- Телефон: +7 (495) 258-83-05
- E-mail: sales@electrochemistry.ru
Анализатор AOX-400. Определение содержания адсорбируемых органических галогенидов
Метод позволяет определять в твердых и жидких образцах содержание йод-, бром- и хлорорганических соединений, способных адсорбироваться на активированном угле. Аналитическая стадия включает разложение образца при температуре 950 °С и последующее аргентометрическое титрование выделившихся галогенов в микрокулонометрической ячейке.
Практически все органические галогениды хорошо адсорбируются активированным углем. Степень поглощения будет зависеть от химической природы адсорбируемой молекулы, длины цепи органической части. На обратный процесс – десорбцию, также влияет несколько факторов:
-
объем образца;
-
количества активированного угля и пр.
Однако на поверхности угля способны адсорбироваться любые галогенсодержащие соединения, в том числе и неорганические.
Каким образом происходит отделение органической части от неорганической?
Неорганические галогениды, как правило, хорошо растворимы в воде и могут быть удалены из активированного угля промывкой, но промывочный раствор изменяет поглощающую способность адсорбента, что необходимо учитывать при анализе. Все эти особенности предусмотрены в новейшем анализаторе органических галогенидов AOX-400 производства компании Nittoseiko Analytech (Япония).
Принцип работы анализатора AOX-400
Анализ адсорбируемых галогенорганических соединений включает 4 стадии:
-
Подготовку образца (разбавление, фильтрацию).
-
Адсорбцию галогенов активированным углем одним из трех способов (встряхиванием, пропусканием через колонку или экстракцией).
-
Промывку образца для удаления неорганических галогенидов водным раствором NaNO3.
-
Определение содержания органических галогенидов методом разложения с последующим микрокулонометрическим анализом.
Подготовка образца для метода АОХ
Эта стадия подразумевает очистку образца от ненужных механических примесей. Если анализ проводится в жидкой фазе, то, при необходимости, пробу можно разбавить, доведя ее концентрацию до требуемой (предел количественного обнаружения – 300 мкг/л).
Как происходит адсорбция
Существует три подхода к нанесению образца на активированный уголь:
-
Метод встряхивания образца вместе с активированным углем.
-
Метод пропускания образца через колонку с активированным углем.
-
Метод твердофазной экстракции (SPE), который особенно удобен для работы с жидкими образцами, содержащими большое количество неорганических галогенидов.
Метод встряхивания
Образец помещают в коническую колбу вместе с активированным углем и встряхивают в шейкере, чтобы добиться максимального поглощения галогенсодержащих соединений адсорбентом.
Затем пробы пропускают через вакуумный фильтр, где в качестве фильтрующего элемента установлены специальные фриты. Отфильтрованный слой промывают раствором нитрата натрия, избавляясь от неорганических солей в пробе.
В результате, на фильтре остается только слой активированного угля с адсорбированными на нем органическими галогенами. Эти образцы вместе с фриттой переносятся в аналитическую установку, где происходит их разложение при высокой температуре и анализ на микрокулонометре.
Анализатор AOX-400 может быть оснащен системой автоматической подачи на 30 фритт.
Колоночный метод
В этом способе извлечения галогенидов образец пропускают через колонку, заполненную активированным углем, а затем промывают ее раствором NaNO3 для удаления неорганических солей.
Процесс адсорбции автоматизирован и происходит в специальной установке TXA-04, рассчитанной на обработку пяти проб одновременно.
Для разложения пробы колонку с адсорбентом и образцом помещают в печь. Если требуется серийный анализ, то производитель предлагает дополнительный инжекционный автоподатчик SI-400 и карусель на 60 колонок.
Метод экстракции
Этот метод адсорбции схож с колоночным, но позволяет анализировать образцы с высоким содержанием неорганических солей. Чтобы отделить неорганическую фракцию, разбавленный образец пропускают через полимерную смолу, на которой адсорбируются все галогенсодержащие соединения. Неорганическую часть вымывают раствором азотнокислого натрия, а органические галогениды извлекают с помощью метанола. Согласно ISO 9562, далее из полученного экстракта галогенорганические соединения адсорбируют активированным углем упомянутыми выше способами. Однако, автоподатчик SI-400 позволяет осуществлять ввод полученных метанольных фракций сразу в печь, что значительно упрощает анализ.
После твердофазной экстракции образцы распределяют в виалы объемом 2 мл и устанавливают в автоподатчик. Карусель рассчитана на 40 виал. В автоподатчик SI-400 устанавливается игла, с помощью которой отбирается аликвота и вводится в печь для разложения и последующего анализа.
Система разложения образца
После адсорбции пробу подвергают термическому разложению в вертикальной печи при температуре 950 °С. В качестве газа-окислителя используется обычный воздух, который прокачивается через систему с помощью вакуумного насоса, что позволяет избежать утечек газов при нарушении герметичности. В результате сжигания органических галогенидов в пиролизной трубке образуются углекислый газ, вода и галогеновые кислоты. Концентрация последних может быть определена методом аргентометрической кулонометрии.
Блок для микрокулонометрического титрования
Анализ проводится в титриметрической ячейке, в которой в качестве электролита используется ледяная уксусная кислота.
Количество хлора, участвующего в реакции, эквивалентно количеству серебра, образующегося в процессе электролиза. А количество электричества, затраченного в ходе реакции, пропорционально количеству сгенерированных катионов серебра.
HCl + Ag+ → H+ + AgCl (титрование)
Ag → Ag+ + e- (электролиз)
Более подробную информацию о работе детектора можно посмотреть по ссылке.
Нужно понимать, что расчеты содержания галогенов выполняются по количеству хлора, а значит, при наличии в образце бромидов и иодидов, результаты будут завышены, что четко прописано в ГОСТ Р 54263-2010 и в ISO 9562.
Преимущества определения содержания адсорбируемых галогенорганических соединений на анализаторе AOX-400:
-
одинаково легко работать и с твердыми и с жидкими образцами;
-
в качестве окислителя можно использовать воздух;
-
невозможна утечка газовой фазы за счет применения вакуума, а не избыточного давления для перемещения потока газа.
Нормативные документы, регламентирующие анализ по методу AOX
Метод полностью совместим с требованиями зарубежных стандартов:
-
ISO 9562;
-
DIN EN 1485;
-
EPA 9020;
-
DIN 38414 часть 18.
И нормативных документов, действующих на территории СНГ:
-
СТ РК ИСО 9562-2006 – в республике Казахстан;
-
СТБ ISO 9562-2012 – в республике Беларусь
-
ГОСТ Р 54263-2010 – на территории РФ
-
ГОСТ 30578-98 – на данный момент отменен и заменен на ГОСТ Р 54263
Модель |
Автоматический анализатор органических галогенидов AOX-400 |
Объект измерения |
Речные воды, промышленные сточные воды, почва и др. |
Форма образцов |
Твердая (АОГ: жидкий образец, адсорбированный активированным углем), жидкая (ЭОГ: экстракционный раствор) |
Метод анализа |
Окислительный пиролиз/ кулонометрия |
Температура печи |
150~1000 °С (регулярное использование: 950 °С) |
Введение образца |
Введение в трубку для пиролиза с открытым верхом: АОГ колоночный метод: в трубку падает колонка с экструдированным образцом, адсорбированным на активированным угле; АОГ метод встряхивания: в трубку падает фритта с образцом, адсорбированным на активированном угле; ЭОГ: прямой ввод шприцем сверху в открытую трубку. |
Диапазон измерения |
Общее количество органических галогенов: от 0,1 до 50 мкг |
Объем образца |
Образец АОГ: 50 мг или менее, образец ЭОГ: 200 мкл или менее |
Время измерения |
В пределах 10 минут/измерение (при весе образца 2 мкг) |
Количество образцов |
Фритта: 30 Образцов на колонке: 60 Образцов ЭОГ: 40 образцов (Размер: виалы 2 мл с септой) |
Газ |
При использовании AIR-200 воздух не требуется. АОГ: воздух (800 мл/мин) ЭОГ: воздух (100 мл/мин) + кислород (300 мл/мин) |
Условия эксплуатации |
От 15 до 35 °С, 75% относительной влажности или менее (без конденсации) |
Электропитание |
100-240 В переменного тока, 50/60 Гц, 960 ВА |
Размеры и вес |
Основной блок АОГ: 460 (Ш) x 420 (Г) x 570 (В) мм, 37 кг SI-400: 190 (Ш) x 400 (Г) x 410 (В) мм, 7 кг AIR-200: 100 (Ш) x 400 (Д) x 220В (В) мм, 5 кг |
Управление и обработка данных |
ПК, принтер, совместимые с Windows® |