CZ2014459A3 - Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu - Google Patents

Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu Download PDF

Info

Publication number
CZ2014459A3
CZ2014459A3 CZ2014-459A CZ2014459A CZ2014459A3 CZ 2014459 A3 CZ2014459 A3 CZ 2014459A3 CZ 2014459 A CZ2014459 A CZ 2014459A CZ 2014459 A3 CZ2014459 A3 CZ 2014459A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
dithiobis
detection
detection tube
aerosol
glass
Prior art date
Application number
CZ2014-459A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ305796B6 (cs
Inventor
Zbyněk Kobliha
Vladimír Pitschmann
Zdeněk Skaličan
Original Assignee
Česká Republika- Ministerstvo Obrany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Česká Republika- Ministerstvo Obrany filed Critical Česká Republika- Ministerstvo Obrany
Priority to CZ2014-459A priority Critical patent/CZ305796B6/cs
Publication of CZ2014459A3 publication Critical patent/CZ2014459A3/cs
Publication of CZ305796B6 publication Critical patent/CZ305796B6/cs

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

Je popsána detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu (látky CS) v ovzduší, kde podstata řešení je, že obsahuje indikační vrstvu tvořenou 99,50 až 99,95 % hmotn. chemicky inertního a nepórovitého zrnitého nosiče a 0,05 až 0,50 % hmotn. 5,5´-dithiobis(2-nitrobenzoové kyseliny) nebo 2,2´-dithiobis(5-nitropyridinu), nad níž je uložena filtrační vrstva ze skelné vaty a skleněná ampulka, která je naplněna směsí dimethylsulfoxidu s N,N-dimethylformamidem s přídavkem 0,1 až 5 % hmotn. octanu amonného. Po odběru vzorku kontaminovaného ovzduší se rozdrtí ampulka, její obsah setřepe na indikační vrstvu a vyhodnotí změna jejího zabarvení. V přítomnosti látky CS vzniká oranžově-červené, případně žluté zabarvení. Detekční trubičku lze použít při chemickém průzkumu a kontrole speciálními jednotkami armády nebo ochrany obyvatelstva, při policejním používání látek k potlačování nepokojů, při implementaci Úmluvy o zákazu chemických zbraní a při kontrole vybraných chemických provozů.

Description

-/- • · « ι • « « ···· · · · » • · * · Μ ··· · · · · · * « · ······ · • · · I » ··· ·· · «·
Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu Oblast techniky
Vynález se týká složení indikační náplně, detekčního roztoku a konstrukčního uspořádání detekční trubičky určené k jednoduchému, rychlému a citlivému průkazu aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu v ovzduší.
Dosavadní stav techniky 2-chlorbenzylidenmalononitril (látka CS) je bojová chemická látka s dráždivým účinkem na oční sliznici, dýchací cesty i pokožku [Olajos E.J., Salem H.: J. Appl. Toxicol. 21, 355 (2001)]. Bezpečnostní a policejní síly na celém světě ji používají ve formě aerosolu jako chemický prostředek k potlačování nepokojů, k překonání odporu pachatele nebo na vlastní obranu. Použití těchto prostředků jako metody vedení války je však Úmluvou o všeobecném zákazu chemických zbraní (1993) zapovězeno.
Jednoduchá a rychlá analýza látky CS v terénních podmínkách je důležitou součástí chemického průzkumu a chemické kontroly. K těmto účelům bylo již dříve navrženo několik typů detekčních trubiček, jež se liší konstrukčním řešením, reaktivitou, stabilitou a selektivitou použitých činidel. Látku CS lze v ovzduší prokázat detekční trubičkou založenou na tzv. Zimmermannově reakci [Zimmermann W.: Z. Physiol. Chem. 233, 257 (1935)], která obvykle obsahuje silikagel s imobilizovaným 1,3-- dinitrobenzenem a ampulku s20% hydroxidem sodným. Tato detekční trubička poskytuje v přítomnosti látky CS červené zabarvení, podobně jako chloracetofenon a některé jiné sloučeniny. Metoda byla modifikována použitím kyseliny pikrové, která poskytuje oranžové zabarvení [Pitschmann V., Kobliha Z., Tušarová I.: Science & Military 2, 11 (2010)]. Selektivnější je detekční trubička obsahující silikagel nasycený některými chinony a ampulku s hydroxidem amonným vmeťhanolu nebo s jinou zásadou. V závislosti na použitém chinonu vzniká celá škála zabarvení: s /?-chinonem modré, schloranilem zelené, s 1,4-naftochinonem fialové a s 2,3-brom-1,4--naftochinonem modré [WiacekK., Makles Z.: iPL /Pat] 83474 (1976)]. Známá je také
detekční trubička s ampulkou naplněnou roztokem ninhydrinu, která v přítomnosti látky CS poskytuje žluté zbarvení [EichardtA., OlthoffU., FriedelB.: pD /Pat) 299^)87 (1992)], nebo detekční trubička s nitroprusidem sodným imobilizováným na silikagelu, jenž poskytuje zbarvení červené. Již delší dobu je známo, že benzofurazan-l-oxid reaguje s látkou CS za vzniku fialového zabarvení [HaddadinM., KhalidiU., TurjumanN., Ghougassian R.: Anal. Chem. 46, 2072 (1974)]. Tento poznatek byl využit při návrhu detekčních trubiček se silikagelem impregnovaným 5-chlor--benzofurazan-3-oxidem [Pitschmann V., Halámek E., Kobliha Z.: CZ14444 (2004)], 7-"*chlor-4-nitrobenzofurazanem, 4-nitro-2,l,3-benzothiadiazolem [Pitschmann V., Halámek E., Kobliha Z.: CZ 14443J (2004)] nebo s jinými deriváty [Pitschmann V.: CZ 25040 (2013)], které obsahují i alkalický detekční roztok v ampulce. Jedno z novějších konstrukčních řešení detekční trubičky je založené na oxidaci látky CS manganistanem draselným na kyanidy, jež dávají citlivou reakcí na polymethinové barvivo [Pitschmann V., TušarováL, Halámek E., Kobliha Z.: CZ 17644 (2007)]. Byla navržena i detekční trubička založená na reakci látky CS se sirouhlíkem a měďnatou solí za vzniku žlutého komplexu [Pitschmann V., Kobliha Z.: CZ 22993 (2011)].
Jedním ze základních problémů polní analýzy aerosolů dráždivé látky CS (včetně kolorimetrických detekčních trubiček a jiných jednoduchých technických prostředků založených na barevné reakci) je fakt, že stejné nebo podobné zabarvení jako látka CS v mnoha případech poskytuje také látka CN (chloracetofenon), která se dosud používá jako chemická policejní látka v mnoha zemích světa a nadále patří mezi potenciální bojové chemické látky. Je proto nanejvýš žádoucí navrhnout takové složení a konstrukci detekční trubičky, aby umožňovala selektivní průkaz látky CS i v přítomnosti látky CN a zároveň odolávala vlivu ostatních rušivých substancí ze skupiny alkylujících látek nebo silně redukujících plynů a par.
Nejbližším známým řešením je detekční trubička na látku CS, která je založena na její reakci s 2,2'-dithiobis(5-nitropyridinem) [Pitschmann V.: Chem. Listy 91, 125 (1997)]. Tato trubička byla popsána ve dvou variantách. První varianta obsahuje vrstvu silikagelu a ampulku s roztokem chromogenního činidla v dimethylsulfoxidu. Druhá varianta obsahuje vrstvu silikagelu impregnovaného chromogenním činidlem a ampulku s dimethylsulfoxidem. V přítomnosti látky CS v obou případech vzniká žluté zabarvení. Autoři sdělení uvádějí (bez dalších podrobností), že jako chromogenní činidlo podobně
X • « « • « « • · · • · · • · · · · · reaguje i 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoová kyselina), která poskytuje červenooranžové zabarvení. Nevýhody popsané detekční trubičky na bázi aromatického bisulfídu jsou tyto: nízká stabilita chromogenního činidla v roztoku (v ampulce), nízká specifičnost detekce (silikagel zachycuje velké množství plynů a par s redukčními účinky na chromogenní činidlo), nízká odolnost systému vůči nižším teplotám venkovního prostředí (dimethylsulfoxid tuhne při 19 °C) a poměrně malá rychlost chemické barevné reakce. Všechny tyto nedostatky odstraňuje řešení podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2- -chlorbenzylidenmalononitrilu v ovzduší s chromogenním činidlem 5,5'-dithiobis(2- -nitrobenzoovou kyselinou) nebo 2,2'-dithiobis(5-nitropyridinem) a s detekčním činidlem dimethylsulfoxidem, která obsahuje indikační vrstvu tvořenou 99,50 až 99,95 % .(hmdfchemicky inertního a nepórovitého zrnitého nosiče a 0,05 až 0,50 % V*' jihnu} 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoové kyseliny) nebo 2,2'-dithiobis(5-nitropyridinu), nad níž je uložena filtrační vrstva ze skelné vaty a skleněná ampulka, která je naplněna
směsí dimethylsulfoxidu s V^V-dimethylformamidem s přídavkem 0,1 až 5% octanu amonného.
Princip metody je pravděpodobně založen na rozkladu látky CS za vzniku vysoce reaktivního malononitrilu, který redukuje aromatický bisulfid na příslušný barevný thiol (obr. 1). / h2c^
CN
CN +
CN
S—CH HOOC
CN +
HOOC
Obr. 1 Schéma reakce malononitrilu (produktu rozkladu látky CS) s 5,5'-dithiobis(2--nitrobenzoovou kyselinou) >
Rozklad látky CS usnadňuje přídavek octanu amonného, který zároveň zajišťuje vhodné prostředí pro následnou barevnou analytickou reakci. Směs aprotických rozpouštědel dimethylsulfoxidu a V,V-dimethylformamidu prohlubuje konečný barevný efekt a umožňuje aplikaci detekčního roztoku, a tím i celé detekční trubičky, i v zimních klimatických podmínkách (A^iV-dimethylformamid tuhne při -61 °C). Rychlost reakce (vizualizace) a intenzita zabarvení se zvyšuje s podílem dimethylsulfoxidu v detekčním roztoku. Zavedení inertního nepórovitého nosiče, například drceného skla nebo porcelánu, prakticky vylučuje záchyt za běžných podmínek rušivých těkavých plynů a par jako jsou sulfan, oxid siřičitý, kyanovodík nebo alifatické thioly. Aerosol látky CS je efektivně zachycen filtrační vložkou z inertní skelné vaty.
Použití detekční trubičky je následující: skleněná trubice se na obou koncích otevře a pomocí ručního nasávací zařízení nebo elektrické pumpy odebere vzorek λ kontrolovaného vzduchu (1 dm ). Poté se rozdrtí ampulka, její obsah setřepe a pozoruje změna zabarvení indikační vrstvy. Přítomnost látky CS je v případě 5,5'-dithiobis(2--nitrobenzoové kyseliny) indikována žlutým až červeným zabarvením a v případě 2,2'--dithiobis(5-nitropyridinu) žlutým zabarvením, jehož intenzita je úměrná koncentraci škodliviny (tab. 1).
Tab. 1 Závislost zabarvení indikační vrstvy na množství látky CS (nosič drcené sklo, 90 % dimethylsulfoxidu v detekčním roztoku)
Množství látky CS, pg Zabarvení indikační vrstvy 0 Beze změny (bezbarvá) 0,5 Světle žlutá 2,5 Světlá oranžová 5 Oranžově červená 10 Výrazná oranžově červená 25 Intenzivní oranžově červená 50 Intenzivní červená
Limit detekce je 0,5 pg látky CS, to je 0,5 mg/m3 při odběru 1 dm3 vzorku vzduchu. Maximálně intenzita zabarvení se objeví (v závislosti na obsahu dimethylsulfoxidu v detekčním roztoku) za 60 až 300 sekund. Výsledky detekce reálných vzorků látky CS pomocí navržené detekční trubičkou uvádí tab. 2. ··(« ··(« • · · · • · • · · • · · · Λ • · · · · · • · ·
Tab. 2 Výsledky detekce reálných vzorků látky CS navrženou detekční trubičkou, činidlo 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoová kyselina); jako referenční metoda použito spektrofotometrické stanovém 1,3-dinitrobenzenem Dáno, mg/mJ Nalezeno, mg/m3 Navržená metoda Referenční metoda 0,6 0,5 0,7 1,2 1 1,1 6,0 5 6,3 12,0 10 11,9 w—hn^±ίη£πΓ v»**»* Příklad 1
Detekční trubička je tvořena skleněnou trubicí postupně naplněnou indikační náplní, filtrační vložkou a tenkostěnnou skleněnou ampulkou s detekčním roztokem. Indikační náplň spolu s filtrační vrstvou je proti pohybu zajištěna polyethylenovými tělísky, která propouštějí páry a aerosol látky CS. Skleněná trubice je po naplnění hermeticky uzavřena zatavením. „ — ffň>
Indikační náplň je připravena impregnací drceného skla o změní 0,5^1,0 mm impregnačním roztokem, který obsahuje 2,0 % 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoové kyseliny) v bezvodém ethanolu. Na 100 g nosiče je spotřebováno 20 ml impregnačního roztoku. Impregnovaný nosič je vysušen volně na vzduchu a naplněn do skleněné trubice na vrstvu vysokou 20 mm. Filtrační vložka je tvořena vrstvou inertní skelné vaty o tloušťce 2 mm. Skleněná ampulka obsahuje 5% roztok octanu amonného ve směsi dimethylsulfoxid - V,V-dimethylformamid (9:1). Příklad 2
Konstrukce detekční trubičky je obdobná jako u příkladu^. Indikační náplň je připravena impregnací drceného porcelánu o změní 0,6-0,8 mm impregnačním roztokem, který obsahuje 1,0% 2,2'-dithiobis(5-nitropyridinu) vmethanolu. Na 100 g nosiče je spotřebováno 25 ml impregnačního roztoku. Impregnovaný nosič je vysušen
A
ftc • · · · • · · • · « « • · · · · * volně na vzduchu a naplněn do skleněné trubice na vrstvu vysokou 30 mm. Filtrační vložka je tvořena vrstvou inertní skelné vaty o tloušťce 2 mm. Skleněná ampulka obsahuje 0,5 J% roztok octanu amonného ve směsi dimethylsulfoxid - jV,jV-dimethyl-vl/ -formamid (8:2).
Průmyslová využitelnost
Detekční trubička k jednoduchému, rychlému a citlivému průkazu aerosolu dráždivé látky CS v ovzduší je použitelná při chemickém průzkumu a chemické kontrole prováděné vojenskými jednotkami a jednotkami ochrany civilního obyvatelstva, při bezpečnostních operacích spojených s používáním chemických látek k potlačování nepokojů, při implementaci Úmluvy o zákazu chemických zbraní a při kontrole vybraných chemických provozů.
X

Claims (2)

  1. • 9 9 · * * · • * · • · · • · · · 9 9 · ·*·· I » I I « « * * « € · < « ·« « * < * 9ti *»· 1. Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu v ovzduší s chromogenním činidlem 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoovou kyselinou) nebo 2,2'-dithiobis(5- -nitropyridinem) a s detekčním činidlem dimethylsulfoxidem, vyznačující se tím, že obsahuje indikační vrstvu tvořenou 99,50 až 99,95 % ^hmC^diemicky inertního a nepórovitého zrnitého kř** nosiče a 0,05 až 0,50 % 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoové kyseliny) nebo 2,2'-dithiobis(5--nitropyridinu), nad níž je uložena filtrační vrstva ze skelné vaty a skleněná ampulka, která je naplněna směsí dimethylsulfoxidu s iV,JV-dimethylformamidem s přídavkem 0,1 až 5 %Xhn<5p octanu amonného.
  2. 2. Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu v ovzduší podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako chemicky inertní a nepórovité nosiče jsou použity drcené sklo a drcený porcelán o velikosti částic 0,4 až 1,2 mm.
CZ2014-459A 2014-07-02 2014-07-02 Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu CZ305796B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-459A CZ305796B6 (cs) 2014-07-02 2014-07-02 Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-459A CZ305796B6 (cs) 2014-07-02 2014-07-02 Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014459A3 true CZ2014459A3 (cs) 2016-03-16
CZ305796B6 CZ305796B6 (cs) 2016-03-16

Family

ID=55456282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-459A CZ305796B6 (cs) 2014-07-02 2014-07-02 Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ305796B6 (cs)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD299087A5 (de) * 1988-12-22 1992-03-26 Jenapharm Gmbh,De Verfahren zur herstellung eines indikatorroehrchens
CZ17644U1 (cs) * 2007-06-01 2007-07-02 Oritest Spol. S R. O. Detekční trubička pro stanovení látky CS

Also Published As

Publication number Publication date
CZ305796B6 (cs) 2016-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Seto et al. Sensing technology for chemical-warfare agents and its evaluation using authentic agents
Celeiro et al. Simultaneous determination of trace levels of multiclass fungicides in natural waters by solid-phase microextraction-gas chromatography-tandem mass spectrometry
Švorc et al. Analytical Methods for the Detection of Osmium Tetroxide: A Review.
Namera et al. Analysis of anatoxin-a in aqueous samples by solid-phase microextraction coupled to high-performance liquid chromatography with fluorescence detection and on-fiber derivatization
EP3173487A1 (en) Device for detection of halogenated hydrocarbons
CN106546549A (zh) 一种单质硫含量的紫外分光光度测定法
CZ2014459A3 (cs) Detekční trubička ke zjišťování aerosolu 2-chlorbenzylidenmalononitrilu
Hill et al. Determination of colloidal and dissolved silver in water samples using colorimetric solid-phase extraction
Hughes et al. Determination of acetylene in air in concentrations from ten parts per billion to ten parts per million
US9841410B2 (en) Liquid phase phenol analysis
RU2342648C1 (ru) Способ определения ртути в твердой золотой матрице
EP2984481B1 (en) Composition for the detection of alcohol vapors in an air sample
US4083691A (en) Method for detecting contaminants in water
CZ22993U1 (cs) Detekční trubička se siroublikem ke zjišťování policejní látky CS
Pitschmann et al. Ellman'S reagent for analysis of o-chlorobenzylidene malononitrile (cs riot control agent) in solid samples
Raman et al. Morpholine as an absorbing reagent for the determination of sulphur dioxide
Christova-Bagdassarian et al. Spectrophotometric determination of sodium azide in workplace air
CZ17644U1 (cs) Detekční trubička pro stanovení látky CS
CZ25040U1 (cs) Detekční trubička s 4-chlor-5,7-dinitrobenzofurazanem ke zjišťování dráždivých látek CS a CN
Pitschmann et al. Detector tube with picric acid used to detect irritating CN and CS agents in the air
Pitschmann et al. The use of tristimulus colorimetry for the determination of hydrogen cyanide in air by a modified König method
CZ27400U1 (cs) Detekční trubička s isatinem ke zjišťování policejní látky CS
Pitschmann et al. Detection of 2-(dialkylamino) ethanethiols and V-series nerve agents in water and aqueous solutions using Folin-Ciocalteu reagent
WO2016025714A1 (en) Chloropicrin sensor
Pitschmann et al. A new tool for detecting the riot control agents CS and CN in air using 4-chloro-5, 7-dinitrobenzofurazan