CZ284693B6

CZ284693B6 - Souprava pro analytickou kontrolu průmyslových škodlivin

Info

Publication number: CZ284693B6
Application number: CS923126A
Authority: CZ
Inventors: Vlad. Pitschmann; Emil Prof. Ing. Halámek; Ivana Ing. Tušarová
Original assignee: Oritest Spol. S R.O.
Priority date: 1992-10-14
Filing date: 1992-10-14
Publication date: 1999-02-17
Also published as: CZ312692A3; SK312692A3

Abstract

Souprava pro analytickou kontrolu průmyslových škodlivin složená z univerzálních trubičkových detektorů a kapsulovaných činidel, která se před testováním rozpustí a roztokem se nasytí vrstva sorbentu detektoru, která se při reakci s průmyslovou škodlivinou charakteristicky zbarví. Souprava obsahuje činidlo ke stanovení chlóru a oxidů dusíku, tvořené kapsulovaným redoxním indikátorem aminového typu, např. o-dianizidi- niumchloridem a rozpuštědlem, např. vodou, činidlo ke stanovení sulfanu, oxidu siřičitého a kyanovodíku, tvořené kapsulovaným organickým disulfidem, např. kyselinou 5,5-dithiobis(2-nit- robenzoovou) a rozpouštědlem dimethylsulfoxidem, činidlo ke stanovení sirouhlíku, tvořené kapsulovanou amonnou solí nebo aminem, např. octanem amonným, činidlo ke stanovení oxidu siřičitého, tvořené kapsulovanou kyselinou 2,4,6-trinitrobenzoovou, kapsulovanou amonnou solí nebo aminem, např. octanem amonným podle nároku 4 a rozpouštědlem směsí dimethylsulfoxid-vodŕ

Description

Způsob analytické kontroly průmyslových škodlivin

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu mobilní analytické kontroly plynných a prchavých průmyslových škodlivin, a to chlóru, oxidů dusíku, oxidu siřičitého, sulfanu, sirouhlíku, formaldehydu, kyanovodíku, fosgenu, fluorovodíku, chloridu fosforitého, amoniaku a chlorovodíku.

Dosavadní stav techniky

Pro analytickou kontrolu plynných a prchavých průmyslových škodlivin jsou vedle citlivých a přesných instrumentálních metod a automatických analyzátorů používané i jednoduché prostředky pro získání orientačních údajů o koncentraci toxických látek v ovzduší. Tyto jsou založeny na barevné reakci specificky působících činidel s určovanou látkou. Podle technického řešení to jsou trubičkové detektory, indikátorové papírky, tužkové detektory ajiné prostředky [VÁŇA J.: Analyzátory plynů a kapalin, SNTL Praha 1984]. Nejznámější jednoduché prostředky jsou trubičkové detektory, plněné sorbentem, impregnovaným činidlem, případné s činidlem, dávkovaným v ampulkách. Jejich nevýhodou je zpravidla nízká životnost, vysoká cena a skutečnost, že pro každou průmyslovou škodlivinu je třeba použít zvláštní detekční prostředek. Známé soupravy jsou tvořeny prostým součtem prostředků uvedeného typu.

Podstata wnálezu

Podstata vynálezu spočívá ve způsobu analytické kontroly průmyslových škodlivin, zejména stanovení sulfanu, oxidu siřičitého, sirouhlíku a kyanovodíku tak, že se na zkoumaný vzorek působí činidlem na bázi organického disulfidu, čímž dochází ke změně zabarvení vzorku, které je dále vyhodnocováno s tím, že ke zvýšení citlivosti stanovení uvedených látek se jako rozpouštědlo pro organický disulfíd používá dimethylsulfoxid a k odlišení sirouhlíku od sulfanu, oxidu siřičitého a kyanovodíku se přidá alifatický amin nebo amonná sůl.

S výhodou je jako organický disulfíd použita přednostně kyselina 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoová).

S výhodou je čistota dimethylsulfoxidu jako rozpouštědla minimálně 98 %.

S výhodou se jako alifatický amin nebo amonná sůl použije přednostně octan amonný.

Souprava pro analytickou kontrolu průmyslových škodlivin je tvořena univerzálními trubičkovými detektory a kapsulovanými činidly, která se před testováním rozpustí a roztokem se nasytí vrstva sorbentu detektoru, která se pak při reakci s průmyslovou škodlivinou charakteristicky zbarví. Univerzální trubičkový detektor je tvořen trubičkou z průhledného inertního materiálu, do které je vložen sorbent, např. silikagel, skleněná drť nebo proužky papíru ze skleněných vláken. Plynné a parovzdušné vzorky jsou nasávány ručním nasávačem. Souprava kromě toho obsahuje potřebné laboratorní pomůcky a návod pro provádění systematické a frontální analýzy. Soupravou podle vynálezu je možno provádět mobilní analytickou kontrolu výše uvedených průmyslových škodlivin v koncentracích blízkých maximálně přípustným koncentracím v pracovním ovzduší. Souprava kromě toho umožňuje i orientační zjištění dalších látek ze skupiny vzdušných oxidantů, redukovadel, kyselin nebo zásad. Přidáním dalších kapsulovaných činidel a rozpouštědel se rozšiřuje počet určovaných škodlivin a zvyšuje citlivost testů. Vyšší citlivosti testů lze dosáhnout i vyšším počtem zdvihů při nasávání. Činidlo na určení chlóru a oxidů dusíku je tvořeno kapsulovaným redoxním indikátorem aminového typu, např. o

-1 CZ 284693 B6 dianizidiniumchloridem a rozpouštědlem, např. vodou. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, která se při působení oxidačních látek zbarví např. modře. Činidlo k určení sulfanu, oxidu siřičitého a kyanovodíku je tvořeno kapsulovaným organickým disulfidem, např. kyselinou 5,5-dithiobis(2-nitrobenzoovou) a rozpouštědlem dimethylsulfoxidem. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, která se v přítomnosti určovaných látek zbarví oranžově až červeně. Princip je založen na redukci organického disulfidu na žlutý thiol, který v prostředí dimethylsulfoxidu přechází na výraznější zbarvení. Činidlo k určení sirouhlíku je tvořeno kapsulovanou amonnou solí nebo aminem, např. octanem amonným, která se přidává k analytickému činidlu na určení sulfanu, oxidu siřičitého a kyanovodíku. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, která se působením sirouhlíku zbarví červeně. Činidlo k určení oxidu siřičitého je tvořeno kapsulovanou kyselinou 2,4,6-trinitrobenzoovou, kapsulovanou amonnou solí nebo aminem, např. octanem amonným a rozpouštědlem směsí dimethylsulfoxid-voda nebo samotnou kapsulovanou kyselinou 2,4,6-trinitrobenzoovou a rozpouštědlem směsí pyridin-voda. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, která se v přítomnosti oxidu siřičitého zbarví stabilně červeně. Princip je založen na vzniku komplexu s přenosem náboje. Činidlo na určení formaldehydu je tvořeno kapsulovanou amonnou solí nebo aminem, např. octanem amonným, acetylacetonem a rozpouštědlem, např. methanolem. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, kde působením formaldehydu dochází ke vzniku žlutého zbarvení. Princip je založen na vzniku 3,5diacetyl-l,4-dihydrolutidinu. Činidlo k určení fosgenu je tvořeno kapsulovaným 4-(pnitrobenzyl)pyridinem a organickým rozpouštědlem, např. methanolem. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, kde působením fosgenu dochází ke vzniku žlutého až oranžového zbarvení. Princip je založen na acylačním působení fosgenu a vzniku konjugovaného systému. Činidlo k určení kyanovodíku je tvořeno kapsulovaným dichlorizokyanurátem sodným a rozpouštědlem vodou, které se přidávají do analytického činidla k určení fosgenu. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, kde působením kyanovodíku vzniká žluté až oranžové zbarvení. Princip je založen na tvorbě chlórkyanu, který poskytuje s uvedenými činidly polymetinové barvivo. Činidlo k určení fluorovodíku a chloridu fosforitého je tvořeno kapsulovanou methylthymolovou modří s dusičnanem thoričitým a rozpouštědlem vodou. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, na které dochází působením fluorovodíku nebo chloridu fosforitého k odbarvování modrého komplexu. Princip je založen na tvorbě fluoridu nebo fosforitanu thoričitého a volné methylthymolové modři. Činidlo k určení chlorovodíku a chloridu fosforitého je tvořeno kapsulovaným acidobazickým indikátorem, např. sodnou solí methyloranže a rozpouštědlem vodou. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, na které dochází působením chlorovodíku, chloridu fosforitého a jiných kyselých látek k barevnému přechodu, např. ze žluté na červenou. Činidlo k určení amoniaku a chlóru je tvořeno kapsulovanou kyselou látkou, např. hydrogensíranem draselným, která se přidává k analytickému činidlu k určení chlorovodíku a chloridu fosforitého. Roztokem činidla se nasytí vrstva sorbentu univerzálního trubičkového detektoru, kde působením amoniaku a j iných silných zásad dochází ke změně zbarvení, např. z červené na žlutou a v přítomnosti chlóru dochází k odbarvení. Podle vynálezu je souprava prostředků určena pro mobilní analytickou kontrolu nej významnějších plynných a prchavých průmyslových škodlivin jako orientačních testů v provozu, terénních i laboratorních podmínkách. Její výhodou je skutečnost, že obsahuje univerzální trubičkové detektory, které lze impregnovat potřebným činidlem až před kontrolou. Uplatnění univerzálních trubičkových detektorů a kapsulovaných činidel zaručuje dlouhou životnost prostředku, jeho nízkou pořizovací cenu, vysokou kapacitu a altemativnost testů a jednoduché provádění frontální i systematické analýzy. Výhodou soupravy podle vynálezu je variabilnost jejího použití a možnost zvýšení citlivosti testů přidáním dalších činidel.

Souprava obsahuje 9 kapsulovaných, tj. pevných činidel (a 4 ampule s rozpouštědly). Všechna tato činidla jsou jednosložková, tzn. obsahují pouze jednu chemickou sloučeninu nebo komplex.

-2CZ 284693 B6

Těchto chemických sloučenin (výjimky jsou uvedeny v příkladech) nelze použít samostatně a přímo ke stanovení jakékoliv ze škodlivin, pro které je souprava určena. To je možné jen po vzájemné a přesně popsané kombinaci těchto látek, čímž je dosaženo vytvoření nových účinných chromogenních činidel.

Těchto 9 chemických sloučenin umožňuje zjišťovat minimálně 12 průmyslových škodlivin (jsou přesně vymezeny). Navíc umožňují i jejich vzájemné rozlišení. Aby bylo dosaženo stejného výsledku s použitím známých a běžných činidel, muselo by být použito násobku uvedeného počtu chemických sloučenin.

Tyto vlastnosti má souprava podle vynálezu jen za přítomnosti všech uvedených chemických látek a ve spojení s prostředkem, který umožňuje jejich funkci, tzn. s univerzálním trubičkovým detektorem jako nosičem. Jednotlivé složky soupravy nelze použít pro dosažení některého z cílů soupravy samostatně.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Souprava pro analytickou kontrolu průmyslových škodlivin obsahuje:

Přepravní obal	1 ks
univerzální trubičkový detektor	100 ks
tuby s kapsulovanými činidly	9x10 ks
láhve s rozpouštědly	4x50 ml
univerzální nasávač (100 cm³)	1 ks
injekční stříkačky	4 ks
zkumavky s uzávěrem	12 ks
rukavice	3pár
návod k použití	1 ks

Příklad 2

Kapsulovaná činidla, uvedený obsah jedné kapsule, mg:

o-dianizidiniumchlorid kyselina 5,5-dithiobis(2-nitrobenzoová) kyselina 2, 4, 6-trinitrobenzoová 4-(p-nitrobenzyl)pyridin dichlórizokyanurát sodný methylthymolová modř a dusičnan thoričitý methyloranž sodná sůl octan amonný hydrogensíran draselný

0,2 (0,2)

Ampule s rozpouštědly obsahují vodu, methanol, dimethylsulfoxid, acetylaceton a doplňkové rozpouštědlo pyridin.

Příklad 3

Obsah kapsule s o-dianizidiniumchloridem rozpustit ve 2 ml vody a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká modré zbarvení náplně při koncentraci chlóru 6 mg.m'³ a při koncentraci oxidů dusíku 20 mg.m'³. Citlivost testu je možno zvýšit na 3 mg.m'³, resp. 10 mg.m’³, úpravou acidity prostředí použitím kapsulovaného hydrogensíranu draselného, rozpuštěného v 2 ml vody, přičemž vzniká červené zbarvení.

Příklad 4

Obsah kapsule s kyselinou 5,5-dithiobis(2-nitrobenzoovou) rozpustit ve 2 ml dimethylsulfoxidu a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká červené zbarvení náplně při koncentraci sulfanu 20 mg.m’³, oranžové zbarvení při koncentraci oxidu siřičitého 60 mg.m'³ a oranžové až červené zbarvení při koncentraci kyanovodíku 30 mg.m’³.

Příklad 5

Obsah kapsule s kyselinou 5,5-dithiobis(2-nitrobenzoovou) a obsah kapsuly s octanem amonným rozpustit ve 2 ml dimethylsulfoxidu a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká červené zbarvení náplně při koncentraci sirouhlíku 30 mg.m'³.

Příklad 6

Obsah kapsule s kyselinou 2,4,6-trinitrobenzoovou a obsah kapsule s octanem amonným rozpustit ve 2 ml směsi dimethylsulfoxid-voda (v poměru 1:1) a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká intenzivní červené zbarvení náplně při koncentraci oxidu siřičitého 40 mg.m'³.

Příklad 7

Obsah kapsule s kyselinou 2,4,6-trinitrobenzoovou rozpustit ve 2 ml směsi pyridin-voda (v poměru 1:1) a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká intenzivní červené zbarvení náplně při koncentraci oxidu siřičitého 30 mg.m’³.

Příklad 8

Obsah kapsule s octanem amonným rozpustit v 1,5 ml methanolu, přidat 0,5 ml acetylacetonu a 0,2 ml tohoto roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká žluté zbarvení náplně při koncentraci fosgenu 5 mg.m'³.

Příklad 9

Obsah kapsule s 4-(p-nitrobenzyl)pyridinem rozpustit ve 2 ml methanolu a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem vzniká oranžové zbarvení náplně při koncentraci fosgenu 5 mg.m’³.

-4CZ 284693 B6

Příklad 10

Obsah kapsule s 4-(p-nitrobenzyl)pyridinem rozpustit ve 2 ml methanolu a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem dále přidat 0,2 ml roztoku, připraveného rozpuštěním obsahu kapsule s dichlórizokyanurátem sodným ve 2 ml vody. V přítomnosti kyanovodíku o koncentraci 10 mg.m'³ vzniká žluté až oranžové zbarvení.

Příklad 11

Obsah kapsule s methylthymolovou modří a dusičnanem thoričitým rozpustit ve 2 ml vody a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem dochází k odbarvení modré náplně při koncentraci fluorovodíku 20 mg.m'³ a při koncentraci chloridu fosforitého 60 mg.m'³.

Příklad 12

Obsah kapsule se sodnou solí methyloranže rozpustit ve 2 ml vody a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů nasávačem dochází ke změně žlutého zbarvení náplně na červené v přítomnosti chlorovodíku nebo chloridu fosforitého o koncentracích 20 mg.m'³.

Příklad 13

Obsah kapsule se sodnou solí methyloranže a obsah kapsule s hydrogensíranem draselným rozpustit ve vodě a 0,2 ml roztoku přidat do univerzálního trubičkového detektoru. Po provedení 2 zdvihů dochází ke změně červeného zbarvení náplně na žluté při koncentraci amoniaku 40 mg.m’³ a k odbarvení náplně při koncentraci chlóru 30 mg.m'³.

Průmyslová využitelnost

Souprava pro analytickou kontrolu průmyslových Škodlivin podle vynálezu je použitelná při analytické kontrole v případě provozních havárií s únikem průmyslových škodlivin do prostředí, při kontrole životního prostředí a při kontrole bezpečnosti a hygieny práce.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob analytické kontroly průmyslových škodlivin, zejména stanovení sulfanu, oxidu siřičitého, sirouhlíku a kyanovodíku, který spočívá vtom, že se na zkoumaný vzorek působí činidlem na bázi organického disulfídu, čímž dochází ke změně zabarvení vzorku, které je dále vyhodnocováno, vyznačující se tím, že ke zvýšení citlivosti stanovení uvedených látek se jako rozpouštědlo pro organický disulfid používá dimethylsulfoxid a k odlišení sirouhlíku od sulfanu, oxidu siřičitého a kyanovodíku se přidá alifatický amin nebo amonná sůl.

2. Způsob analytické kontroly průmyslových škodlivin podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako organický disulfid je použita přednostně kyselina 5,5’-dithiobis(2-nitrobenzoová).

-5 CZ 284693 B6

3. Způsob analytické kontroly průmyslových škodlivin podle nároku 1, vyznačující se tím, že čistota dimethylsulfoxidu jako rozpouštědla je minimálně 98 %.

4. Způsob analytické kontroly průmyslových škodlivin podle nároku 1, vyznačující se 5 tím, že jako alifatický amin nebo amonná sůl je použit přednostně octan amonný.