RU2473077C1 - Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon - Google Patents
Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473077C1 RU2473077C1 RU2011134222/28A RU2011134222A RU2473077C1 RU 2473077 C1 RU2473077 C1 RU 2473077C1 RU 2011134222/28 A RU2011134222/28 A RU 2011134222/28A RU 2011134222 A RU2011134222 A RU 2011134222A RU 2473077 C1 RU2473077 C1 RU 2473077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- pyrene
- extract
- benz
- mass
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам исследования материалов с использованием газовой хроматографии в сочетании с квадрупольной масс-спектрометрией (далее - ГХ/МС) и может быть использовано в промышленных и научно-исследовательских лабораториях при исследовании качества технического углерода (промышленной сажи).The invention relates to methods for studying materials using gas chromatography in combination with quadrupole mass spectrometry (hereinafter referred to as GC / MS) and can be used in industrial and research laboratories in the study of the quality of carbon black (industrial soot).
Известен способ определения массовой концентрации бенз(а)пирена в почве, включающий экстрагирование бенз(а)пирена из пробы почвы гексаном, очистку полученного экстракта от примесей и его концентрирование, определение массовой концентрации бенз(а)пирена в полученном концентрате экстракта по его флуоресценции от действия на него возбуждающего света, расчетное уточнение полученной массовой концентрации бенз(а)пирена корректирующими коэффициентами, экстрагирование бенз(а)пирена из навески пробы почвы производят выдержкой навески в течение времени не менее 20 часов в емкости с гексаном при температуре окружающей атмосферы, приведенной к нормальным условиям, то есть при +20±10°С, а определение массовой концентрации бенз(а)пирена в очищенном концентрате его экстракта производят идентификацией хроматографических пиков флуоресценции бенз(а)пирена на хроматограммах концентрата экстракта бенз(а)пирена и эталонных растворов бенз(а)пирена в гексане во время действия на них возбуждающим светом при температуре окружающей атмосферы, приведенной к нормальным условиям, то есть при +20±10°С. В способе массовую концентрацию бенз(а)пирена в пробе почвы, определенную идентификацией хроматографических пиков флуоресценции бенз(а)пирена на хроматограммах концентрата экстракта из пробы почвы и эталонных растворов бенз(а)пирена от действия на них возбуждающего света, уточняют по формуле [см. патент РФ №2236916, МПК7 В09С 1/00, В09С 1/02, опубл. 27.09.2004].A known method for determining the mass concentration of benzo (a) pyrene in the soil, including extraction of benzo (a) pyrene from a soil sample with hexane, purification of the obtained extract from impurities and its concentration, determination of the mass concentration of benzo (a) pyrene in the obtained concentrate of the extract from its fluorescence from the action of exciting light on it, the calculated refinement of the obtained mass concentration of benzo (a) pyrene by correcting coefficients, the extraction of benzo (a) pyrene from a sample of the soil sample is carried out by holding the sample for a time of at least 20 hours in a container with hexane at ambient temperature reduced to normal conditions, i.e., at + 20 ± 10 ° С, and determination of the mass concentration of benzo (a) pyrene in the purified concentrate of its extract is carried out by identifying the chromatographic peaks of benzo fluorescence (a) pyrene in the chromatograms of the concentrate of the extract of benz (a) pyrene and standard solutions of benz (a) pyrene in hexane during exposure to exciting light at ambient temperature brought to normal conditions, i.e., at + 20 ± 10 ° С. In the method, the mass concentration of benzo (a) pyrene in the soil sample, determined by the identification of the chromatographic peaks of fluorescence of benzo (a) pyrene in the chromatograms of the concentrate of the extract from the soil sample and standard solutions of benzo (a) pyrene from the action of exciting light on them, is specified by the formula [see . RF patent No. 2236916, IPC 7 В09С 1/00, В09С 1/02, publ. 09/27/2004].
Главным недостатком описанного способа, помимо незначительных, является невозможность его применения в отношении технического углерода, в том числе потому, что экстракция бенз(а)пирена из технического углерода гексаном малоэффективна и полного экстрагирования бенз(а)пирена не происходит, более того, аналитический сигнал в люминесцентных методах исследований в значительной степени зависит от температуры и диапазон +20±10°С слишком широкий.The main disadvantage of the described method, in addition to minor ones, is the impossibility of its application with respect to carbon black, including because the extraction of benz (a) pyrene from carbon black with hexane is ineffective and the complete extraction of benzo (a) pyrene does not occur, moreover, the analytical signal in luminescent research methods, it largely depends on temperature and the range + 20 ± 10 ° С is too wide.
Известен принятый в качестве прототипа способ определения индивидуальных полициклических ароматических углеводородов в техническом углероде, включающий отбор пробы, экстракцию полициклических ароматических углеводородов кипящим бензолом непосредственно после отбора в течение 10-25 часов, отделение экстракта в процессе его получения, замораживание раствора этих углеводородов при температуре кипения азота в смешанном бензольно-парафиновом растворе, возбуждение и регистрацию спектров квазилинейчатой люминесценции замороженного раствора, измерение интенсивности аналитических линий определяемых углеводородов и расчет содержания углеводородов в пробе [см. а.с. СССР №1254359, МПК6 G01N 21/64, опубл. 30.08.1986].Known adopted as a prototype method for determining individual polycyclic aromatic hydrocarbons in carbon black, including sampling, extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons with boiling benzene immediately after selection for 10-25 hours, separating the extract in the process of obtaining it, freezing a solution of these hydrocarbons at a boiling point of nitrogen in a mixed benzene-paraffin solution, excitation and recording of quasilinear luminescence spectra of a frozen solution creation, the measurement of the intensity of the analytical lines of the determined hydrocarbons and the calculation of the hydrocarbon content in the sample [see A.S. USSR No. 1254359, IPC 6 G01N 21/64, publ. 08/30/1986].
Недостатками способа являются большие затраты химических реактивов, трудоемкий процесс регистрации аналитического сигнала для расчета массовой концентрации, высокие квалификационные требования к персоналу, выполняющему анализ.The disadvantages of the method are the high cost of chemical reagents, the time-consuming process of registering an analytical signal for calculating the mass concentration, high qualification requirements for the personnel performing the analysis.
Задачей изобретения является создание способа определения содержания бенз(а)пирена в техническом углероде, позволяющего устранить недостатки приведенных в разделе «Уровень техники» технических решений, а также расширить арсенал средств аналогичного назначения за счет применения ГХ/МС при сохранении необходимой точности определения содержания бенз(а)пирена.The objective of the invention is to provide a method for determining the content of benz (a) pyrene in carbon black, which eliminates the disadvantages given in the section "prior art" technical solutions, as well as expand the arsenal of means for similar purposes through the use of GC / MS while maintaining the necessary accuracy in determining the content of benz ( a) pyrene.
Поставленная задача в способе определения содержания бенз(а)пирена в техническом углероде, включающем отбор пробы технического углерода (далее - проба), экстракцию бенз(а)пирена растворителем, относящимся к классу ароматических углеводородов, отделение экстракта в процессе его получения, расчет массовой концентрации бенз(а)пирена в экстракте и определение его содержания в пробе, решается тем, что после отбора пробы ее помещают в предварительно взвешенную емкость, после чего измеряют массу емкости с помещенной в нее пробой и путем определения разницы масс пустой емкости и емкости с помещенной в нее пробой определяют массу mc (г) пробы, далее в емкость с пробой в качестве экстрагента добавляют толуол и помещают эту емкость в экстрактор, в котором посредством перемешивания проводят экстракцию бенз(а)пирена из пробы в течение 30-50 мин, после чего осуществляют разделение смеси экстракта и пробы, отделяют экстракт, помещая его в чистую предварительно взвешенную емкость, которую закрывают притертой крышкой, далее, добавляя в емкость с пробой и оставшимся экстрактом толуол, проводят не менее 5 экстракций бенз(а)пирена с последующим отделением экстракта и его помещением в емкость с притертой крышкой, производят определение массы полученного экстракта путем измерения масс пустой емкости с притертой крышкой и емкости с притертой крышкой с помещенным в нее экстрактом и определения их разницы; вводят экстракт пробы в испаритель газового хроматографа/масс-спектрометра и фиксируют выходной сигнал, определяя наличие бенз(а)пирена по появлению соответствующего пика на масс-хроматограмме; далее измеряют площадь пика бенз(а)пирена и по полученной площади пика с помощью градуировочной характеристики определяют массовую концентрацию бенз(а)пирена Сб(а)п (мкг/см3) в экстракте, далее определяют объем экстракта Vэ (см3), а содержание бенз(а)пирена в пробе определяют путем расчета его массовой доли (X, %) в пробе по формуле Х=(Сб(а)п·Vэ)/mc.The task in the method for determining the content of benz (a) pyrene in carbon black, including sampling of carbon black (hereinafter referred to as the sample), extraction of benz (a) pyrene with a solvent belonging to the class of aromatic hydrocarbons, separation of the extract in the process of its production, calculation of mass concentration benzo (a) pyrene in the extract and determining its content in the sample, it is decided that after sampling it is placed in a pre-weighed container, after which the mass of the container with the sample placed in it is measured and determined eniya mass difference empty container and the container with the sample placed in it determine the mass m c (z) of the sample, then into the container with the sample as an extractant was added toluene and placed the container in the extractor, in which, by stirring extraction is carried out benzo (a) pyrene from the the samples for 30-50 minutes, after which the mixture of the extract and the sample is separated, the extract is separated, placing it in a clean, pre-weighed container, which is closed with a ground lid, then adding toluene to the container with the sample and the remaining extract, wire t at least 5 extractions of benz (a) pyrene with subsequent separation of the extract and its placement in a container with a ground lid, determine the mass of the obtained extract by measuring the masses of an empty tank with a ground lid and a container with a ground lid with the extract placed in it and determine their difference ; inject the sample extract into the vaporizer of the gas chromatograph / mass spectrometer and fix the output signal, determining the presence of benz (a) pyrene by the appearance of the corresponding peak in the mass chromatogram; then the peak area of benz (a) pyrene is measured and the mass peak concentration of benz (a) pyrene C b (a) p (μg / cm 3 ) in the extract is determined from the obtained peak area using the calibration curve, then the volume of extract V e is determined (cm 3 ), and the content of benzo (a) pyrene in the sample is determined by calculating its mass fraction (X,%) in the sample according to the formula X = (C b (a) p · V e ) / m c .
Заявленное изобретение поясняется: фиг.1, на которой показана зависимость площади хроматографического пика бенз(а)пирена от времени экстракции; фиг.2, на которой показана градуировочная характиристика, построенная по зависимости аналитического сигнала от концентрации бенз(а)пирена в градуировочных растворах; фиг.3, на которой показан пик бенз(а)пирена в государственном стандартном образце (далее - ГСО) с отображением его масс-спектра.The claimed invention is illustrated: figure 1, which shows the dependence of the chromatographic peak area of benz (a) pyrene on the extraction time; figure 2, which shows the calibration characteristics, constructed according to the dependence of the analytical signal on the concentration of benzo (a) pyrene in calibration solutions; figure 3, which shows the peak of benz (a) pyrene in the state standard sample (hereinafter - GSO) with the display of its mass spectrum.
В качестве пояснения и обоснования существенности признаков заявленного способа следует привести следующее.As an explanation and justification of the materiality of the features of the claimed method, the following should be given.
Выбор толуола в качестве экстрагента основывается на результатах экспериментальных исследований экстрагирующих способностей различных растворителей, которые приведены в табл.1.The choice of toluene as an extractant is based on the results of experimental studies of the extracting abilities of various solvents, which are given in table 1.
Из данных табл.1 видно, что при использовании в качестве экстрагента толуола происходит наиболее полная экстракция бенз(а)пирена из технического углерода, а использование гексана в качестве экстрагента малоэффективно. Такое действие растворителя может объясняться тем, что бенз(а)пирен относится к классу ароматических соединений, а как известно [см., например, Райхардт К. Растворители и эффекты среды в органической химии. М.: Мир, 1991. 763 с.], наилучшими растворителями являются жидкости, «родственные» по структуре и составу. Чем больше два соединения различаются по своей химической природе, тем меньше их взаимная растворимость, поэтому толуол и обладает более эффективными экстрагирующими способностями по отношению к бенз(а)пирену нежели гексан, относящийся к классу метановых соединений. При этом проведение не менее 5 экстракций с добавлением в емкость с пробой и оставшимся экстрактом экстрагента, последующим отделением экстракта и его помещением в емкость с притертой крышкой обусловлено необходимостью достижения полной экстракции бенз(а)пирена из пробы, поскольку новая порция чистого экстракта каждый раз создает резко неравновесные условия среды, благоприятные для экстракции.From the data of Table 1 it can be seen that when using toluene as an extractant, the most complete extraction of benz (a) pyrene from carbon black occurs, and the use of hexane as an extractant is ineffective. This action of the solvent can be explained by the fact that benz (a) pyrene belongs to the class of aromatic compounds, and as is known [see, for example, Reichardt K. Solvents and effects of the environment in organic chemistry. M .: Mir, 1991. 763 pp.], The best solvents are liquids that are “related” in structure and composition. The more two compounds differ in their chemical nature, the less their mutual solubility, therefore, toluene has more effective extracting abilities with respect to benz (a) pyrene than hexane, which belongs to the class of methane compounds. At the same time, conducting at least 5 extractions with the addition of extractant to the sample container and the remaining extract, subsequent separation of the extract and its placement in the container with a ground lid is necessary to achieve complete extraction of benzo (a) pyrene from the sample, since each time a new portion of the pure extract creates sharply nonequilibrium environmental conditions favorable for extraction.
Другой эксперимент был направлен на изучение эффективности проводимых способов экстракции, а именно, сравнение эффективности холодной экстракции и экстракции в кипящем растворителе (горячая экстракция) по способу, описанному в а.с. СССР №1254359. Результаты эксперимента приведены в табл.2.Another experiment was aimed at studying the effectiveness of the extraction methods, namely, comparing the effectiveness of cold extraction and extraction in a boiling solvent (hot extraction) according to the method described in A.S. USSR No. 1254359. The experimental results are shown in table.2.
Результаты, приведенные в табл.2, показывают, что способ холодной экстракции более эффективен по сравнению с кипячением в аппарате экстракции методом Сокслета. Это может объясняться тем, что, при высоких температурах (кипячении) происходит частичная деструкция бенз(а)пирена, что и обуславливает занижение результатов.The results shown in Table 2 show that the cold extraction method is more efficient than boiling in an Soxhlet extraction apparatus. This may be explained by the fact that, at high temperatures (boiling), partial destruction of benzo (a) pyrene occurs, which leads to an underestimation of the results.
В качестве метода регистрации и идентификации выбран метод ГХ/МС, который сочетает в себе все достоинства указанных методов, но вместе с тем существенно превосходит их по своим возможностям в идентификации молекулярных соединений. Этому способствует и разработанные на настоящий момент библиотеки масс-спектров, как правило, прилагаемые к серийно выпускаемым приборам и позволяющие идентифицировать множество соединений в сложных смесях.As a registration and identification method, the GC / MS method was chosen, which combines all the advantages of these methods, but at the same time significantly exceeds them in their capabilities in identifying molecular compounds. This is facilitated by the currently developed mass spectral libraries, usually attached to commercially available devices and allowing the identification of many compounds in complex mixtures.
Время экстракции бенз(а)пирена толуолом с использованием перемешивающего устройства подбиралось экспериментально и составило 30-50 мин (см. фиг.1). В течение этого времени, судя по графику, происходит наиболее полное экстрагирование бенз(а)пирена. Увеличение времени экстракции не приводит к увеличению площади хроматографического пика бенз(а)пирена, а при меньшем времени экстракции результаты анализа будут занижены вследствие неполного экстрагирования бенз(а)пирена из технического углерода.The extraction time of benz (a) pyrene with toluene using a mixing device was selected experimentally and amounted to 30-50 minutes (see figure 1). During this time, judging by the schedule, the most complete extraction of benz (a) pyrene occurs. An increase in the extraction time does not lead to an increase in the area of the chromatographic peak of benz (a) pyrene, and with a shorter extraction time, the analysis results will be underestimated due to the incomplete extraction of benz (a) pyrene from carbon black.
Во всех операциях, связанных с использованием лабораторной посуды необходимо быть уверенными в их химической чистоте, поскольку метод масс-спектрометрии является одним из самых чувствительных методов в аналитической химии и любое загрязнение лабораторной посуды может существенно повлиять на результаты анализа.In all operations involving the use of laboratory glassware, it is necessary to be sure of their chemical purity, since the mass spectrometry method is one of the most sensitive methods in analytical chemistry and any contamination of laboratory glassware can significantly affect the results of the analysis.
С учетом изложенного представляется, что все признаки заявленного способа являются существенными, поскольку непосредственно обеспечивают достижение указанного технического результата.In view of the above, it seems that all the features of the claimed method are essential, since they directly ensure the achievement of the specified technical result.
Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.
Производят отбор пробы технического углерода (далее - проба) по ГОСТ 25699.1-90 «Ингредиенты резиновой смеси. Методы отбора проб технического углерода». Для градуировки газового хроматографа/масс-спектрометра готовят не менее 5 составов раствора бенз(а)пирена в гексане в порядке уменьшения номинальной концентрации бенз(а)пирена, первый из которых (с наибольшей номинальной концентрацией бенз(а)пирена) готовят на основе государственного стандартного образца (далее - ГСО) состава раствора бенз(а)пирена в гексане ГСО 7064-93. На основе полученных составов раствора бенз(а)пирена в гексане производят градуировку газового хроматографа/масс-спектрометра, устанавливая с помощью программы для ЭВМ градуировочную характеристику. На весах измеряют массу емкости, например, стакана mб (г). Во взвешенный стакан помещают пробу и измеряют массу стакана с пробой mб+с (г). Определяют массу пробы mc (г) по формуле mc=mб+с-mб. В стакан с пробой в качестве экстрагента добавляют толуол, накрывают стакан фольгой, помещают его в экстрактор (перемешивающее устройство), в котором посредством перемешивания проводят экстракцию бенз(а)пирена из пробы в течение 30-50 мин, после чего смесь экстракта и пробы разделяют. Подготавливают чистую емкость, выполненную с возможностью ее герметичного закрытия притертой крышкой, например колбу, и определяют ее массу mб1 (г). После разделения экстракт отделяют в колбу и закрывают притертой крышкой. Далее, добавляя в стакан с пробой и оставшимся экстрактом толуол, проводят не менее 5 экстракций бенз(а)пирена с последующим отделением экстракта и его помещением в колбу с притертой крышкой, производят расчет массы полученного экстракта mэ (г) по формуле mэ=mб1+э-mб1, где mб1+э - масса колбы с экстрактом, полученным после проведения 5 экстракций бенз(а)пирена, (г). Выводят газовый хроматограф/масс-спектрометр на рабочий режим, вводят экстракт пробы в испаритель и фиксируют выходной сигнал масс-спектрометра, определяя наличие бенз(а)пирена по появлению соответствующего пика на масс-хроматограмме, измеряют площадь пика бенз(а)пирена, по полученной площади пика с помощью градуировочной характеристики определяют массовую концентрацию бенз(а)пирена Сб(а)п (мкг/см3) в экстракте, определяют объем экстракта Vэ (см3) по формуле Vэ=mэ/ρ, где ρ - плотность толуола (г/см3), а содержание бенз(а)пирена в пробе определяют путем расчета его массовой доли (X, %) в пробе по формуле Х=(Сб(а)п·Vэ)/mc.A carbon black sample is taken (hereinafter referred to as the sample) according to GOST 25699.1-90 “Ingredients of a rubber compound. Carbon black sampling methods. " For calibration of a gas chromatograph / mass spectrometer, at least 5 compositions of a solution of benzo (a) pyrene in hexane are prepared in order to decrease the nominal concentration of benzo (a) pyrene, the first of which (with the highest nominal concentration of benzo (a) pyrene) is prepared on the basis of state standard sample (hereinafter GSO) of the composition of a solution of benz (a) pyrene in hexane GSO 7064-93. Based on the obtained compositions of a solution of benzo (a) pyrene in hexane, a gas chromatograph / mass spectrometer is calibrated, using a computer program, a calibration characteristic is established. On the scales measure the mass of the container, for example, cup m b (g). A sample is placed in a weighed glass and the mass of the glass with the sample m b + s (g) is measured. The sample mass m c (g) is determined by the formula m c = m b + s -m b . Toluene is added to the sample glass as an extractant, the glass is covered with foil, and it is placed in an extractor (mixing device), in which benzo (a) pyrene is extracted from the sample by stirring for 30-50 minutes, after which the mixture of the extract and the sample is separated . Prepare a clean container, made with the possibility of hermetic closing with a ground lid, for example a flask, and determine its mass m b1 (g). After separation, the extract is separated into a flask and closed with a ground lid. Then, adding toluene into the glass with the sample and the remaining extract, at least 5 extractions of benz (a) pyrene are carried out, followed by separation of the extract and its placement in the flask with a ground cap, the mass of the obtained extract is calculated m e (g) according to the formula m e = m b1 + e -m b1 , where m b1 + e is the mass of the flask with the extract obtained after 5 extractions of benz (a) pyrene, (g). The gas chromatograph / mass spectrometer is brought to the operating mode, the sample extract is introduced into the evaporator and the output signal of the mass spectrometer is recorded, determining the presence of benzo (a) pyrene by the appearance of the corresponding peak in the mass chromatogram, measuring the peak area of benzo (a) pyrene, by the obtained peak area using the calibration characteristics determine the mass concentration of benz (a) pyrene C b (a) p (μg / cm 3 ) in the extract, determine the volume of the extract V e (cm 3 ) by the formula V e = m e / ρ, where ρ is the density of toluene (g / cm 3 ), and the content of benz (a) pyrene in the specimen eaten by calculating its mass fraction (X,%) in the sample according to the formula X = (C b (a) p · V e ) / m c .
Пример.Example.
Имеется проба технического углерода. Необходимо определить содержание бенз(а)пирена в ней.There is a sample of carbon black. It is necessary to determine the content of benz (a) pyrene in it.
Сначала готовят растворы для градуировки газового хроматографа/масс-спектрометра.First, solutions are prepared for the calibration of a gas chromatograph / mass spectrometer.
Готовят градуировочный раствор бенз(а)пирена с массовой концентрацией 50 мкг/см3 В мерную колбу вместимостью 5 см3 помещают 2,5 см3 ГСО состава раствора бенз(а)пирена в гексане номинальной концентрации 100 мкг/см3, разбавляют до метки гексаном и перемешивают.Prepare a calibration solution of benz (a) pyrene with a mass concentration of 50 μg / cm 3 In a volumetric flask with a capacity of 5 cm 3, place 2.5 cm 3 GSO of a solution of benz (a) pyrene in hexane with a nominal concentration of 100 μg / cm 3 , dilute to the mark hexane and stirred.
Готовят градуировочный раствор бенз(а)пирена с массовой концентрацией 25 мкг/см3 В мерную колбу вместимостью 5 см3 помещают 2,5 см3 раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 50 мкг/см3, разбавляют до метки гексаном и перемешивают.Prepare a calibration solution of benzo (a) pyrene with a mass concentration of 25 g / cm 3 volumetric flask was placed 5 cm 3 of 2.5 cm 3 of solution of benzo (a) pyrene mass concentration of 50 g / cm 3 was diluted to the mark with hexanes and stirred.
Готовят градуировочный раствор бенз(а)пирена с массовой концентрацией 12,5 мкг/см3. В мерную колбу вместимостью 5 см3 помещают 2,5 см3 раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 25 мкг/см3, разбавляют до метки гексаном и перемешивают.Prepare a calibration solution of benz (a) pyrene with a mass concentration of 12.5 μg / cm 3 . In a volumetric flask with a capacity of 5 cm 3, place 2.5 cm 3 of a solution of benz (a) pyrene with a mass concentration of 25 μg / cm 3 , dilute to the mark with hexane and mix.
Готовят градуировочный раствор бенз(а)пирена с массовой концентрацией 1,25 мкг/см3. В мерную колбу вместимостью 5 см3 помещают 0,5 см3 раствора бенз(а)пирена с концентрацией 12,5 мкг/см3, разбавляют до метки гексаном и перемешивают.Prepare a calibration solution of benz (a) pyrene with a mass concentration of 1.25 μg / cm 3 . The volumetric flask was placed 5 cm 3 of 0.5 cm 3 of solution of benzo (a) pyrene with a concentration of 12.5 g / cm 3 was diluted to the mark with hexanes and stirred.
Готовят градуировочный раствор бенз(а)пирена с массовой концентрацией 0,125 мкг/см3. В мерную колбу вместимостью 5 см3 помещают 0,5 см3 раствора бенз(а)пирена массовой концентрации 1,25 мкг/см3, разбавляют до метки гексаном и перемешивают.Prepare a calibration solution of benz (a) pyrene with a mass concentration of 0.125 μg / cm 3 . The volumetric flask was placed 5 cm 3 of 0.5 cm 3 of solution of benzo (a) pyrene mass concentration of 1.25 g / cm 3 was diluted to the mark with hexanes and stirred.
Массовая концентрация бенз(а)пирена в приготовленных градуировочных растворах соответствует: 50; 25; 12,5; 1,25; 0,125 мкг/см3 соответственно.The mass concentration of benzo (a) pyrene in the prepared calibration solutions corresponds to: 50; 25; 12.5; 1.25; 0.125 μg / cm 3, respectively.
Градуировочные растворы бенз(а)пирена хранят в холодильнике при температуре 4-6°С в герметичной посуде, исключающей возможность испарения гексана.Calibration solutions of benz (a) pyrene are stored in a refrigerator at a temperature of 4-6 ° C in a sealed container, eliminating the possibility of evaporation of hexane.
Далее производят градуировку газового хроматографа/масс-спектрометра. Для этого сначала осуществляют подготовку хроматографической системы к работе в соответствии с руководством по эксплуатации. После того, как газовый хроматограф/масс-спектрометр вышел на рабочий режим, вводят 0,8 мкл градуировочного раствора в испаритель газового хроматографа/масс-спектрометра в порядке возрастания массовой концентрации бенз(а)пирена и фиксируют выходной сигнал масс-спектрометра. Процедуру для каждого градуировочного раствора повторяют три раза.Next, calibrate the gas chromatograph / mass spectrometer. To do this, first prepare the chromatographic system for operation in accordance with the instruction manual. After the gas chromatograph / mass spectrometer has entered the operating mode, 0.8 μl of the calibration solution is introduced into the gas chromatograph / mass spectrometer evaporator in order of increasing mass concentration of benzo (a) pyrene and the output signal of the mass spectrometer is recorded. The procedure for each calibration solution is repeated three times.
С помощью программы для ПК по трем хроматограммам определяют площади пиков бенз(а)пирена для каждого градуировочного раствора и устанавливают градуировочную характеристику (см. фиг.2).Using a PC program, the peak areas of benz (a) pyrene for each calibration solution are determined from three chromatograms and the calibration characteristic is set (see FIG. 2).
На электронных весах измеряют массу стакана вместимостью 250 см3 mб (г).On electronic scales measure the mass of the glass with a capacity of 250 cm 3 m b (g).
Во взвешенный стакан помещают навеску сажи массой 1,0-1,5 г и измеряют массу стакана с сажей mб+с (г).A weighted sample of carbon black weighing 1.0-1.5 g is placed in a weighed glass and the mass of the glass with soot m b + s (g) is measured.
Рассчитывают массу сажи mc по формуле mc=mб+с-mб.Calculate the mass of carbon black m c according to the formula m c = m b + s -m b .
В стакан с сажей добавляют 10 см3 толуола, накрывают стакан фольгой.In a glass with soot add 10 cm 3 of toluene, cover the glass with foil.
С помощью перемешивающего устройства (время перемешивания: 30 мин, скорость перемешивания: 700 об/мин) проводят экстракцию. Для минимизации потерь экстрагента стакан закрывают фольгой.Using a stirring device (stirring time: 30 min, stirring speed: 700 rpm), extraction is carried out. To minimize losses of extractant, the glass is covered with foil.
В стакан с сажей добавляют 15-20 см3 толуола, стараясь смыть остатки сажи с лопастей мешалки перемешивающего устройства, и оставляют отстаиваться, например, на 20 ч.15-20 cm 3 of toluene is added to the glass with soot, trying to wash off the soot residues from the blades of the stirrer of the mixing device, and left to settle, for example, for 20 hours.
Подготавливают чистую колбу вместимостью 250 см3 и определяют ее массу mб1 (г).Prepare a clean flask with a capacity of 250 cm 3 and determine its mass m b1 (g).
После отстаивания экстракт отделяют, при этом следят, чтобы сажа не попала в экстракт.After settling, the extract is separated, while making sure that the soot does not get into the extract.
Экстракт помещают в чистую взвешенную колбу вместимостью 250 см3 и плотно закрывают притертой крышкой.The extract is placed in a clean, weighed flask with a capacity of 250 cm 3 and tightly closed with a ground lid.
В стакан с навеской технического углерода и оставшимся экстрактом добавляют 15 см3 толуола и проводят операции, связанные с экстракцией, отстаиванием и отделением экстракта не менее 5 раз. При этом все экстракты помещают в одну колбу вместимостью 250 см3.15 cm 3 of toluene are added to a glass with a portion of carbon black and the remaining extract, and operations related to extraction, sedimentation and separation of the extract are carried out at least 5 times. Moreover, all extracts are placed in one flask with a capacity of 250 cm 3 .
Измеряют массу колбы с экстрактом mб1+э (г). Рассчитывают массу экстракта mэ (г) по формуле mэ=mб1+э-mб1.Measure the mass of the flask with the extract m b1 + e (g). Calculate the mass of the extract m e (g) according to the formula m e = m b1 + e -m b1 .
Готовят газовый хроматограф/масс-спектрометр к работе.Prepare a gas chromatograph / mass spectrometer for work.
После того как газовый хроматограф/масс-спектрометр вышел на рабочий режим, вводят 0,8 мкл экстракта пробы в его испаритель и фиксируют выходной сигнал масс-спектрометра (см. фиг.3).After the gas chromatograph / mass spectrometer has entered the operating mode, 0.8 μl of sample extract is introduced into its evaporator and the output signal of the mass spectrometer is recorded (see Fig. 3).
После проведения анализа необходимо промыть хроматографическую систему растворителем (ввести в испаритель 0,8 мкл толуола, прописать холостой ход).After the analysis, it is necessary to rinse the chromatographic system with a solvent (add 0.8 μl of toluene to the evaporator, register idle speed).
Определение наличия бенз(а)пирена (идентификацию аналита) в режиме селективного мониторинга ионов осуществляют по времени удерживания, проводят измерение площади пика бенз(а)пирена.Determination of the presence of benzo (a) pyrene (identification of the analyte) in the mode of selective monitoring of ions is carried out by the retention time, the peak area of the benzo (a) pyrene is measured.
По полученной площади пика с помощью градуировочной характеристики определяют массовую концентрацию бенз(а)пирена Сб(а)п (мкг/см3) в экстракте.According to the obtained peak area using the calibration characteristics determine the mass concentration of benz (a) pyrene C b (a) p (μg / cm 3 ) in the extract.
Определяют объем экстракта (Vэ, см3) по формулеThe volume of the extract (V e , cm 3 ) is determined by the formula
Vэ=mэ/ρ,Ve = m e / ρ,
где ρ - плотность толуола, г/см3.where ρ is the density of toluene, g / cm 3 .
Содержание бенз(а)пирена в пробе определяют путем расчета его массовой доли (X, %) в пробе по формулеThe content of benzo (a) pyrene in the sample is determined by calculating its mass fraction (X,%) in the sample according to the formula
Х=(Сб(а)п·Vэ)/mc.X = (C b (a) n · V e ) / m c .
Применение заявленного способа позволяет определять содержание бенз(а)пирена в техническом углероде за счет применения ГХ/МС при сохранении необходимой точности определения.The application of the claimed method allows to determine the content of benz (a) pyrene in carbon black due to the use of GC / MS while maintaining the necessary accuracy of determination.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011134222/28A RU2473077C1 (en) | 2011-08-15 | 2011-08-15 | Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011134222/28A RU2473077C1 (en) | 2011-08-15 | 2011-08-15 | Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2473077C1 true RU2473077C1 (en) | 2013-01-20 |
Family
ID=48806639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011134222/28A RU2473077C1 (en) | 2011-08-15 | 2011-08-15 | Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2473077C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633650C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-10-16 | Акционерное общество "Управляющая компания "Биохимического холдинга "Оргхим" | Method for determining content of polycyclic aromatic hydrocarbons in rubbers and tires |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1254359A1 (en) * | 1983-12-26 | 1986-08-30 | Омский государственный университет | Method of determining individual polycyclic aromatic hydrocarbons in commercial-grade carbon |
| US5075080A (en) * | 1989-05-19 | 1991-12-24 | Cabot Corporation | Apparatus for measuring the non-porous surface area of carbon black |
| RU2018110C1 (en) * | 1990-11-26 | 1994-08-15 | Научно-исследовательский институт онкологии Томского научного центра РАМН | Method of extracting polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples |
| RU2236916C1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-09-27 | Индивидуальный Предприниматель Без Образования Юридического Лица Ващенко Юрий Ефимович | Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil |
-
2011
- 2011-08-15 RU RU2011134222/28A patent/RU2473077C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1254359A1 (en) * | 1983-12-26 | 1986-08-30 | Омский государственный университет | Method of determining individual polycyclic aromatic hydrocarbons in commercial-grade carbon |
| US5075080A (en) * | 1989-05-19 | 1991-12-24 | Cabot Corporation | Apparatus for measuring the non-porous surface area of carbon black |
| RU2018110C1 (en) * | 1990-11-26 | 1994-08-15 | Научно-исследовательский институт онкологии Томского научного центра РАМН | Method of extracting polycyclic aromatic hydrocarbons from solid samples |
| RU2236916C1 (en) * | 2003-06-30 | 2004-09-27 | Индивидуальный Предприниматель Без Образования Юридического Лица Ващенко Юрий Ефимович | Method of determining weight concentration of benzo-a-pyrene in soil |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633650C1 (en) * | 2016-06-02 | 2017-10-16 | Акционерное общество "Управляющая компания "Биохимического холдинга "Оргхим" | Method for determining content of polycyclic aromatic hydrocarbons in rubbers and tires |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105223290B (en) | A kind of method and application measuring hemoglobin alpha and beta globin chain ratio | |
| CN106226425B (en) | Serum glycated albumin detection method and its dedicated candidate criteria substance | |
| CN102735662A (en) | High sensitivity and high selectivity fluorescence emission spectrum analysis method for zinc ions | |
| Gössi et al. | Thin-layer Chromatography–Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy–A Versatile Tool for Pharmaceutical and Natural Products Analysis: FH–HES Universities of Applied Sciences | |
| CN103308641A (en) | High performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry measuring method of three amide herbicides in tobacco and tobacco products | |
| RU2738166C1 (en) | Method of measuring weight concentrations of arsenic, cadmium, lead, mercury in meat and meat-containing products by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
| CN108918710A (en) | The detection method of endogenous plant hormone in a kind of fresh tobacco leaves | |
| Cui et al. | Source identification of heroin by rapid detection of organic impurities using direct analysis in real time with high-resolution mass spectrometry and multivariate statistical analysis | |
| RU2473077C1 (en) | Method of determining content of benz(a)pyrene in technical carbon | |
| RU2695954C1 (en) | Method of spectrometric analysis of gaseous decomposition products of explosives | |
| CN102393389B (en) | Method for quantitating benzo (a) pyrene by adopting non-carcinogen anthracene as standard | |
| CN113325103A (en) | Analysis method for simultaneously measuring gelsemium, gelsemine and gelsemine in hair | |
| Amelin et al. | Microextraction–colorimetric (fluorimetric) determination of cationic and anionic surfactants in food products | |
| CN104297403A (en) | Method applied to pretreatment and detection of trace methyl mercury in polar sediments | |
| CN103954717A (en) | Method for testing hemoglobin concentration by utilizing liquid chromatogram tandem mass spectrum | |
| CN106168610A (en) | Fluorimetric HPLC measures the method for concentration of Clozapine in blood plasma | |
| RU2690186C1 (en) | Simultaneous quantitative determination of glycerine and potassium acetate in aqueous solution by 1h nmr spectroscopy | |
| CN112881573A (en) | Method and equipment for measuring methanol, ethanol and n-butanol in soil and underground water | |
| JPH1038878A (en) | Quantitative testing method of peripheral oil kind in light oil | |
| CN103245715A (en) | Method for detecting clenbuterol hydrochloride in sample in assisted mode based on ion mobility spectrometry | |
| Amelin et al. | Microextraction-colorimetric determination of quaternary ammonium compounds in medicines and disinfectants | |
| CN108776190B (en) | Method for quantitatively detecting phenolic substances in sea buckthorn | |
| Farneti | Direct injection analysis of fruit VOCs by PTR-ToF-MS: the apple case study | |
| RU2797335C1 (en) | Method for determining gas condensate mass concentration in water-methanol solutions by fluorimetric method | |
| CN108680563A (en) | A kind of solid organic fertilizer element silicon detection method and application |