Титриметрический способ определения массовой доли основного вещества -хлорвиниларсоновой кислоты

Титриметрический способ определения массовой доли основного вещества -хлорвиниларсоновой кислоты

Реферат

Изобретение относится к исследованию и анализу небиологических материалов химическими способами, конкретно к определению массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты (продукта деструкции отравляющего вещества люизита) путем титрования в присутствии химического индикатора.

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 поверкой и градуировкой средств измерения, разработкой и метрологической аттестацией методик выполнения измерений содержания отравляющего вещества люизита и продуктов его деструкции в контролируемых средах, для контроля показателей качества измерений, выполняемых аттестованными химико-аналитическими лабораториями, необходима метрологическая аттестация стандартных образцов. Основной задачей метрологической аттестации является точное определение массовой доли основного вещества определяемого (исследуемого) продукта [1-4]. Основным методом определения массовой доли основного вещества согласно МИ 2574-2000 считается титриметрический метод, обладающий наименьшей погрешностью определения в сравнении с фотометрическими и газохроматографическими методами.

Известны способы количественного определения мышьяксодержащих веществ, в том числе отравляющих, основанные на предварительной минерализации с последующим определением либо мышьяковистого водорода, либо мышьяковой кислоты преимущественно колориметрическим методом. Методы характеризуются длительностью пробоподготовки и использованием относительно токсичных и дорогих реактивов [5, 6].

В этих же работах [5, 6] описаны экспрессные способы количественного определения люизитов и их аналогов по количеству выделяющегося ацетилена при обработки пробы щелочью объемным определением [5, 6].

Более близким способом определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты считается способ определения, который описан в «Способе раздельного определения в воде β-хлорвинилдихлорарсина на уровне ПДК и β-хлорвиниларсоновой кислоты» [7]. Сущность этого способа заключается в том, что раздельное определение веществ достигается проведением щелочного гидролиза β-хлорвинилдихлорарсина и β-хлорвиниларсоновой кислоты при различных температурных условиях, причем содержание β-хлорвинилдихлорарсина определяют при 20°С, при 80°С определяют суммарное содержание, после чего из этого содержания вычетают содержание β-хлорвинилдихлорарсина и определяют содержание β-хлорвиниларсоновой кислоты. Ацетилен, выделяющийся при щелочном гидролизе исследуемых веществ, определяется газохроматографически с ошибкой определения от 5 до 35% в зависимости от концентрации веществ в растворе. Однако относительно высокая погрешность этого способа исключает возможность его использования для метрологической аттестации государственных стандартных образцов.

Недостатками данного способа также являются значительная сложность пробоподготовки, необходимость поддержания заданных температурных режимов и дорогостоящее оборудование для проведения газохроматографического анализа.

Целью предлагаемого изобретения является исключение стадии сложной пробоподготовки и использования дорогостоящего оборудования, простота проведения анализа в заводской лаборатории (достаточно лабораторной посуды и двух химических реагентов), снижение погрешности количественного определения до 1,0% при определении массовой доли основного вещества в стандартных образцах β-хлорвиниларсоновой кислоты в различной категории.

Указанная цель достигается применением титриметрического способа определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты методом нейтрализации.

Суть предлагаемого способа заключается в том, что анализируемое вещество - β-хлорвиниларсоновую кислоту, представляющую собой органическую кислоту, нейтрализуют слабым раствором щелочи при температуре (20±5)°С, что исключает щелочной гидролиз хлорвиниловой группы. Точку эквивалентности определяют по кислотно-основному индикатору.

Предлагаемый способ измерения массовой доли основного вещества в исследуемом образце проводят в следующей последовательности.

В коническую колбу объемом 100 см³ отбирают пробу β-хлорвиниларсоновой кислоты массой 0,1-0,3 г, вносят 50 см³ дистиллированной воды и 2 капли индикатора 0,1% водно- спиртового раствора фенолфталеина. После полного растворения β-хлорвиниларсоновой кислоты раствор медленно титруют 0,1н. раствором гидроксида натрия до резкого изменения окраски индикатора с бесцветной до розовой. (В период титрования допускается использование магнитной мешалки.)

Вычисление результатов измерений массовой доли основного вещества в образце β-хлорвиниларсоновой кислоты проводят по формуле:

где: V₁ - объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование навески образца β-хлорвиниларсоновой кислоты, см³;

V₂ - объем рабочего раствора, пошедший на титрование холостой пробы и разложение индикатора, см³;

К - поправочный коэффициент к титру раствора гидроксида натрия (К=1 при использовании стандарт-титра);

0,00932135 - количество β-хлорвиниларсоновой кислоты, эквивалентное 1 см³ 0,1 н. раствора гидроксида натрия, г/см³;

q - навеска β-хлорвиниларсоновой кислоты, г.

За результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать (при разработке государственных стандартных образцов, стандартных образцов) ±1,0%.

Результаты анализа массовой доли основного вещества в β-хлорвиниларсоновой кислоте представлены в таблице.

Таблица
Результаты определения массовой доли основного вещества состава β-хлорвиниларсоновой кислоты и его смесей для аттестации с элементами статистической обработки
Содержание в образце	Номер результата КХА	Результаты параллельных определений, %	Среднее арифметическое 2-х параллельных определений, %	Среднее определение (n=12), %	Доверительный интервал среднего значения при Р=0,95,%
1	2
1	2	3	4	5	6	7
96,0%	1	96,2	95,8	96,00	96,025	0,110
2	96,1	96,3	96,20
3	95,9	95,7	95,80
4	96,3	96,0	96,15
5	95,7	96,3	96,00
6	96,0	95,9	95,95
7	96,4	95,7	96,05
8	95,8	96,1	95,95
9	96,2	95,6	95,90
10	96,5	96,1	96,30
11	95,5	96,0	95,75
12	96,4	96,1	96,25
Смесь для аттестации 93,0%	1	93,0	92,9	92,95	92,996	0,107
2	92,8	93,1	92,95
3	92,7	92,9	92,80
4	93,1	93,4	93,25
5	93,2	92,8	93,00
6	93,1	93,3	93,20
7	92,9	93,1	93,00
8	92,6	93,2	92,90
9	93,1	92,9	93,00
10	92,9	93,3	93,10
11	93,2	93,1	93,15
12	92,5	92,8	92,65
Смесь для аттестации 91,0%	1	90,8	91,1	90,95	91,008	0,095
2	91,2	90,8	91,00
3	90,7	90,6	90,65
4	91,3	91,2	91,25
5	91,1	91,0	91,05
6	91,4	90,5	90,95
7	91,0	91,3	91,15
8	90,8	91,2	91,00
9	91,1	91,2	91,15
10	90,9	91,0	90,95
11	90,8	91,3	91,05
12	90,9	91,0	90,95

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. Мн. 1998. 25 с.

3. ГОСТ Р ИСО 5725-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. М. 2002. Ч.1-5.

4. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. МИ 2336-2002. 48 с.

5. Соборовский Л.З., Якубович А.Я. Синтез отравляющих веществ. М.: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1939. 252 с.

6. Франке З., Франц П. и др. Химия отравляющих веществ. Т.2. М.: Химия, 1973. 406 с.

7. Полякова Г.Ю., Кучинский Е.В. и др. Патент на изобретение №2163016. Войсковая часть 61469, 1998.

Титриметрический способ определения массовой доли основного вещества β-хлорвиниларсоновой кислоты в водных растворах, включающий растворение пробы β-хлорвиниларсоновой кислоты массой 0,1-0,3 г в 50 мл воды, добавление 2-х капель 0,1% водно-спиртового раствора фенолфталеина в качестве индикатора, титрование 0,1 н. раствором гидроксида натрия до розового окрашивания и вычисление массовой доли основного вещества по формуле

где V₁ - объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия, пошедший на титрование навески образца β-хлорвиниларсоновой кислоты, см³;

V₂ - объем рабочего раствора, пошедший на титрование холостой пробы и разложение индикатора, см³;

K - поправочный коэффициент к титру раствора гидроксида натрия (K=1 при использовании стандарт-титра);

0,00932135 - количество β-хлорвиниларсоновой кислоты, эквивалентное 1 см³ 0,1н. раствора гидроксида натрия, г/см³;

q - навеска β-хлорвиниларсоновой кислоты, г,

за результат измерений принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать ±1%.