ГОСТ 30141-94
Группа Л39
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
МАСЛА КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ
Газохроматографический метод определения основного компонентного состава
Coal-tar oils. Gas chromatographic determination of basic component composition
МКС 71.040.40
ОКСТУ 2409
Дата введения 2000-07-01
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 10 "Кокс", Украинским государственным научно-исследовательским углехимическим институтом
ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 6 от 21 октября 1994 г.)
За принятие проголосовали:
Наименование государства | Наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджанская Республика | Азгосстандарт |
Республика Армения | Армгосстандарт |
Республика Беларусь | Госстандарт Беларуси |
Грузия | Грузстандарт |
Республика Казахстан | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизская Республика | Киргизстандарт |
Республика Молдова | Молдовастандарт |
Российская Федерация | Госстандарт России |
Республика Узбекистан | Узгосстандарт |
Украина | Госстандарт Украины |
3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 3 июня 1999 г. N 187 межгосударственный стандарт ГОСТ 30141-94 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на каменноугольные масла и устанавливает газохроматографический метод определения массовой доли основных компонентов в маслах для креолина, легкосреднем, нафталиновом, поглотительном, фенольном и антраценовом.
Метод заключается в газохроматографическом разделении масел на насадочной колонке и расчете массовой доли компонентов методом "внутреннего эталона".
Метод позволяет определять массовую долю компонентов от 0,2 до 80%.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия
ГОСТ 3022-80 Водород технический. Технические условия
ГОСТ 4165-78 Медь (II) сернокислая 5-водная. Технические условия
ГОСТ 4166-76 Натрий сернокислый. Технические условия
ГОСТ 8448-78 Бензол каменноугольный и сланцевый. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 16106-82 Нафталин коксохимический. Технические условия
ГОСТ 24104-88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 25706-87* Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования.
_________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 25706-83. - Примечание изготовителя базы данных.
3 Аппаратура, посуда и реактивы
Хроматограф газовый с двойным пламенно-ионизационным детектором, устройством для программирования температуры и чувствительностью, обеспечивающей определение основного компонентного состава в заданных пределах.
Колонки газохроматографические из нержавеющей стали длиной 1 м и внутренним диаметром 2-3 мм - 2 шт.
Микрошприц типа "Газохром" вместимостью 1 мм
.
Линейка измерительная металлическая по ГОСТ 427.
Лупа измерительная общего назначения по ГОСТ 25706 или микроскоп отсчетный МПБ-2 по нормативной документации (возможно применение электронного интегратора).
Шкаф сушильный, обеспечивающий температуру нагрева (100±10) °С.
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104, 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г и 3-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г.
Баня водяная.
Чашка выпарительная 3 (5) по ГОСТ 9147.
Цилиндр 1 (3)-25 по ГОСТ 1770.
Стакан В-1 (Н-1)-100 ТХС по ГОСТ 25336.
Колба Кн-1-25 (50)-14/23 (19/26) ТХС по ГОСТ 25336.
Стаканчик для взвешивания СВ-14/8 по ГОСТ 25336.
Неподвижная фаза - полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), набор N 7 "Полиэфиры" - по нормативной документации.
Твердый носитель розового цвета (типа Динохрома Н) с фракцией 0,16-0,25 мм или 0,20-0,25 мм для колонок диаметром 3 мм; 0,10-0,125 мм или 0,125-0,16 мм для колонок диаметром 2 мм.
Растворитель для неподвижной фазы и анализируемых проб - бензол по ГОСТ 8448.
"Внутренний эталон" - ацетофенон "для хроматографии" или другой квалификации с массовой долей основного вещества не менее 95% по нормативной документации.
Вещества для приготовления искусственных смесей:
мета-, или пара-, или ортоксилол "для хроматографии" или другой квалификации с массовой долей основного вещества не менее 98% по нормативной документации;
нафталин коксохимический по ГОСТ 16106.
Водоотнимающие вещества:
медь сернокислая безводная по ГОСТ 4165, свежепрокаленная или натрий сернокислый безводный по ГОСТ 4166.
Газ-носитель: гелий газообразный очищенный марки Б по нормативной документации или азот газообразный по ГОСТ 9293.
Водород технический по ГОСТ 3022 или полученный с помощью генератора водорода СГС-2.
Воздух сжатый для питания пневматических приборов и средств автоматизации.
Допускается применение другой аппаратуры и посуды по классу точности и твердых носителей и реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.
4 Подготовка к анализу
4.1 Приготовление сорбента
Неподвижную фазу, составляющую 15% массы носителя, взвешивают (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до второго десятичного знака) и растворяют в избытке растворителя .
В полученный раствор при перемешивании добавляют твердый носитель. Растворитель удаляют кипячением на водяной бане. Затем полученный сорбент сушат в сушильном шкафу в течение 3 ч при температуре (100±10) °С.
4.2 Две хроматографические колонки заполняют сорбентом, устанавливают в термостат, присоединяя один конец колонки к испарителю, другой остается свободным.
Колонки кондиционируют в течение 8 ч, постепенно повышая температуру от 100 до 230 °С, и выдерживают при этой температуре 4 ч.
4.3 Монтаж, наладку и вывод хроматографа на рабочий режим осуществляют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.
4.4 Определение градуировочных коэффициентов
4.4.1 Для определения градуировочных коэффициентов готовят не менее пяти искусственных смесей, в состав которых входят вещества, указанные в разделе 3: мета-, или пара-, или ортоксилол для хроматографии, нафталин коксохимический, ацетофенон - "внутренний эталон". Смеси готовят в колбе с притертой пробкой взвешиванием каждого из перечисленных компонентов и растворителя (бензола) с точностью до четвертого десятичного знака.
Концентрация компонентов примерно соответствует массовой доле их (и их гомологов) в каменноугольных маслах: изомеры ксилола - 0,2-1,5%; нафталин - 10-40%; ацетофенон ("внутренний эталон") - 10-40%.
Параметры чувствительности пламенно-ионизационного детектора и пределы измерения подбираются экспериментально.
Для записи пиков компонентов в пределах шкалы самописца используется переключение шкалы усилителя.
Установка положения нулевой линии осуществляется экспериментально с помощью двухколоночной компенсационной схемы хроматографа.
Таблица 1
Параметр | Норма |
Температура термостата, °С: | |
начальная | 90±1 |
конечная | 225±2* |
Скорость программирования температуры, °С/мин | 4-6 |
Температура испарителя, °С | 250±10 |
Скорость газа-носителя, см | 20-45 |
Скорость диаграммной ленты, мм/ч | 600-720 |
Объем вводимой пробы, мм | 0,1-0,3 |
* Программирование выключают после элюирования последнего компонента искусственной смеси. | |
4.4.2 Площадь пика каждого компонента 
, мм
, вычисляют с помощью электронного интегратора или по формуле
, (1)
где 
- высота пика 
-го компонента, мм;
- ширина пика по половине высоты пика -го компонента, мм;
- масштаб записи сигнала пика.
4.4.3 Градуировочные коэффициенты 
вычисляют по формуле
, (2)
где 
- масса -го компонента, взятая для приготовления искусственной смеси, г;
- площадь пика "внутреннего эталона", мм;
- масса "внутреннего эталона" в искусственной смеси, г; - площадь пика -го компонента, мм.
4.4.4 За градуировочный коэффициент для каждого компонента принимают среднее арифметическое результатов анализа пяти искусственных смесей с различной массовой долей компонентов в смеси. При этом для каждой искусственной смеси снимают не менее трех хроматограмм. Относительная погрешность результатов определения массовой доли каждого компонента в искусственной смеси не должна превышать 10% заданной концентрации.
Градуировочные коэффициенты должны иметь следующие значения:
низкокипящие, тионафтен - 1±0,05;
нафталин, метилнафталины, аценафтен, дифениленоксид, флуорен, фенантрен, высококипящие - 0,8±0,05.
Рабочие градуировочные коэффициенты необходимо проверять для данного типа хроматографа, данной хроматографической колонки. Полученные значения коэффициентов должны попадать в указанные выше интервалы. Периодичность проверки коэффициентов соответствует периодичности замены хроматографической колонки (сорбента).
4.4.5 Порядок элюирования компонентов искусственной смеси следующий: растворитель (бензол); 1 - изомер ксилола; 2 - ацетофенон ("внутренний эталон"); 3 - нафталин.
5 Проведение анализа
5.1 Перед хроматографическим определением компонентов пробу масла обезвоживают общепринятым методом с помощью водоотнимающих веществ: сернокислой меди, сернокислого натрия и др.
5.2 Застывшее нафталиновое и антраценовое масла перед обезвоживанием разогревают до температуры 80-90 °С и в дальнейшем отбирают на хроматографирование в расплавленном виде.
При наличии в пробе осадка ее подогревают при перемешивании при температуре 40-45 °С до исчезновения осадка.
5.3 В предварительно взвешенный стаканчик для взвешивания помещают около 1 г исследуемой пробы масла и взвешивают. Находят по разности массу анализируемой пробы. Затем в ту же емкость добавляют "внутренний эталон" - ацетофенон. Полученную смесь снова взвешивают. По разности масс емкости с пробой масла и добавленным "внутренним эталоном" и емкости с маслом находят массу "внутреннего эталона", г. Все взвешивания проводят с точностью до четвертого десятичного знака.
Масса "внутреннего эталона" составляет:
0,10-0,12 г - для масел антраценового и для креолина;
0,15-0,25 г - для легкосреднего, фенольного, поглотительного масел;
0,40-0,70 г - для нафталинового масла.
К подготовленной пробе нафталинового масла и застывающего антраценового добавляют 8-12 см бензола.
5.4 Пробу отбирают микрошприцем, вводят в хроматограф и хроматографируют при условиях, указанных в 4.4.1. Программирование температуры включают сразу после ввода исследуемой пробы масла.
5.5 Порядок выхода основных компонентов каменноугольных масел приведен ниже:
1-14 - низкокипящие компоненты (бензол, толуол, ксилол, другие ароматические углеводороды, инден);
15 - ацетофенон ("внутренний эталон");
16 - нафталин;
17 - тионафтен;
18 - 
-метилнафталин;
19 - 
-метилнафталин;
20 - аценафтен;
21 - дифениленоксид;
22 - флуорен + индол;
23 - фанантрен + антрацен;
24-27 - высококипящие компоненты (только в антраценовом масле).
5.6 Окончанием определения считают полное элюирование компонентов:
23 - для масел поглотительного, легкосреднего, для креолина;
27 - для антраценового масла;
17 - для фенольного и нафталинового масел.
После элюирования компонента 17 в фенольном и нафталиновом маслах программирование температуры не выключают, доводят температуру термостата колонок до 225 °С при выключенном самописце.
Типовые хроматограммы каменноугольных масел представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Типовые хроматограммы каменноугольных масел
_______________
* Переключение шкалы.
1 - поглотительное, легкосреднее, для креолина; 2 - антраценовое; 3 - нафталиновое, фенольное
Нумерация пиков соответствует перечню компонентов, приведенному в тексте.
Рисунок 1 - Типовые хроматограммы каменноугольных масел
6 Обработка результатов
6.1 Хроматограммы рассчитывают методом "внутреннего эталона".
Площадь пика каждого компонента () в квадратных миллиметрах вычисляют по (1).
При неполном разделении за ширину пика принимают удвоенную полуширину, измеренную на половине высоты пика.
Степень разделения для ацетофенона и нафталина должна быть не ниже 1,0.
6.2 Массовую долю каждого компонента в анализируемых маслах 
, % (низкокипящие и высококипящие определяются суммарно) вычисляют по формуле
, (3)
где 
- градуировочный коэффициент; - площадь пика определяемого компонента, мм; - масса "внутреннего эталона", г; - площадь пика "внутреннего эталона", мм; - масса анализируемой пробы, г.
6.3 За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, абсолютные значения отклонений между которыми при доверительной вероятности 
= 0,95 не должны превышать допустимых отклонений 
, указанных в таблице 2.
Таблица 2
Определяемый компонент | Диапазон определяемой массовой доли, % | Абсолютное допускаемое отклонение |
Низкокипящие; фенантрен + антрацен | 0,2-0,5 | 0,1 |
0,5-1,5 | 0,2 | |
Низкокипящие; фенантрен + антрацен; нафталин, | 1,5-5 | 0,5 |
Низкокипящие; фенантрен + антрацен; нафталин | 5-10 | 1,0 |
Фенантрен + антрацен | 5-10 | 1,5 |
Нафталин | 10-20 | 1,0 |
Фенантрен + антрацен | 10-20 | 1,5 |
Высококипящие | 10-20 | 2,0 |
Аценафтен, дифениленоксид | 10-20 | 1,5 |
Флуорен | 10-20 | 1,5 |
Нафталин | 20-40 | 2,0 |
Фенантрен + антрацен | 20-40 | 2,5 |
Высококипящие | 20-30 | 2,5 |
Нафталин | 40-80 | 3,0 |
6.4 Абсолютные отклонения между результатами анализа одной и той же пробы, полученными в разных лабораториях, при доверительной вероятности = 0,95, не должны превышать допустимых отклонений 
, приведенных в таблице 3.
Таблица 3
Определяемый компонент | Диапазон определяемой массовой доли, % | Абсолютное допускаемое отклонение |
Низкокипящие; фенантрен + антрацен | 0,2-0,5 | 0,12 |
0,5-1,5 | 0,24 | |
Низкокипящие; фенантрен + антрацен; нафталин, | 1,5-5 | 0,6 |
Низкокипящие; фенантрен + антрацен; нафталин | 5-10 | 1,2 |
Фенантрен + антрацен | 5-10 | 1,8 |
Нафталин | 10-20 | 1,2 |
Фенантрен + антрацен | 10-20 | 1,8 |
Высококипящие | 10-20 | 2,4 |
Аценафтен, дифениленоксид, флуорен | 10-20 | 1,8 |
Нафталин | 20-40 | 2,0 |
Фенантрен + антрацен | 20-40 | 3,0 |
Высококипящие | 20-30 | 3,0 |
Нафталин | 40-80 | 3,6 |
6.5 Если отклонение между результатами двух параллельных определений превышает допустимые значения , выполняют третье определение. Если при трех измерениях отклонение между максимальным и минимальным результатами превышает допустимое значение 
, анализ пробы прекращают до выяснения причин повышенного рассеивания результатов параллельных определений. При необходимости готовят новую искусственную смесь и заменяют применяемый сорбент, повторяя процедуры хроматографирования и расчета.
________________________________________________________________________
УДК 662.749.36.001.4:006.354 МКС 71.040.40 Л39 ОКСТУ 2409
Ключевые слова: каменноугольные масла, газовый хроматограф, сорбент, компонент, концентрация, градуировочный коэффициент
________________________________________________________________________