Способ определения упругости пара веществ

(56) Суворхимия пароЛ.: Химия,Заводск А.В. Терм азного со 70, с. 87 лаборатор1193-11 я Ч У 1 УПРУГОС(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕПАРА ВЕЩЕСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗО ТОРСКОМУ СРИДЕТЕЛ(71) Институт химичесАН СССР(57) Изобретение относится к измерению физико-химических характеристик веществ. Цель изобретения - повьппение точности определения упругости пара и снижение трудоемкости определения. При осуществлении способа в поток газа-носителя дополнительно вводят произвольную по величине пробу вещества-стандарта, упругость пара которого при температуре определения близка к упругости пара анализируемого вещества. Затем проводят отделение вещества-стандарта от примесей, охлаждают газовый поток до температу- ры определения, насьпцают газ-носитель парами вещества-стандарта при этой же с температуре и регистрируют интенсивность сигнала. 2 табл.Изобретение относится к измерению физико-химических характеристик веществ и может быть использовано в различных областях науки и техники, например в химической и нефтехимической промьппленности, когда необходимо зна" ние упругости пара, в частности при разработке различных технологических процессов получения веществ, 1 ОЦель изобретения - повышение точности определения упругости пара и снижение трудоемкости определения.П р и м е р ы 1-7Проводят определение упругости пара ряда углеводоро дов (табл. 1) в области значений 0,3 - 70 мм рт.ст., т.е. в области, в которой обычно обеспечивается наибольшая точность определения при использовании стандартных способов, таких как 20 способ насыщения и статический способ, с помощью которых получена большая часть соответствующих данных.Определение упругости пара проводят на хроматографе, на котором уста новлен детектор по плотности. Произвольную по величине пробу анализируемого вещества вводят в поток газа-носителя, отделяют это вещество от примесей, охлаждают газовый поток до 30 температуры определения, насьпцают газ-носитель паром этого вещества при этой температуре и регистрируют интенсивность сигнала детектора по плотности, пропорциональную концентрации насьпценного пара в газе-носителе и известным образом зависящую от одного и того же физико-химического свойства этого вещества и газа-носителя, например такого, как молеку лярная масса. После регистрации этого сигнала вводят в поток газа-носителя произвольную по величине. пробу вещества-стандарта, отделяют это вещество от примесей, охлахдают газовый 45 поток до той же температуры определения, насьпцают газ-носитель паром этого вещества и регистрируют интенсивность сигнала детектора по плотности, пропорциональную концентрации насыщенного пара этого. вещества в газе-носителе и известным образом зависящую от молекулярной массы этого вещества и газа-носителя. В качестве вещества-стандарта выбирают вещество, упругость пара которого близка к упругости пара анализируемого вещества. Мерой упругости пара при использовании детектора по плотности является интенсивность соответствующего сигнала этого детектора, деленная на разность молекулярных масс регистрируемого вещества и газа-носителя.Отделение анализируемого веществаи вещества-стандарта от примесей,охлаждение газового потока до температуры определения .и насьпцение газаносителя парами этих веществ при температуре определения производят прииспользовании метода термической хромадистилляции. При этом анализируемоевещество и вещество-стандарт пропускают в потоке газа-носителя (азот)через пустую трубку, вдоль которойсоздают отрицательный температурныйградиент за счет нагрева изолирован;ной нихромовой проволокой, намотаннойс переменным шагом на эту трубку, токчерез которую регулируют с помощьюавтотрансформатора,Часть трубки поддерживают при температуре, при которойпроизводят измерение упругости нара (при температуре определения) . Эту температуруподдерживают с помощью термостата колонок хроматографа, когда температураоопределения превышает 50 С, При болеенизких температурах определения температуру поддерживают с помощью проточной кюветы, соединенной с жидкостным ультратермостатом.При измерении упругости пара отЧ,З до 10 мм рт.ст, внутренний диаметр трубки составляет 0,5 мм идлина 50 см. При измерении упругостипара свьппе 10 мм рт.ст. используюттрубку внутренним диаметром 2 мм идлиной 70 см В первом случае скорость газа-носителя составляет около5 см /мин, а во втором - около25 см/мин.Скорость газа-носителя (азот) поизмерительной линии детектора по плотности составляет не менее 120 см /мини по сравнительной линии - не менее200 см/мнн,Температура испарителя и термостата детектора по плотности составляет250 и 200 С соответственно, Ток детектора составляет 100 мА.Объем вводимой пробы анализируемого вещества и вещества-стандарта составляет около 1 мкл при упругости па"ра 0,3-2 мм рт.ст. и около 10 мкл -при упругости пара 30-70 мм рт.ст.Регистрацию сигналов, соответствующих насьпценному пару анализируемоговещества и вещества-стандарта, проводят при использовании самописца.Данные измерения упругости пара ряда углеводородов, полученные при использовании предлагаемого способа, приведены в табл. 1.Оценка вероятной погрешности способа показывает, что она не превышает 2 отн.Х, определяется, в основном, погрешностью измерения упругости пара вещества-стандарта и находится в пределах погрешности измерения упругости пара чистых веществ стандартными методами в области высоких значений уп ругости пара (30-70 мм рт.ст.), когда их погрешность минимальна. Расхождения между известнъми значениями, свидетельствующие об увеличении погрешности измерения стандартными методами,20 возрастают с уменьшением измеряемой величины упругости пара.П р и м е р ы 8-14. Проводят оценку достоверности значений упругости пара для ряда веществ (табл.2), приведенных в различных справочниках. Для этого в качестве анализируемого и вещества-стандарта выбирают из справочника любые два вещества, близкие по упругости пара при одной и той же температуре, вводят произвольную по величине пробу вещества, принятого за анализируемое, в хроматограф ЛХМ 8 МД с детектором по плотности в условиях, описаных в примере 1, производят такие же операции, как и в примере 1 и регистрируют интенсивность сигнала, пропорциональную концентрации насыщенного пара в газе-носителе при температуре определения, равной температуре, соответствующей справочным данным, и известным образом зависящую от молекулярных масс этого вещества и газа-носителя, После регистрации этого сигнала вводят в тот же 4 хроматограф в тех же условиях вещество, принятое за стандарт, производят те же операции, что и для анализируемого вещества и регистрируют интенсивность сигнала пропорцио 5 О нальную концентрации насыщенного пара этого вещества в газе-носителе при этой же температуре. определения, что и для анализируемого вещества, и известным образом зависящую от молекулярных масс вещества-стандарта и газа-носителя.После этого на основании экспери-ментальных значений интенсивностей сигналов, соответствующих насыщенномупару изучаемых веществ, при температуре определения и справочных данныхпо упругости пара этих веществ приэтой же температуре рассчитывают молекулярную массу вещества, принятогоза анализируемое, и выбирают как наиболее достоверные те значения упругости пара изучаемых веществ, которымсоответствует рассчитанное значениемолекулярной массы, наиболее близкоек истинному.Расчет молекулярной массы вещества,принятого за анализируемое, проводят по формулеаМ = --- -(М -М )+М, (1)Рот Ьх=Рах 1.,где Р, Р - справочное значениеупругости пара веществ,принятых за анализируемое и стандарт, соответственно;Ь, Ь - экспериментальные значения интенсивностейсигналов, соответствующих насыщенному пару веществ, принятых за анализируемое и стандарт, соответственно;.Мх Мси М- молекулярные массы вещества, принятого за анализируемое, стан-дарта.и газа-носителя соответственно,Упругость пара определяют по формулео о Ь х МстМнР =Р (2)ст 1 М М фгде Р, Р- упругость пара анализируемого вещества и вещества-стандарта;х стхМ и М- высоты соответствующихступеней, молекулярныемассы обоих веществ игаза-носителя соответственно.й табл. 2 приведены значения разности истинных молекулярных масс и рассчитанных по формуле (1) на основании соответствующих значений упругости пара веществ, приведенных в справочниках.Сопоставление рассчитанных по формуле (1) и истинных молекулярных масс показывает, что для ксилола, этилбенэола и октана погрешность определения97 25 Т а б л и ц а 1 Анализи- Температу руемое ра опре-, вещество деления,С ОтношениеинтенсивностейсигналовХфст Пример Этилбензол 50 1,36 м-Ксилол 50 Октан 50 Ундекан 30 Ундекан 40 Додекан 80 1,23 2,22 0,32 0,38 0,48 5 13831 рассчитанных молекулярных масс находится в пределах .допустимой погрешности определения отношений интенсивностей соответствующих сигналов, следовательно, можно считать, что соответ-- 5 ствующие справочные данные являются правильными в пределах погрешности эксперимента.Для всех рассмотренных соединений наиболее точные данные по упругости пара приведены в примерах 3 и 4 и наименее точные в примере 5.Предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить точность определения упругости пара и обеспечивает возможность оценки достоверности справочных данных по упругости пара. Способ, в связи с исключением необходимости взвешивания пробы и определения о 0 держания основного компонента позволяет существенно упростить определение и обеспечивает возможность автоматизации определения упругости пара. Формула изобретения Способ определения упругости пара веществ, включающий ввод пробы анализируемого вещества в поток газа-носителя, отделение анализируемого вещества от примесей, охлаждение газового потока до температуры определения,насыщение газа-носителя парами анализируемого вещества при этой же температуре, пропускание газового потокачерез детектор и регистрацию сигналав виде ступени, соответствующей анализируемому веществу, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности определения упругостипара и снижения трудоемкости определения, производят с произвольной величиной пробы измерения с регистрациейвысоты ступени для анализируемого ве"щества и нескольких. веществ, близкихк нему по молекулярной массе, выбирают в качестве стандартного веществанаиболее близкое к анализируемому помолекулярной массе и величинезначениявысоты ступени, причем в качестведетектора используют детектор по плотности и упругость пара рассчитываютпо формуле о о Ь х Мст-Ий, Р=РвщЬ М-Мфо сгде Р,Р - упругость пара анализируемого вещества и вещества-стандарта; 1)с э 1 ст уМхМ , и М н - высоты соответствующих.ступеней, молекулярныемассы обоих веществ игаза-носителя соответственно. Упругость пара, мм рт.ст. 34,77 35, 17 35, 16 35,90 35, 17 30,82 31,09 31,16 31,46 31,09 51,28 50,36 50,39 50,37 50,34 0 26 0 26 0 26 0 42 0 29 1120 1120 1120 1158 1 э 26 5 ь 57 5 э 43 5 э 47 бв 16 5 э 501383197 Продолжение табл. 1 а 9 73,00 71, 72 71, 75 71,83 72, 16 Декан 100 1,98 25,49 25,51 25,89 25,52 0,90 3,56 4 Ундекан 80 12,85 32,86 32,8 33,27 32,91 5 Ундекан 100 П р и м е ч а н и е. Для примеров 1 - 3 в качестве вещества-стандартаиспользуют о-ксилол; для примеров 4 и 5 - декан идля примеров 6 и 7 - ундекан. Приведены средниеданные из трех параллельных определений. Для веществстандартов используют известную упругость параТ а б л и ц а 2 Вещество, принятоеза анализируемое азность молекулярных массВыч М цст Пример1,73 1,45 Составитель Л.ЖарковаТехред А.Кравчук Корректор И,Эрдейи Редактор Н.Тупица Заказ 1288/40 Тираж 847 : . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул,Проектная, 4 Вещества-стандарты1 о-Ксилол 50 2Декан 20 3 Декан 40 Ундекан Додекан Температура определения, С 0,900 1,266 0,96 3,56 4,29 3,65 12,86 13,66 12,92