an:

CH 4 + 4Cl 2 = CCl 4 + 4HCl.

Berechnen wir die Menge an Tetrachlorkohlenstoff:

n(CCl 4) = m(CCl 4) / M(CCl 4);

n(CCl 4) = 1,54 / 154 = 0,01 mol.

Gemäß der Reaktionsgleichung ist n(CCl 4) : n(CH 4) = 1: 1, was bedeutet

n(CH 4) = n(CCl 4) = 0,01 mol.

Dann sollte die Menge an Chlorsubstanz gleich n(Cl 2) = 2 × 4 n(CH 4) sein, d.h. n(Cl 2) = 8 × 0,01 = 0,08 mol.

Schreiben wir die Reaktionsgleichung für die Herstellung von Chlor:

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.

Die Molzahl Mangandioxid beträgt 0,08 Mol, weil n(Cl 2) : n(MnO 2) = 1: 1. Finden Sie die Masse von Mangandioxid:

m(MnO 2) = n(MnO 2) × M(MnO 2);

M(MnO 2) = Ar(Mn) + 2×Ar(O) = 55 + 2×16 = 87 g/mol;

m(MnO 2) = 0,08 × 87 = 10,4 g.

C n H 2 n -1 Cl 3 .

Nach der Formel

ω(Cl) = 3×Ar(Cl) / Mr(C n H 2 n -1 Cl 3) × 100 %

Berechnen wir das Molekulargewicht von Trichloralkan:

Mr(C n H 2 n -1 Cl 3) = 3 × 35,5 / 72,20 × 100 % = 147,5.

Finden wir den Wert von n:

12n + 2n - 1 + 35,5×3 = 147,5;

Daher lautet die Formel von Trichloralkan C 3 H 5 Cl 3.

Stellen wir die Strukturformeln der Isomere zusammen: 1,2,3-Trichlorpropan (1), 1,1,2-Trichlorpropan (2), 1,1,3-Trichlorpropan (3), 1,1,1-Trichlorpropan ( 4) und 1,2,2-Trichlorpropan (5).

CH 2 Cl-CHCl-CH 2 Cl (1);

CHCl 2 -CHCl-CH 3 (2);

CHCl 2 -CH 2 -CH 2 Cl (3);

CCl 3 -CH 2 -CH 3 (4);

4.4.1 Auswirkungen der Anlage auf die atmosphärische Luft und Eigenschaften der Schadstoffemissionsquellen während des Betriebs

Die Hauptschadstoffquellen sind:

Stauseepark

a) Flüssiger Kraftstoff

Die Entleerung in die Tanks erfolgt durch Schwerkraft beim Einschalten des Tankwagenmotors. Bei der Lagerung und Entwässerung von Kraftstoffen kommt es zur Freisetzung von Schadstoffen. Folgende Schadstoffe werden freigesetzt: Pentylene (Amylene sind ein Isomerengemisch), Benzol, Xylol, ein Gemisch aus gesättigten Kohlenwasserstoffen C1-C5 und C6-C10, Toluol, Ethylbenzol, Schwefelwasserstoff, gesättigte Kohlenwasserstoffe C12-C19. Wenn die Tanks gefüllt sind, wird kein Kraftstoff an die Zapfsäule abgegeben. Es wird jeweils nur ein Tank gefüllt. Organisierte Emissionsquelle – Verwendung eines Atemventils des Tanks;

Die Freisetzung von Schadstoffen erfolgt bei der Kraftstoffspeicherung und -einspritzung. Folgende Schadstoffe werden freigesetzt: ein Gemisch gesättigter Kohlenwasserstoffe C1-C5, Methylmercaptan. Wenn die Tanks gefüllt sind, wird kein Kraftstoff an die Zapfsäule abgegeben. Es wird jeweils nur ein Tank gefüllt. Eine organisierte Emissionsquelle ist der Auslasspfropfen des Reservoirs.

Kraftstoffspender

a) Flüssiger Kraftstoff

Freisetzung von Schadstoffen beim Einfüllen von Kraftstoff in Autotanks. Folgende Schadstoffe werden freigesetzt: Pentylene (Amylene – ein Isomerengemisch), Benzol, Xylol, ein Gemisch gesättigter Kohlenwasserstoffe C1-C5, C6-C10 und C12-C19, Toluol, Ethylbenzol, Schwefelwasserstoff. Die Quelle unorganisierter Emissionen ist der Autotank;

b) Gasförmiger Kraftstoff (LPG)

Die Freisetzung von Schadstoffen erfolgt, wenn Kraftstoff in Autozylinder gepumpt wird (Klemme lösen, vom Schlauch lösen). Folgende Schadstoffe werden freigesetzt: ein Gemisch aus gesättigten Kohlenwasserstoffen C1-C5, Methylmercaptane (Geruchsstoff). Die Quelle unorganisierter Emissionen ist der Autozylinder.

LMC-Tankwagenplattform

Die Lieferung von Erdölprodukten an Tankstellen erfolgt alle zwei Tage mit Tankwagen. Die Freisetzung von Schadstoffen erfolgt durch die Verbrennung von Dieselkraftstoff beim Betrieb des Tankfahrzeugmotors. Folgende Schadstoffe werden freigesetzt: Stickoxide (III), Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid (Schwefeldioxid), Kerosin, Ruß, Kohlenmonoxid. Flächenemission von Schadstoffen.

Standort für Gastankwagen

Die Lieferung von Flüssiggas an Tankstellen erfolgt alle zwei Tage per Tankwagen. Die Freisetzung von Schadstoffen erfolgt durch die Verbrennung von Dieselkraftstoff beim Betrieb des Tankfahrzeugmotors (Stickstoff wird durch ein geschlossenes System gepumpt). Folgende Schadstoffe werden freigesetzt: Stickoxide (III), Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid (Schwefeldioxid), Kerosin, Ruß, Kohlenmonoxid. Flächenemission von Schadstoffen.

Parkplatz für PKW und LKW

Beim Betrieb eines Automotors kommt es zur Freisetzung von Schadstoffen. In die Atmosphäre gelangen: Benzin, Stickstoffdioxid, Kerosin, Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid, Ruß.

Regenwassersammeltank

Ein im Abwasser enthaltenes Gemisch aus limitierenden C1-C5-Kohlenwasserstoffen wird in die Atmosphäre freigesetzt. Die Freisetzungsquelle ist organisiert – das Atemventil des Tanks.

Die Werte der maximal zulässigen Konzentration (MPC) in der atmosphärischen Luft besiedelter Gebiete und die Gefahrenklasse von Schadstoffen im Betrieb sind in Tabelle 7 dargestellt.

Tabelle 7 – Konzentrationen und Gefahrenklasse der Schadstoffe

Fortsetzung von Tabelle 7

Basierend auf den in Tabelle 6 angegebenen Daten können die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden. Hintergrundindikatoren der Luftverschmutzung beeinträchtigen den Betrieb von Tankstellen nicht. Während des Betriebs werden voraussichtlich 2,5128671 Tonnen Schadstoffe von 18 Arten der Gefahrenklassen 2 bis 4 pro Jahr in die Atmosphäre gelangen. .

Moleküle, die nur eine Einfachbindung enthalten. Dazu gehören Alkane und Cycloparaffine; ihre Eigenschaften werden in unserem Material besprochen.

Allgemeine Formel von Alkanen

Vertreter dieser Klasse werden durch die allgemeine Formel SpH2n+2 charakterisiert. Zu den Paraffinen zählen alle Verbindungen, die eine offene Kette haben, bei der die Atome durch einfache Bindungen miteinander verbunden sind. Aufgrund der Tatsache, dass aliphatische Kohlenwasserstoffe unter normalen Bedingungen schwach aktive Verbindungen sind, erhielten sie ihren Namen „Paraffine“. Lassen Sie uns einige Strukturmerkmale von Vertretern dieser Klasse, die Art der Bindungen in Molekülen und Anwendungsbereiche herausfinden.

Kurze Eigenschaften von Methan

Als einfachste Vertreter dieser Klasse kann Methan genannt werden. Er ist es, der die aliphatische Reihe der Kohlenwasserstoffe beginnt. Lassen Sie uns seine Besonderheiten identifizieren.

Methan ist unter normalen Bedingungen ein gasförmiger Stoff, der geruchlos und farblos ist. Diese Verbindung entsteht in der Natur bei der Zersetzung tierischer und pflanzlicher Organismen ohne Anwesenheit von Luftsauerstoff. Es kam beispielsweise in Erdgas vor und wird daher heute in großen Mengen als Brennstoff in der Produktion und im Haushalt eingesetzt.

Welche chemische Bindung haben diese Kohlenwasserstoffe? Aliphatische, gesättigte organische Verbindungen sind kovalente polare Moleküle.

Das Methanmolekül hat eine tetraedrische Molekülform, die Art der Hybridisierung der Kohlenstoffatome darin ist sp3, was einem Bindungswinkel von 109 Grad 28 Minuten entspricht. Aus diesem Grund sind aliphatische Kohlenwasserstoffe chemisch inaktive Verbindungen.

Merkmale von Methanhomologen

Neben Methan enthalten Erdgas und Erdöl weitere Kohlenwasserstoffe, die eine ähnliche Struktur aufweisen. Die ersten vier Vertreter der homologen Reihe von Paraffinen liegen in einem gasförmigen Aggregatzustand vor und weisen eine unbedeutende Wasserlöslichkeit auf.

Mit zunehmendem Wert wird ein Anstieg der Siede- und Schmelztemperaturen von CxHy beobachtet. Zwischen einzelnen Vertretern der Reihe besteht ein gewisser CH2-Unterschied, der als homologischer Unterschied bezeichnet wird. Es ist eine direkte Bestätigung, dass die Verbindung zu dieser organischen Reihe gehört.

Alle aliphatischen Kohlenwasserstoffe sind Stoffe, die in organischen Lösungsmitteln gut löslich sind.

Reihenisomerie

Vertreter einer Reihe von Paraffinen zeichnen sich durch Isomerie des Kohlenstoffgerüsts aus. Dies wird durch die Möglichkeit der räumlichen Rotation des Kohlenstoffatoms um chemische Bindungen erklärt. Für eine Verbindung mit der Zusammensetzung C4H10 können Sie beispielsweise einen Kohlenwasserstoff mit einem geraden Kohlenstoffgerüst nehmen – Butan. Das Strukturisomer ist 2-Methylpropan, das eine verzweigte Struktur aufweist.

Zu den typischen chemischen Eigenschaften von Paraffinen gehört, dass die Sättigung der Bindungen die Komplexität der Reaktion und ihren radikalischen Mechanismus erklärt. Um Halogenderivate aliphatischer Kohlenwasserstoffe zu erhalten, ist es notwendig, eine Halogenierungsreaktion durchzuführen, die in Gegenwart von UV-Strahlung abläuft. Der Kettencharakter dieser Wechselwirkung wird bei allen Vertretern dieser Reihe beobachtet. Die resultierenden Produkte werden Halogenderivate genannt. Sie werden in der chemischen Industrie häufig als organische Lösungsmittel verwendet.

Darüber hinaus verbrennen alle aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von Sauerstoff unter Bildung von Wasser und Kohlendioxid. Abhängig vom Kohlenstoffanteil im Molekül wird unterschiedlich viel Wärme freigesetzt. Unabhängig von der Klasse organischer Verbindungen sind alle Verbrennungsprozesse exotherme Reaktionen und werden im Alltag und in der Industrie eingesetzt.

Auch die Methandehydrierung (Abspaltung von Wasserstoff) hat praktische Anwendungen. Dabei entsteht Acetylen, ein wertvoller chemischer Rohstoff.

und chlorierte Alkane

Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlormethan sind ausgezeichnete Flüssigkeiten. Chloroform und Jodoform werden in der modernen Medizin verwendet. Die Zersetzung von Methan ist eine der industriellen Methoden zur Herstellung von Ruß, der für die Herstellung von Druckfarben notwendig ist. Methan gilt als Hauptquelle für Wasserstoffgas in der chemischen Industrie, das zur Herstellung von Ammoniak sowie zur Synthese zahlreicher organischer Stoffe verwendet wird.

Ungesättigte Kohlenwasserstoffe

Ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe sind Vertreter der Ethylen- und Acetylenreihe. Lassen Sie uns ihre wichtigsten Eigenschaften und Anwendungen analysieren. Alkene zeichnen sich durch das Vorhandensein einer Doppelbindung aus, daher lautet die allgemeine Formel der Reihe SpH2n.

In Anbetracht der ungesättigten Natur dieser Substanzen kann festgestellt werden, dass sie einer Hydrierung, Halogenierung, Hydratisierung und Hydrohalogenierung unterliegen. Darüber hinaus sind Vertreter der Ethylenreihe zur Polymerisation fähig. Es ist diese Eigenschaft, die Vertreter dieser Klasse in der modernen chemischen Produktion gefragt macht. Polyethylen und Polypropylen sind Stoffe, die die Grundlage der Polymerindustrie bilden.

Acetylen ist der erste Vertreter einer Reihe mit der allgemeinen Formel SpN2n-2. Zu den besonderen Merkmalen dieser Verbindungen gehört das Vorhandensein einer Dreifachbindung. Seine Anwesenheit erklärt die Reaktionen der Verbindung mit Halogenen, Wasser, Halogenwasserstoffen und Wasserstoff. Befindet sich die Dreifachbindung in solchen Verbindungen in der ersten Position, zeichnen sich Alkine durch eine qualitative Substitutionsreaktion mit einem komplexen Silbersalz aus. Diese Fähigkeit ist eine qualitative Reaktion auf Alkin und wird verwendet, um es in einer Mischung mit einem Alken und einem Alkan nachzuweisen.

Aromatische Kohlenwasserstoffe sind zyklische ungesättigte Verbindungen und gelten daher nicht als aliphatische Verbindungen.

Abschluss

Trotz der Unterschiede in der quantitativen Zusammensetzung, die zwischen Vertretern gesättigter und ungesättigter aliphatischer Verbindungen bestehen, sind sie qualitativ ähnlich und enthalten Kohlenstoff und Wasserstoff in ihren Molekülen. Unterschiede in der quantitativen Zusammensetzung (unterschiedliche allgemeine Formeln) zwischen Vertretern von gesättigtem und ungesättigtem CxHy erklären den Unterschied in den Reaktionsmechanismen zur Gewinnung verschiedener Produkte.

Deshalb gehen Vertreter aller Klassen solcher Verbindungen Verbrennungsreaktionen ein, wobei Kohlendioxid und Wasser entstehen und eine gewisse Menge an Wärmeenergie freigesetzt werden, was sie als Kraftstoff im Alltag und in der Industrie gefragt macht.

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BUNDESUMWELTDIENST,
TECHNOLOGISCHE UND NUKLEARE ÜBERWACHUNG

FORSCHUNGSINSTITUT
LUFTSCHUTZ
(Atmosphäre des Forschungsinstituts)

ÖFFENTLICHE AKTIENGESELLSCHAFT
SARATOW-ÖLRAFFINERIE

MESSVERFAHREN
MASSENKONZENTRATION DER MENGE FESTER KOHLENWASSERSTOFFE
C 12 - C 19 IN DER ATMOSPHÄRISCHEN LUFT DER SANITÄREN SCHUTZZONE,
LUFT- UND INDUSTRIEEMISSIONEN IM ARBEITSBEREICH
GASCHROMATOGRAPHISCHES METHODE

PND F 13.1:2:3.59-07

MVI ist vom Föderalen Staatlichen Einheitsunternehmen „VNIIM im. DI. Mendelejew“

Zertifikat Nr. 242/150-2005 vom 14. November 2005

Sankt Petersburg

Dieses Dokument legt eine Methode zur Messung (MVI) der Massenkonzentration der Summe der gesättigten Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 unter Verwendung eines universellen Einweg-Probenehmers in der atmosphärischen Luft der Sanitärschutzzone, der Luft des Arbeitsbereichs und Industrieemissionen aus der Produktion fest im Zusammenhang mit der Produktion, Lagerung und dem Transport von Erdölprodukten.

Der Messbereich der Massenkonzentration der Summe der Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 reicht von 0,80 bis 10,0 - 10 3 mg/m 3.

Die Haupteigenschaften der Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

1 Merkmale des Messfehlers

Erweiterte Messunsicherheit (mit Erweiterungsfaktor k = 2):

U= 0,25 × X, Wo X- Massenkonzentration der Summe der gesättigten Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19, mg/m 3.

Notiz - Die angegebene Unsicherheit entspricht den relativen Fehlergrenzen von ±25 % mit Konfidenzwahrscheinlichkeit P = 0,95.

2 Messmethode

Die Messung der Massenkonzentration der Summe der Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 erfolgt durch Gaschromatographie. Die zu bestimmenden Stoffe werden in einem Probenehmer mit einem Kohlefasersorbens vom Typ „Carbon“ konzentriert, mit Chloroform desorbiert und der resultierende Extrakt auf einem Chromatographen mit Flammenionisationsdetektor analysiert. Die quantitative Analyse erfolgt durch absolute Kalibrierung mit Hexadecan. Die Identifizierung der Analyten erfolgt anhand der Retentionszeiten.

3 Messgeräte, Hilfsmittel, Reagenzien und Materialien

Laborgaschromatograph mit Flammenionisationsdetektor (mindestens nachweisbare Propanmenge 2 ´ 10 -11 g/s);

Metallchromatographische Säule mit einer Länge von 2 m und einem Innendurchmesser von 3 mm;

Mikrospritze „Gazochrom-101“, TU 65-2152-76 oder MSh-1M, TU 6-2000 5E2.833.105;

Mikrospritze MSh-10, TU 6-2000 5E2.833.106;

Laborwaage VLR-200t, 2. Genauigkeitsklasse, GOST 24104-2001;

Membran-Meteorologisches Barometer, GOST 23696-79;

Thermometer TL-2, TU 25-0221.003-88;

Absauggerät PU-1Em, TU 4215-000-11696625-2003;

Volumetrischer Balgengaszähler SGK - 1.6, Staatsregister-Nr. 17493-98;

Ganzglasspritzen mit einem Fassungsvermögen von 100 cm 3, TU 64-1-1279-75;

Vakuum-Wasserstrahlpumpe, GOST 50-2 -79E;

Stoppuhr, Klasse 3, Teilungswert 0,2 Sek., GOST 10696-75;

Sorptionssammler mit faserigem Kohlenstoffsorbens (FCS) Typ „Carbon“, TU 1910-012-32847229-97;

Halbvakuum-Gummischlauch, Typ 1, GOST 5496-77;

Wasserbad, TU 1910-012-32847229-97;

Pipetten 2-1-2-10, 2-1-2-5, 4-2-2-2, 4-2-2-1, 4-2-2-0.1, GOST 29227-91;

Ampulle für biologische Forschung mit einem Fassungsvermögen von 1 - 5 cm 3, GOST 19803-86 oder Fläschchen mit einem Loch im Deckel und einer durchbohrten Teflondichtung, Volumen 2, 4, 8 ml (NPAC „Ekolan“, Moskau);

Stickstoffgas, hochrein, TU 301-07-25-89;

Luft zur Stromversorgung von Industriegeräten und Automatisierungsgeräten, Klasse 0 (oder 1) gemäß GOST 14433-88;

Wasserstoffgas, hochrein, TU 301-07-27-90;

Düse: N-AW-Chromato- (oder Inerton-)Fraktion 0,20–0,25 mm, flüssigkeitsimprägniertes Silikon 30 (SE-30), 5 Gew.-% des Trägers (Tschechische Republik);

Hexadecan, TU 2631-007-45579693-2001;

Chloroform, chemisch rein, TU 2631-001-29483781-2004;

Hardware- und Softwarekomplex „Polychrome“ zum Empfangen und Verarbeiten von chromatographischen Informationen oder Messlupen, GOST 25706-83;

Messlineal, Metall, mit einem Teilungswert von 1 mm, GOST 427-75.

NOTIZ

1. Es dürfen andere Messgeräte mit einer Genauigkeitsklasse verwendet werden, die nicht niedriger ist als die in der Liste angegebene, und andere Geräte mit ähnlichen Eigenschaften.

2. Alle Messgeräte müssen gemäß der behördlichen und technischen Dokumentation überprüft werden.

3. Die verwendeten Reagenzien müssen über Pässe oder Zertifikate verfügen, die ihre Eignung bestätigen.

4 Sicherheitsanforderungen

Bei Messungen der Massenkonzentration der Summe der Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 müssen die Sicherheitsanforderungen eingehalten werden:

Sicheres Arbeiten an einem Gaschromatographen, festgelegt in den „Arbeitssicherheitsanweisungen für den Betrieb von Chromatographen aller Art“ und in den „Grundlegenden Sicherheitsregeln für die Arbeit in chemischen Laboratorien“;

Sicherheitsvorkehrungen beim Arbeiten mit chemischen Reagenzien gemäß GOST 12.1.018 -86 und GOST 12.1.007-76 SSBT;

Elektrische Sicherheit beim Arbeiten mit Elektroinstallationen gemäß GOST 12.1.019-79 SSBT;

Beim Arbeiten mit Gasen in Druckflaschen sind die von Gosgortekhnadzor genehmigten „Regeln für die Konstruktion und den sicheren Betrieb von Druckbehältern“ zu beachten;

Der Raum muss den Anforderungen gemäß GOST 12.1.004-91 entsprechen und mit Feuerlöschmitteln gemäß GOST 12.4.009-83 ausgestattet sein;

Die Organisation der Arbeitssicherheitsschulung für Arbeitnehmer sollte gemäß den Anforderungen von GOST 12.0.004-90 erfolgen.

5 Anforderungen an die Bedienerqualifikation

Zugelassen sind Personen, die über eine höhere oder weiterführende chemische Fachausbildung oder Erfahrung in der Arbeit an einem Chromatographen und in einem chemischen Labor verfügen, eine entsprechende Ausbildung absolviert haben, die Methode während der Ausbildung beherrschen und die betrieblichen Kontrollstandards bei der Durchführung von Fehlerkontrollverfahren erfüllt haben Messungen durchführen und die Ergebnisse verarbeiten.

6 Messbedingungen

Bei der Probenahme müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

Gastemperatur von 10 bis 80 °C;

Atmosphärendruck 84,0 – 106,7 kPa (630 – 800 mm Hg);

Relative Luftfeuchtigkeit 30 - 95 %

Bei der Durchführung von Messungen im Labor gemäß GOST 15150-69 müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

Lufttemperatur 25 ± 10 °C;

Atmosphärendruck von 97,3 bis 104,7 kPa (von 730 bis 780 mm Hg);

Luftfeuchtigkeit nicht mehr als 80 % bei einer Temperatur von +25 °C;

Netzspannung 220 ± 10 V;

Wechselstromfrequenz 50 ± 1 Hz

Bedingungen für die Durchführung von Messungen an einem Chromatographen:

Es werden optimale Bedingungen für die Durchführung von Messungen auf einem Chromatographen ausgewählt, unter denen der Trennkoeffizient der Peaks der normalen Kohlenwasserstoffe C 11 und C 12 liegt beträgt mindestens 1,5.

Der Trennkoeffizient (R) wird nach folgender Formel berechnet:

Wo: ΔL- Abstand zwischen Peaks im Chromatogramm, min;

b 1, b 2- Breite der Gipfel in mittlerer Höhe, min.

Die ungefähren Werte für die Retentionszeiten von Kohlenwasserstoffen unter den oben genannten Bedingungen zur Durchführung von Messungen auf einem Chromatographen sind:

7 Vorbereitung zur Messung

7.1 Vorbereitung des Chromatographen

Der Chromatograph wird gemäß der Bedienungsanleitung des Geräts für den Betrieb vorbereitet.

Die Chromatographiesäule wird mit einer Wasserstrahlpumpe nacheinander mit Wasser, Ethylalkohol und Aceton gewaschen, im Luftstrom getrocknet und mit einer vorgefertigten Packung gefüllt: N-AW-Chromato mit aufgetragenem Flüssigphasensilikon 30 (SE-30). , 5 Gew.-% des Trägers.

Die gefüllte Säule wird im Chromatographenthermostat installiert und ohne Verbindung zum Detektor in einem Trägergasstrom konditioniert, wodurch die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 2 °C pro Minute von 60 auf 250 °C erhöht wird. Die Säule wird zwei Stunden lang im isothermen Modus bei der Endtemperatur gehalten. Anschließend wird die Säule auf Raumtemperatur abgekühlt und an den Detektor angeschlossen.

7.2 Lösungsmittelvorbereitung

Chloroform, das bei Messungen als Lösungsmittel zur Desorption von Kohlenwasserstoffen aus dem Sorptionsmittel verwendet wird, wird auf Abwesenheit von Verunreinigungen überprüft, deren Retentionszeiten mit den Kohlenwasserstoffen C 12 - C 19 übereinstimmen. Wenn solche Verunreinigungen vorhanden sind, nehmen Sie eine neue Charge Chloroform und testen Sie diese. Die Betriebsskala für niedrige Ströme des Chromatographen muss der maximalen Empfindlichkeit des Geräts entsprechen.

7.3 Kalibrierung des Chromatographen

Der Chromatograph wird mit der absoluten Kalibrierungsmethode unter Verwendung einer Reihe von Kalibrierungslösungen gegen Hexadecan kalibriert.

7.3.1 Herstellung von Kalibrierlösungen

Zur Herstellung einer Kalibrierlösung mit der maximalen Konzentration an Hexadecan (Lösung Nr. 1) werden 100 bis 150 mg Hexadecan in einen vorgewogenen Messkolben mit einem Fassungsvermögen von 50 cm 3 und Schliffstopfen gegeben und erneut gewogen. Die Wägeergebnisse werden bis zur vierten Dezimalstelle erfasst. Anschließend etwa 25 - 30 cm 3 Chloroform in den Kolben gießen, mischen und den Kolbeninhalt mit Chloroform bis zur Marke auffüllen. Die Massenkonzentration von Hexadecan in der Kalibrierquelllösung Nr. 1 (C und, mg/cm 3) wird nach folgender Formel berechnet:

Wo: M- Masse der Hexadecan-Probe, mg;

V- Fassungsvermögen des Kolbens, cm 3.

Die Lösung kann im Kühlschrank nicht länger als 3 Tage aufbewahrt werden.

Aus der vorbereiteten Kalibrierausgangslösung Nr. 1 mit einer Massenkonzentration an Hexadecan 2 - 3 mg/cm3 werden durch volumetrische Verdünnung die restlichen 4 Proben zur Kalibrierung (CG) hergestellt. Dazu werden die gemäß Tabelle 2 angegebenen Volumina der Ausgangslösung Nr. 1 mit entsprechend großen Pipetten in vier 10 cm 3 -Messkolben mit Schliffstopfen gegeben und mit Chloroform bis zur Marke aufgefüllt.

Tabelle 2.

Das Verfahren zur Probenvorbereitung für die Kalibrierung (CG)

Massenkonzentration von Hexadecan in der i-ten Probe zur Kalibrierung, Mit oder,ich, mg/cm 3, ermittelt durch die Formel:

Wo: C und- Massenkonzentration von Hexadecan in der Ausgangslösung Nr. 1, mg/cm 3 ;

V und ich- Volumen der anfänglichen Kalibrierungslösung Nr. 1, die zur Vorbereitung der i-ten Probe für die Kalibrierung entnommen wurde, cm 3;

10 - Fassungsvermögen des Kolbens, cm 3;

ich- Index, der die Abgasnummer angibt.

Kalibrierlösungen werden unmittelbar nach ihrer Herstellung verwendet.

7.3.2 Bestimmung des Kalibrierfaktors

Mit einer Mikrospritze, die 8–10 Mal mit der analysierten Kalibrierungslösung gewaschen wird, wird eine 1 mm3 große Probe entnommen und in den Verdampfer des Chromatographen eingeführt. Die Probe sollte sehr sorgfältig entnommen werden und darauf geachtet werden, dass sich keine Luftblasen darin befinden. Jede Injektion wird dreimal wiederholt, wodurch drei Chromatogramme jeder Probe zur Kalibrierung erhalten werden. Analysieren Sie 5 Kalibrierlösungen. Ein Beispiel für ein Chromatogramm ist in Abb. 1 dargestellt.

Die Chromatogramme werden mit dem Programm Polychrome verarbeitet.

Berechnen Sie für jeden Kalibrierungspunkt (Kalibrierungslösung) den Durchschnittswert der Hexadecan-Peakfläche (mV×s):

Wo: Q- Dosierungsnummer;

N- Anzahl der Dosierungen ( N = 3).

Die mit drei Dosierungen erzielten Spitzenflächenwerte gelten als akzeptabel, wenn sie die Bedingung erfüllen:

Wo S i , max- Maximalwert der Peakfläche am i-ten Kalibrierungspunkt, mV×s,

S i , min- Minimalwert der Peakfläche des i-ten Kalibrierungspunkts, mV×s,

rs- Standard, % (zulässige relative Abweichung zwischen drei Spitzenflächenwerten bei P = 0,95),

rs = 10 %.

Berechnen Sie den Kalibrierungskoeffizienten ZUich, mg/cm 3 mV×s, für Hexadecan am i-ten Kalibrierpunkt s nach der Formel:

Wo: C ich- Massenkonzentration von Hexadecan in der i-ten Probe zur Kalibrierung (OG), mg/cm 3 (gemäß Tabelle 1);

Berechnen Sie den durchschnittlichen Kalibrierungsfaktor für Hexadecan ZU, mg/cm 3 mV×s, nach der Formel:

Die für fünf Kalibrierungspunkte erhaltenen Werte der Kalibrierungskoeffizienten gelten als akzeptabel, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

1) wenn die Ungleichung erfüllt ist:

Wo ZUich,max- maximaler Kalibrierungskoeffizient des i-ten Abgases;

К i, min- minimaler Kalibrierungskoeffizient des i-ten Abgases;

r zu- Standard, % (zulässige relative Abweichung von fünf Kalibrierungskoeffizienten bei P = 0,95);

r zu= 10 %

2) wenn es keinen monotonen Anstieg oder Abfall der Kalibrierungskoeffizienten gibt (vom 1. bis zum 5. Kalibrierungspunkt).

Die Kalibrierung muss durchgeführt werden, wenn eine neue Reagenziencharge eintrifft, das Sorbens in der Chromatographiesäule oder andere Elemente des Chromatographiesystems ausgetauscht werden, sowie wenn die Ergebnisse der Überwachung des Kalibrierungskoeffizienten gemäß Abschnitt 10.1 negativ sind.

8 Messungen durchführen

8.1 Probenahme

Die Probenahme der atmosphärischen Luft in der Sanitärschutzzone erfolgt gemäß den Anforderungen der RD 52.04.186-89 „Richtlinien zur Kontrolle der Luftverschmutzung“.

Die Luftprobenahme im Arbeitsbereich erfolgt gemäß den Anforderungen von GOST 12.1.005-88 (Allgemeine sanitäre und hygienische Anforderungen an die Luft im Arbeitsbereich). Die Probenahme erfolgt innerhalb von 15 Minuten. In diesem Zeitraum werden drei aufeinanderfolgende Proben entnommen.

Die Probenahmezeit für Industrieemissionen gemäß den Anforderungen von GOST 17.2.3.02-78 sollte 20 Minuten betragen. An speziell ausgestatteten Stellen des Gaskanals werden nacheinander eine oder mehrere Proben entnommen (je nach Probenahmezeitpunkt können bis zu drei Proben entnommen werden). Bei kleinen Probemengen sollte der Zeitabstand zwischen Beginn der ersten Probe und Ende der letzten Probe ebenfalls 20 Minuten betragen. Jede Probe wird gemäß diesem Verfahren analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse werden gemittelt.

Die Proben werden mit einer Ansauggeschwindigkeit von 0,2–0,3 dm 3 /min in einen Einweg-Probenehmer mit einem faserigen Kohlenstoffsorbens entnommen. Das Probenvolumen wird unter Berücksichtigung der erwarteten Kohlenwasserstoffkonzentration in der analysierten Luft von 0,2 dm 3 bis 90 dm 3 ausgewählt (siehe Tabelle 3).

Ungefähre Werte des Volumens der entnommenen Gasprobe in Abhängigkeit von der erwarteten Konzentration von C 12 - C 19-Kohlenwasserstoffen in den Emissionen sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Tisch 3

Um Proben von Industrieemissionen zu entnehmen, wird ein Ende des Probenehmers mit einem Gummischlauch durchgehend mit einem Metall- (oder Glas-)Rohr mit einem Durchmesser von 4 - 6 mm verbunden, das in die Mitte des Schornsteins eingeführt wird. Das andere Ende des Probenehmers wird an einen Aspirator (Abb. 2 im Anhang) oder bei manueller Probenahme an eine medizinische Glasspritze mit einem Fassungsvermögen von 100 cm 3 angeschlossen und eine Gasprobe entnommen.

Während des Probenahmevorgangs werden Temperatur, Atmosphärendruck und Vakuum am Eingang des Probenahmegeräts gemessen.

Nach der Entnahme der Gasproben werden die Probenehmer in Reagenzgläser mit Schliffstopfen gesteckt, beschriftet und an das Labor geliefert. Die Proben können 7 Tage im Kühlschrank aufbewahrt werden. Bei jeder entnommenen Probencharge bleiben mindestens zwei Probenehmer ohne Proben, um den Hintergrund des Sorptionsmittels zu kontrollieren.

Berechnen Sie das Volumen der gemessenen Gasemissionen ( Vt) in DM 3:

Vt = W × τ (9)

Wo τ - Probenahmezeit, min.,

W- volumetrischer Gasdurchsatz während der Probenahme, dm 3 /min.

Das ausgewählte Probenvolumen wird auf Normalbedingungen (0 °C, 101,3 kPa) für Industrieemissionen und atmosphärische Luft in der Sanitärschutzzone (Formel 10“) oder auf Standardbedingungen (20 °C, 101,3 kPa) für Luft im Arbeitsbereich gebracht (Formel 10"):

Wo V 0- zur Analyse ausgewähltes und auf normale (Standard-) Bedingungen reduziertes Gasvolumen dm 3;

R- Atmosphärendruck, kPa;

ΔР- Vakuum (-), Druck (+) im Gaskanal, kPa;

T- Gastemperatur am Einlass des Probenahmegeräts, °C.

8.2 Probenvorbereitung und Analyse

Zur Extraktion von Kohlenwasserstoffen wird das Sorptionsmittel aus dem Röhrchen in eine Weithalsampulle von 1 - 5 cm 3 (oder in ein Fläschchen) überführt. Dann wird dort 1 cm 3 Chloroform zugegeben, die Ampulle wird mit einem Silikonkautschukstopfen verschlossen und durch leichtes Schütteln wird das Sorptionsmittel vollständig benetzt, das dann absinkt und sich am Boden der Ampulle verdichtet. Die für eine quantitative Bestimmung ausreichende Desorptionsdauer beträgt 1,5 Stunden. Der resultierende Extrakt wird analysiert. Verwenden Sie dazu eine 1 mm 3 Mikrospritze, waschen Sie sie 8-10 Mal mit dem Extrakt, nehmen Sie 1 mm 3 des Extrakts und injizieren Sie ihn gemäß den Bedingungen von Abschnitt 6 in den Chromatographenverdampfer. Beim Befüllen der Mikrospritze ist dies der Fall Es ist darauf zu achten, dass sich in den Extraktportionen keine Luftblasen befinden. Die Eingabe erfolgt mindestens zweimal, wobei die Peakflächen erfasst werden, die hinsichtlich der Retentionszeit im Bereich der Peakretentionszeiten von Dodecan bis Nonadecan (C 12 – C 19) liegen.

Wenn sich die in Abschnitt 6 angegebenen relativen Retentionszeiten der Kohlenwasserstoffe C 11 - C 12 um mehr als 30 % ändern, ist eine Neuvorbereitung der Chromatographiesäule gemäß Abschnitt 7.1 erforderlich.

Das Chromatogramm des Probenextrakts ist in Abb. dargestellt. 3 Anwendungen.

9 Verarbeitung der Messergebnisse

9.1 Berechnen Sie die Gesamtfläche der Kohlenwasserstoffpeaks C 12 – C 19 für die erste Injektion der Extraktprobe S 1 Σ, mV×s,

wobei - die Flächen der einzelnen Peaks der Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 bei der ersten Injektion der Extraktprobe sind, mV×s.

Berechnen Sie auf ähnliche Weise die Gesamtfläche der Kohlenwasserstoffpeaks C 12 – C 19 für die zweite Injektion der Extraktprobe S 2 Σ, mV×s.

Berechnen Sie den Durchschnittswert der Gesamtfläche der Kohlenwasserstoffpeaks C 12 - C 19 S Σ, mB×s.

Die mit zwei Eingaben erhaltenen Werte der gesamten Peakflächen gelten als akzeptabel, wenn sie die Bedingung erfüllen:

Wo D- Standard entsprechend der Wahrscheinlichkeit 0,95, D= 12 % bei P = 0,95.

Notiz - Kommt es bei regelmäßiger Erfüllung von Bedingung (12) zu einer einmaligen Überschreitung des Standards d, dann gehen Sie gemäß den Empfehlungen von Abschnitt 5.2 von GOST R ISO 5725-6-2002 vor: Erhalten Sie 2 zusätzliche Chromatogramme des extrahieren, einen neuen Durchschnittswert der Gesamtfläche der Kohlenwasserstoffpeaks (C 12 - C 19) anhand von vier Chromatogrammen berechnen und die Akzeptanz von vier parallelen Bestimmungen mit dem Standard überprüfenD 1 = 16 %.

9.2. Masse der Summe der Kohlenwasserstoffe C 12 - C 19 M, mg, vom Probenehmer entnommen, wird nach folgender Formel berechnet:

M = K × S ∑ × v e (13),

Wo v e- Extraktionsvolumen, cm3.

9.3. Massenkonzentration der gesamten Kohlenwasserstoffe C 12 – C 19 in der Probe X, mg/m3, berechnet nach der Formel:

Wo V 0- Volumen der zur Analyse entnommenen Luftprobe, reduziert auf normale (Standard-)Bedingungen (gemäß Formeln 10), dm 3.

10. Überwachung der Genauigkeit der Messergebnisse

10.1. Kontrolle des Kalibrierungskoeffizienten

10.1.1 Der Kalibrierungskoeffizient wird regelmäßig überwacht. Die empfohlene Häufigkeit der Überwachung beträgt mindestens einmal im Quartal. Bei häufigerer Überwachung wird empfohlen, die Ergebnisse gemäß Abschnitt 6.2.4.1 GOST R ISO 5725-6-2002 auf Shewhart-Karten zu registrieren.

10.1.2 Die Kontrolle erfolgt mit einer Kontrolllösung, die analog der Kalibrierlösung Nr. 3 gemäß Abschnitt 7.3 hergestellt und analysiert wird.

Das Ergebnis gilt als zufriedenstellend vorausgesetzt

Wo λ-Zähler- Standard zur Kontrolle des Kalibrierungskoeffizienten, %.

λ-Zähler= 7 % bei P = 0,95.

Ist diese Bedingung nicht erfüllt, werden Maßnahmen zur Ermittlung eines neuen Kalibrierungskoeffizienten gemäß Abschnitt 7.3 durchgeführt.

10.2 Überprüfung der Richtigkeit der Messergebnisse

Die Kontrolle erfolgt durch Analyse einer Modellmischung, die auf einem Thermodiffusionsgenerator hergestellt wurde, der mit Mikroflussquellen für Dodecan (Nr. 06.04.017) * oder Tridecan (Nr. 06.04.034) * IBYAL ausgestattet ist. 419319.013 TU-95. Die Massenkonzentration der Analyten in der Mischung muss im MVI-Bereich liegen und mit einem relativen Fehler von nicht mehr als ± 8 % eingestellt werden.

* MI 2590-2004 „GSI-Referenzmaterialien. Katalog 2004-2005"

Die Durchführung von Messungen und die Verarbeitung ihrer Ergebnisse erfolgen gemäß den Absätzen. 8, 9 Methoden. Die Massenkonzentration der Zielsubstanz in der Kontrollmischung wird zweimal gemessen.

Die Kontrollergebnisse gelten als positiv, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

X z, X- spezifizierter und gemessener Wert der Massenkonzentration des Stoffes in der Kontrollmischung;

N= 20 % bei P = 0,95:

11. Registrierung der Messergebnisse

Das Messergebnis wird in der Form geschrieben: ( X±U) mg/m3, wobei U = 0,25×X, mg/m3.

Werden bei der Überwachung des Gehalts der Gesamtkohlenwasserstoffe C 12 – C 19 mehrere Proben entnommen und analysiert, so werden die resultierenden Massenkonzentrationswerte gemittelt.

Anwendung

Reis. 1 Chromatogramm einer Modellmischung von Kohlenwasserstoffen in Chloroform:

1 - Chloroform; 2 - C 13 H 28; 3 - C 14 H 30; 4 - C 15 H 32; 5 - C 16 H 34.

Reis. 2 Probenahmeinstallationsdiagramm

1 - Gaskamin, 2- Probenahmesonde, 3 - Sorptionsrohr, 4 - Manometer, 5 - Thermometer, 6 - Gaszähler, 7 - Aspirator.

Reis. 3. Chromatogramm des Probenextrakts, Kohlenwasserstoffe C 12 – C 19, entnommen aus dem Heizöllager bei 50 °C (ΣC c 12 – c 19 = 26,7 mg/m 3)