RU2284031C1 - Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone - Google Patents
Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284031C1 RU2284031C1 RU2005115945/28A RU2005115945A RU2284031C1 RU 2284031 C1 RU2284031 C1 RU 2284031C1 RU 2005115945/28 A RU2005115945/28 A RU 2005115945/28A RU 2005115945 A RU2005115945 A RU 2005115945A RU 2284031 C1 RU2284031 C1 RU 2284031C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- acetaldehyde
- air
- electrodes
- modified
- film
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено для определения паров ацетальдегида в воздухе рабочей зоны предприятий химической и других отраслей промышленности.The invention relates to the analytical chemistry of organic compounds and can be used to determine acetaldehyde vapor in the air of the working zone of chemical and other industrial enterprises.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения паров ацетальдегида в воздухе рабочей зоны с применением газожидкостного хроматографа с пламенно-ионизационным детектором [Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций этилена, пропилена и ацетальдегида в воздухе рабочей зоны: методические указания по определению вредных веществ в воздухе / под ред. Кузьминых А.Н., Махидонской Р.Н., Овечкина В.Р. - М.: типография Министерства здравоохранения СССР, 1983. - Сб. №19. - С.171-174,], включающий отбор пробы, подготовку детектирующего устройства (газохроматографической колонки) к анализу и детектирование. Отбор проб проводят без концентрирования. Пробы отбирают в газовые пипетки, которые предварительно продувают 5-кратным объемом анализируемого воздуха. Сосуды закрывают заглушками. Колонку заполняют полисорбом под вакуумом и кондиционируют при 150°С в течение 8-10 ч в токе азота. Определение ацетальдегида проводят в изотермическом режиме, 3 мл пробы вводят в испаритель через самоуплотняющуюся мембрану. Ацетальдегид определяют методом абсолютной калибровки по измерению площади хроматографического пика. Градуировочные паровоздушные смеси готовят в отдельных пипетках путем введения определенного количества предварительно охлажденного ацетальдегида. Хроматографирование градуировочных смесей проводят в таких же условиях, как и пробы. Диапазон измеряемых концентраций ацетальдегида 3-30 мг/м3 (предельно допустимая концентрация ацетальдегида в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3). Погрешность измерения ±25%.The closest in technical essence and the achieved effect is a method for determining acetaldehyde vapor in the air of a working zone using a gas-liquid chromatograph with a flame ionization detector [Methodological instructions for gas chromatographic measurement of concentrations of ethylene, propylene and acetaldehyde in the air of a working zone: guidelines for determining harmful substances in air / ed. Kuzminykh A.N., Makhidonskoy R.N., Ovechkina V.R. - M .: printing house of the Ministry of Health of the USSR, 1983. - Sat. No. 19. - S.171-174,], including sampling, preparing the detection device (gas chromatographic column) for analysis and detection. Sampling is carried out without concentration. Samples are taken in gas pipettes, which are pre-purged with a 5-fold volume of the analyzed air. The vessels are closed with plugs. The column is filled with polysorb under vacuum and conditioned at 150 ° C for 8-10 hours in a stream of nitrogen. The determination of acetaldehyde is carried out in isothermal mode, 3 ml of the sample is introduced into the evaporator through a self-sealing membrane. Acetaldehyde is determined by absolute calibration by measuring the area of the chromatographic peak. Calibration vapor-air mixtures are prepared in separate pipettes by introducing a certain amount of pre-chilled acetaldehyde. Chromatography of calibration mixtures is carried out under the same conditions as the samples. The range of measured concentrations of acetaldehyde is 3-30 mg / m 3 (the maximum permissible concentration of acetaldehyde in the air of the working area is 5 mg / m 3 ). Measurement error ± 25%.
Недостатками способа являются длительность подготовки детектирующего устройства (газохроматографической колонки), сложность и высокая стоимость аппаратурного оформления, относительно высокая погрешность определения.The disadvantages of the method are the duration of the preparation of the detecting device (gas chromatographic column), the complexity and high cost of hardware design, a relatively high error of determination.
Технической задачей изобретения является разработка способа определения паров ацетальдегида в воздухе рабочей зоны, интенсификация процесса определения ацетальдегида, снижение погрешности определения.An object of the invention is to develop a method for the determination of acetaldehyde vapor in the air of the working area, the intensification of the process for determining acetaldehyde, reducing the error of determination.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе определения паров ацетальдегида в воздухе рабочей зоны, включающем отбор пробы, подготовку детектирующего устройства к работе, детектирование с регистрацией аналитического сигнала и расчет концентрации ацетальдегида по градуировочному графику, новым является то, что отобранную пробу вводят в ячейку детектирования с пьезокварцевым резонатором, электроды которого предварительно модифицированы раствором Tween-40 (полиоксиэтиленсорбитолмонопальмитат) в хлороформе так, чтобы масса пленки после удаления растворителя составляла 15-20 мкг, для чего пленку модификатора сушат при 40°С в течение 30 мин, регистрацию аналитического сигнала осуществляют в виде отклика модифицированных электродов пьезокварцевого резонатора после введения пробы в ячейку детектирования, расчет концентрации ацетальдегида производят по уравнениюThe stated technical problem is achieved by the fact that in the method for determining acetaldehyde vapor in the air of the working area, including sampling, preparing the detection device for operation, detection with registration of the analytical signal and calculation of the concentration of acetaldehyde according to the calibration graph, it is new that the selected sample is introduced into the cell detection with a piezoelectric crystal, the electrodes of which are previously modified with a solution of Tween-40 (polyoxyethylene sorbitol monopalmitate) in chloroform so that ace film after solvent removal was 15-20 g, which film modifier was dried at 40 ° C for 30 min, the analytical signal recording is carried out in a modified response piezoelectric resonator electrodes after the introduction of the sample into the detection cell, the calculation of the concentration of acetaldehyde produced by the equation
ΔF=4,1·c,ΔF = 4.1 · s,
где ΔF - отклик модифицированного пьезокварцевого резонатора, Гц;where ΔF is the response of the modified piezoelectric crystal resonator, Hz;
с - концентрация ацетальдегида, мг/м3.C is the concentration of acetaldehyde, mg / m 3 .
Технический результат по предлагаемому способу достигается за счет модификации электродов пьезокварцевого резонатора пленкой Tween-40, нанесенной из раствора в хлороформе и проявляющей сорбционное сродство к ацетальдегиду. Нанесение пленки с массой сорбента 15-20 мкг на тензочувствительную область пьезорезонатора способствует повышению чувствительности и снижению погрешности определения.The technical result of the proposed method is achieved by modifying the electrodes of the piezoelectric crystal resonator with a Tween-40 film deposited from a solution in chloroform and exhibiting sorption affinity for acetaldehyde. The application of a film with a sorbent mass of 15–20 μg on the strain-sensitive region of the piezoresonator helps to increase sensitivity and reduce the error of determination.
Способ осуществляется по следующей методике.The method is carried out according to the following method.
1) Пробоотбор. В стеклянный бюкс с полупроницаемой крышкой помещают 2 см3 ацетальдегида, шприцем вместимостью 10 см3 отбирают равновесную газовую фазу ацетальдегида, разбавляют воздухом до требуемой концентрации, выдерживают при комнатной температуре в течение 5 мин, затем через герметичный затвор вводят в ячейку детектирования, содержащую пьезокварцевый резонатор с пленкой Tween-40.1) Sampling. 2 cm 3 acetaldehyde is placed in a glass casing with a semi-permeable lid, the equilibrium gas phase of acetaldehyde is taken with a syringe with a capacity of 10 cm 3 , diluted with air to the required concentration, kept at room temperature for 5 minutes, then, through a sealed shutter, they are introduced into the detection cell containing a piezoelectric crystal with Tween-40 film.
2) Подготовка детектирующего устройства. На алюминиевые электроды пьезокварцевого резонатора АТ-среза с собственной частотой колебаний 8-10 МГц микрошприцем наносят раствор сорбента Tween-40 в хлороформе так, чтобы после удаления растворителя в сушильном шкафу в течение 30 мин при 40°С масса пленки модификатора составляла 15-20 мкг.2) Preparation of the detecting device. A solution of Tween-40 sorbent in chloroform is applied to the aluminum electrodes of the AT-cut piezoelectric quartz resonator with a natural vibration frequency of 8-10 MHz using a microsyringe so that after removing the solvent in the oven for 30 minutes at 40 ° C, the modifier film mass is 15-20 μg .
3) Определение паров ацетальдегида. Модифицированный пьезокварцевый резонатор помещают в ячейку детектирования с инжекторным вводом пробы, перед измерениями 5 мин адаптируют к среде ячейки. Пьезорезонатор стабилизирован, если сдвиг частоты колебаний в течение 5 мин находится в пределах 10-15 Гц. Затем в ячейку шприцем вводят 5 см3 воздуха, содержащего пары ацетальдегида при концентрации на уровне 3 -20 мг/м3. Считывание сигналов проводят каждые 5 с до установления равновесия в сорбционной системе. По разности Fпл-Fc (Fпл - частота колебаний пьезорезонатора, модифицированного пленкой Tween-40, Fc - частота колебаний пьезорезонатора при сорбции паров ацетальдегида) рассчитывают отклик сенсора ΔF, Гц (максимальное изменение частоты колебаний сенсора при сорбции). Строят градуировочный график зависимости ΔF от концентрации паров ацетальдегида в воздухе (с, мг/м3). По уравнению графика находят содержание ацетальдегида в анализируемой пробе воздуха:3) Determination of acetaldehyde vapor. The modified piezoelectric crystal resonator is placed in the detection cell with the injection injection of the sample; before measuring 5 min, it is adapted to the medium of the cell. The piezoresonator is stabilized if the frequency shift for 5 minutes is in the range of 10-15 Hz. Then, 5 cm 3 of air containing acetaldehyde vapor is injected into the cell with a syringe at a concentration of 3 -20 mg / m 3 . Reading signals is carried out every 5 s until equilibrium is established in the sorption system. Based on the difference F pl -F c (F pl is the vibration frequency of the piezoresonator modified with Tween-40 film, F c is the vibration frequency of the piezoresonator during sorption of acetaldehyde vapor), the sensor response ΔF, Hz (maximum change in the frequency of sensor vibrations during sorption) is calculated. A calibration graph is constructed of ΔF versus acetaldehyde vapor concentration in air (s, mg / m 3 ). According to the equation of the graph, the acetaldehyde content in the analyzed air sample is found:
ΔF=4,1·с.ΔF = 4.1 · s.
После измерения регенерируют ячейку детектирования и пленочное покрытие продувкой системы воздухом.After the measurement, the detection cell and the film coating are regenerated by purging the system with air.
Продолжительность анализа с пробоотбором по полной схеме, включающей модификацию электродов пьезокварцевого резонатора и последующую регенерацию ячейки детектирования, составляет 40 мин.The duration of the analysis with sampling according to the full scheme, including the modification of the electrodes of the piezoelectric crystal and the subsequent regeneration of the detection cell, is 40 min.
Число анализов без замены покрытий пьезокварцевого резонатора 150.The number of analyzes without replacing the coatings of a piezoelectric crystal is 150.
Время, необходимое для восстановления сорбента, 10 мин.The time required to restore the sorbent, 10 minutes
Погрешность определения паров ацетальдегида в воздухе ±12%.The error in the determination of acetaldehyde vapor in air is ± 12%.
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
На электроды пьезокварцевого резонатора микрошприцем наносят раствор Tween-40 в хлороформе так, чтобы масса пленки после испарения растворителя в сушильном шкафу при 40°С в течение 30 мин составляла 15 мкг. Затем пьезорезонатор помещают в статическую ячейку детектирования с инжекторным вводом пробы, выдерживают 5 мин для установления нулевого сигнала, вводят шприцем анализируемую пробу объемом 5 см3 и фиксируют сигнал пьезорезонатора через 10 с после ввода пробы. По разности Fпл-Fс рассчитывают отклик сенсора ΔF и уравнению градуировочного графика ΔF=4,1·с находят содержание ацетальдегида в анализируемой пробе воздуха. Способ осуществим. Результаты анализа приведены в табл.1.A solution of Tween-40 in chloroform is applied to the electrodes of the piezoelectric quartz resonator with a syringe so that the film mass after evaporation of the solvent in an oven at 40 ° C for 30 min is 15 μg. Then the piezoresonator is placed in a static detection cell with injection injection of the sample, held for 5 minutes to establish a zero signal, inject the sample to be analyzed with a volume of 5 cm 3 using a syringe, and record the signal of the piezoresonator 10 seconds after injection of the sample. Using the difference F PL -F s, the sensor response ΔF is calculated and the equation of the calibration graph ΔF = 4.1 · s is used to find the acetaldehyde content in the analyzed air sample. The method is feasible. The results of the analysis are given in table 1.
Продолжительность анализа с пробоотбором по полной схеме с модификацией электродов и последующей регенерацией ячейки детектирования составляет 40 мин.The duration of the analysis with sampling according to the full scheme with the modification of the electrodes and the subsequent regeneration of the detection cell is 40 min.
Число анализов без замены покрытий пьезокварцевого резонатора 150.The number of analyzes without replacing the coatings of a piezoelectric crystal is 150.
Время, необходимое для восстановления сорбента, 10 мин. Погрешность определения паров ацетальдегида в воздухе ±12%.The time required to restore the sorbent, 10 minutes The error in the determination of acetaldehyde vapor in air is ± 12%.
Пример 2Example 2
На электроды пьезорезонатора микрошприцем наносят раствор Tween-40 в хлороформе так, чтобы масса пленки после удаления растворителя в сушильном шкафу при 40°С в течение 30 мин составляла 20 мкг. Далее анализируют как указано в примере 1. Способ осуществим. Результаты приведены в табл.1.A solution of Tween-40 in chloroform is applied to the piezoelectric resonator electrodes with a syringe so that the mass of the film after removing the solvent in an oven at 40 ° C for 30 minutes is 20 μg. Next, analyze as described in example 1. The method is feasible. The results are shown in table 1.
Пример 3Example 3
На электроды пьезорезонатора микрошприцем наносят раствор Tween-40 в хлороформе так, чтобы масса пленки после удаления растворителя в сушильном шкафу при 50°С в течение 30 мин составляла 20 мкг. Далее анализируют как указано в примере 1. Способ неосуществим, так как происходит разложение модификатора, снижается время «жизни» пьезорезонатора без замены покрытия, наблюдается значительный дрейф нулевого сигнала. Результаты приведены в табл.1.A solution of Tween-40 in chloroform is applied to the electrodes of the piezoresonator with a syringe so that the mass of the film after removing the solvent in an oven at 50 ° C for 30 minutes is 20 μg. Then they analyze it as indicated in Example 1. The method is not feasible, since the modifier decomposes, the “life” of the piezoresonator decreases without replacing the coating, and a significant drift of the zero signal is observed. The results are shown in table 1.
Пример 4Example 4
На электроды пьезорезонатора микрошприцем наносят раствор Tween-40 в хлороформе так, чтобы масса пленки после удаления растворителя в сушильном шкафу при 30°С в течение 30 мин составляла 20 мкг. Далее анализируют как указано в примере 1. Способ неосуществим, так как температура 30°С не обеспечивает полного удаления растворителя, что приводит к значительному дрейфу нулевого сигнала, увеличению погрешности определения.A solution of Tween-40 in chloroform is applied to the electrodes of the piezoresonator with a syringe so that the mass of the film after removing the solvent in an oven at 30 ° C for 30 minutes is 20 μg. Next, analyze as described in example 1. The method is not feasible, since the temperature of 30 ° C does not provide complete removal of the solvent, which leads to a significant drift of the zero signal, an increase in the error of determination.
Пример 5Example 5
На электроды пьезорезонатора микрошприцем наносят другой модификатор - раствор полистирола в толуоле так, чтобы масса пленки после удаления растворителя в сушильном шкафу при 40°С в течение 20 мин составляла 15 мкг. Далее анализируют как указано в примере 1. Способ неосуществим, так как аналитический сигнал пьезорезонатора находится на уровне шумов, наблюдается значительный дрейф нулевого сигнала. Результаты приведены в табл.1.Another modifier is applied to the piezoresonator electrodes with a microsyringe — a solution of polystyrene in toluene so that the film mass after removing the solvent in an oven at 40 ° C for 20 minutes is 15 μg. Next, analyze as indicated in example 1. The method is not feasible, since the analytical signal of the piezoresonator is at the noise level, there is a significant drift of the zero signal. The results are shown in table 1.
Пример 6Example 6
На электроды пьезорезонатора микрошприцем наносят другой модификатор - раствор сквалана в хлороформе так, чтобы масса пленки после удаления растворителя в сушильном шкафу при 40°С в течение 20 мин составляла 15 мкг. Далее анализируют как указано в примере 1. Способ неосуществим, так как аналитический сигнал пьезорезонатора находится на уровне шумов, наблюдается значительный дрейф нулевого сигнала. Результаты приведены в табл.1.Another modifier is applied to the piezoresonator electrodes with a microsyringe — a solution of squalane in chloroform so that the film mass after removing the solvent in an oven at 40 ° C for 20 min is 15 μg. Next, analyze as indicated in example 1. The method is not feasible, since the analytical signal of the piezoresonator is at the noise level, there is a significant drift of the zero signal. The results are shown in table 1.
Некоторые характеристики заявляемого способа и прототипа сопоставлены в табл.2.Some characteristics of the proposed method and prototype are compared in table.2.
Из примеров 1-6 и табл.1 и 2 следует, что положительный эффект по предлагаемому способу достигается при массе пленки сорбента Tween-40, равной 15-20 мкг, после удаления растворителя в сушильном шкафу в течение 30 мин при 40°С (примеры 1 и 2). При уменьшении или увеличении массы сорбента снижается чувствительность модифицированного пьезокварцевого резонатора по отношению к парам ацетальдегида в воздухе, возрастает погрешность определения. Удаление растворителя в сушильном шкафу при 50°С приводит к разложению модификатора, снижению времени «жизни» пьезорезонатора без замены покрытия, значительному дрейфу нулевого сигнала (пример 3). При 30°С в сушильном шкафу не происходит полного удаления растворителя, что приводит к значительному дрейфу нулевого сигнала и увеличению погрешности определения (пример 4). Применение других модификаторов (примеры 5 и 6) не позволяет определять пары ацетальдегида в воздухе рабочей зоны.From examples 1-6 and tables 1 and 2, it follows that the positive effect of the proposed method is achieved when the mass of the Tween-40 sorbent film is 15-20 μg after removing the solvent in an oven for 30 min at 40 ° C (examples 1 and 2). With a decrease or increase in the mass of the sorbent, the sensitivity of the modified piezoelectric crystal resonator with respect to acetaldehyde vapor in the air decreases, the error of determination increases. Removing the solvent in an oven at 50 ° C leads to decomposition of the modifier, a decrease in the “life” of the piezoresonator without replacing the coating, and a significant drift of the zero signal (Example 3). At 30 ° C in the drying cabinet does not completely remove the solvent, which leads to a significant drift of the zero signal and an increase in the error of determination (example 4). The use of other modifiers (examples 5 and 6) does not allow the determination of acetaldehyde vapor in the air of the working zone.
Таким образом, предлагаемый способ определения паров ацетальдегида в воздухе рабочей зоны по сравнению с прототипом позволяет:Thus, the proposed method for determining the vapor of acetaldehyde in the air of the working area in comparison with the prototype allows you to:
1) сократить время подготовки детектирующего устройства с 8-10 ч до 30 мин;1) reduce the preparation time of the detecting device from 8-10 hours to 30 minutes;
2) интенсифицировать процесс определения ацетальдегида, т.е. сократить время анализа с 90-120 до 40 мин;2) to intensify the process of determining acetaldehyde, i.e. reduce analysis time from 90-120 to 40 min;
3) снизить погрешность определения с 25 до 12%.3) reduce the error of determination from 25 to 12%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005115945/28A RU2284031C1 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005115945/28A RU2284031C1 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2284031C1 true RU2284031C1 (en) | 2006-09-20 |
Family
ID=37113950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005115945/28A RU2284031C1 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2284031C1 (en) |
-
2005
- 2005-05-25 RU RU2005115945/28A patent/RU2284031C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Методические указания по газохроматографическому измерению концентраций этилена, пропилена и ацетальдегида в воздухе рабочей зоны: методические указания по определению вредных веществ в воздухе. - М., 1983, сб. №19, с.171-174. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2284031C1 (en) | Method for determining fumes of acetaldehyde in the air of workzone | |
RU2281483C1 (en) | Method for determining fumes of butyric acid in presence of palmitic acid and stearic acid in the air of work zone | |
Mirmohseni et al. | Analysis of transient response of single quartz crystal nanobalance for determination of volatile organic compounds | |
RU2396555C1 (en) | Method of detecting methyl acetate vapour in presence of benzyl acetate in workplace air | |
Yuwono et al. | Performance test of a sensor array-based odor detection instrument | |
RU2277237C1 (en) | Method of determining vapors of pionic acid in air of working area | |
RU2277236C1 (en) | Method of finding vapors of oil acid in aroma of cheese serum | |
RU2358263C1 (en) | Method of detecting lactic acid vapour in aroma of true milk solution | |
RU2195643C1 (en) | Method of monitoring corrosion of metallic uranium | |
RU2315986C1 (en) | Method of the quantitative determination of ammonia in the air of the industrial premises | |
RU2592209C2 (en) | Rapid method for detection of acetone and phenol | |
RU2543687C1 (en) | Method of assessing quality of nitrogen-containing mineral fertilisers with application of biosensors | |
RU2237893C2 (en) | Method of determining o- and m-nitrotoluenes in air | |
RU2163374C1 (en) | Process of manufacture of modifier of electrodes of piezo- quartz resonator to detect vapors of organic substances in air | |
RU2296323C1 (en) | Test method for determining degree of oxidative rancidification of animal fat | |
RU2441231C1 (en) | Method of determining phenol in air | |
Kuchmenko et al. | Determination of trace amounts of hydrogen sulfide in a gas flow using a piezoelectric detector | |
RU2188417C1 (en) | Method for detecting phenol in gas mixture containing nitrate derivatives | |
RU2789634C1 (en) | Method for determining furan and methylfuran in atmospheric air by capillary gas chromatography with a mass selective detector using the low-temperature concentration method | |
JP2000346776A (en) | Method and device for gas analysis, record medium with gas analysis program stored, and record medium with gsa analysis data stored | |
RU2315985C1 (en) | Method of determination of the vapors of the acetic aldehyde in the aroma of the curd whey | |
RU2193770C1 (en) | Process forming matrix of sensors to determine key component of gas effluents of furniture factory | |
RU2179720C1 (en) | Method of determining diethylamine in the air of residential areas | |
RU2204126C1 (en) | Method of separate determination of acetone and ethyl acetate in air | |
RU2216016C1 (en) | Method detecting hexane in air |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070526 |