Tiêu chuẩn ngành 64TCN106:1998

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

64 TCN 106:1998

ANKYL BENZEN SUNFONIC AXIT MẠCH THẲNG KĨ THUẬT PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ KHÍ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ TRUNG BÌNH

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định phương pháp sắc kí khí để xác định khối lượng phân tử trung bình của ankyl benzen sunfonic axit mạch thẳng kĩ thuật (Linear Alkylbenzene Sulfonic Acid, viết tắt là LAS).

2. Nguyên tắc

Tách nhóm sunfonic của mẫu thử trong môi trường axit photphoric đặc và chiết ankyl benzen bằng dầu hoả nhẹ.

Xác định khối lượng phân tử trung bình của ankyl benzen bằng sắc kí khí.

Tính khối lượng phân tử trung bình của ankyl benzen sunfonat.

3. Thuốc thử và hoá chất

Trong quá trình phân tích chỉ sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích và nước cất hoặc nước có độ tính khiết tương đương.

– Axit photphoric, 85%.

– Dầu hoả nhẹ, không có các hợp chất thơm, được trưng cất trong khoảng 400C đến 500C.

– Natri hidroxit, dung dịch 10%.

– Ankyl benzen so sánh: Trộn các ankyl benzen có độ dài mạch đã biết, thí dụ từ C10 đến C13.

4. Dụng cụ và thiết bị

– Bộ tách nhóm sunfonic với bộ tách nước Stark cải tiến (Hình 1)

– Máy sắc kí khí với detecto ion hoá ngọn lửa và các phụ kiện.

5. Cách tiến hành

5.1 Tách nhóm sunfonic

 Cho vào bình cầu đáy tròn 150 – 200ml axit photphoric 85%, lắp bộ tách nước hồi lưu (Hình 1). Đun đến nhiệt độ khoảng 200 – 2500C để tách nước của axit photphoric (cất ra khoảng 20 đến 30ml nước). Tách nước ra khỏi bộ tách nước hồi lưu. Để nguội hệ thống đến nhiệt độ phòng. Cho vào bình cầu khoảng 2 – 3g LAS. Tiếp tục đun hồi lưu ở nhiệt độ 220 – 2300C trong khoảng 1 đến 2 giờ. Trong quá trình đun, ankyl benzen sẽ tích tụ và nổi lên trong ống tách. Sau khi để nguội hệ thống tách nước và thu phần ankyl benzen (khoảng 2 – 3ml). Chuyển ankyl benzen vào một ống nghiệm nhỏ, thêm 3ml dầu hoả nhẹ, lắc trộn cẩn thận. Để phân lớp và dùng pipet hút lớp dầu hoả nhẹ sang một ống thử khác. Thêm tiếp 2ml dầu hoả nhẹ, lắc và để phân lớp. Tách lớp dầu hoả nhẹ, thêm 1ml natri hidroxit 10%, lắc kĩ. Tách lớp dầu hoả nhẹ và tiếp tục lắc với 1ml natri hidroxit 10%. Phần chiết lớp dầu hoả nhẹ cuối cùng đem đun cách thuỷ ở 60 – 700C để bay hơi hết dầu hoả và thu được ankyl benzen để ghi sắc kí.

5.2 Phân tích sắc kí khí

 Phân tích sắc kí khí trên hệ thống cột mao quản với bộ phun mẫu tự động và detecto ion hoá ngọn lưả. Các thông số của máy sắc kí đặt như sau:

 

Cột mao quản	Silica DB – 5, L=50m, D0 = 0,31mm Bề dầy lớp 0,25 mm
Khí mang	Nito, 2,5 ml/ph
Thể tích mẫu	1 ml
Độ chia	1 : 50
Detecto	FID, nhiệt độ 3200C
Chương trình nhiệt độ	1000C – 40?ph – 3000C đẳng nhiệt 25 phút

 

6. Biểu diễn kết quả

6.1 Nhận biết định tính

 Sắc kí đồ thu được, so sánh với sắc kí đồ chuẩn và nhận biết các mạch ankyl benzen của mẫu. Qua sắc kí đồ cũng phân biệt rõ ràng DBSA và LAS.

6.2 Tính kết quả

 Diện tích tương ứng với độ dài mạch Bi biểu thị bằng phần trăm của tổng diện tích pic được tính theo công thức:

Khối lượng phân tử trung bình của ankyl benzen được tính theo công thức:

 Trong đó:

 ai: diện tích pic tương ứng với độ dài mạch.

 A: tổng diện tích pic.

 Mi: khối lượng phân tử trung bình của các đồng phân có số nguyên tử cacbon tương ứng như sau:

	Mi
C10	218
C11	232
C12	246
C13	260
C14	274

 Tính khối lượng phân tử trung bình của ankyl benzen sunfonic axit bằng cách cộng thêm 81 vào khối lượng phân tử trung bình của ankyl benzen đã tính.

Hình 1. Ống tách nước Stark cải tiến

 

PHỤ LỤC

Phương pháp tính toán

 

Hình 2 là sắc kí đồ của một mẫu LAS, được ghi trên máy sắc kí khí Hewlett Parkard kèm theo bảng số liệu trình bày các thông số: số pic, thời gian lưu, diện tích, chiều cao, hình dạng, chiều rộng và phần trăm diện tích của từng píc.

 Đối chiếu với sắc kí đồ so sánh cho thấy có mặt các ankyl benzen từ C10 đến C14 với tỷ lệ phần trăm diện tích tương ứng là:

 

C10	8,10 %
C11	30,06 %
C12	37,98 %
C13	22,47 %
C14	1,39 %

 

 Phân tử lượng trung bình của ankyl benzen tính như sau:

Phân tử lượng trung bình của ankyl benzen sunfonic axit của mẫu thử sẽ là:

243,5 + 81 = 324,5