Методические указания по определению 2,4-ДМ и бутилового эфира 2,4-ДМ в воде и почве методом газожидкостной хроматографии
(утв. Минздравом СССР 08.06.1987 № 4384-87)
8 июня 1987 г. № 4384-87
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ 2,4-ДМ И БУТИЛОВОГО ЭФИРА 2,4-ДМ В ВОДЕ И ПОЧВЕ МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ <*>
<*> Разработаны И.И. Пиленковой, Р.Г. Юрковой (ВНИТИГ).
Краткая характеристика препаратов. Бутиловый эфир 2,4-дихлорфенокси- гамма-масляной кислоты. Брутто - формула C H O Cl . Молекулярная масса 14 18 3 2 305,2. Общепринятое название - бутоксон-эфир. Бутиловый эфир 2,4-ДМ - светлая жидкость, т. кип. 172 - 174 °C при 399,97 Па. Растворим в органических растворителях, нерастворим в воде. Применяется в качестве
гербицида.
Брутто - формула 2,4-дихлорфеноксимасляной кислоты C H O Cl . 10 10 3 2 Молекулярная масса 284,56. Общепринятое название - 2,4-ДМ. В воде ПДК 0,01 мг/л. Белое кристаллическое вещество, т. пл. 117 - 119 °C. Хорошо растворимо в органических растворителях, плохо растворимо в воде
(53 мг/л воды). Соли этой кислоты с аминами хорошо растворимы в воде.
Принцип метода. Метод основан на извлечении 2,4-ДМ и бутилового эфира 2,4-ДМ из подкисленной воды диэтиловым эфиром, из почвы — смесью бензол-этанол (1:1), очистке экстрактов, метилировании 2,4-ДМ диазометаном с последующим анализом на приборе с ДЭЗ.
Метрологическая характеристика метода. Основные метрологические данные приведены в таблице 82.
МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА
| Показатель | 2,4-ДМ | Бутиловый эфир 2,4-ДМ | ||
| вода | почва | вода | почва | |
| Диапазон определяемых концентраций, мг/кг | 0,001 — 0,100 | 0,025 — 2,50 | 0,001 — 0,100 | 0,025 — 2,50 |
| Предел обнаружения в анализируемом объеме пробы, мкг | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| Предел определения, мг/кг или мг/л | 0,001 | 0,025 | 0,001 | 0,025 |
| Среднее значение определения стандартных количеств, % | 88,0 | 83,0 | 91,0 | 82,1 |
| Число параллельных определений (n) | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Стандартное отклонение, % | +/- 3,8 | +/- 2,6 | +/- 5,9 | +/- 3,1 |
| Доверительный интервал среднего | 88,0 +/- 3,9 | 83,0 +/- 2,7 | 91,0 +/- 6,1 | 82,1 +/- 3,2 |
| (p = 0,95), % | ||||
Избирательность метода. Определению не мешают пестициды ряда феноксиалканкарбоновых кислот и их производных.
Реактивы, материалы, растворы. 2,4-ДМ с содержанием основного вещества 98,5%. Бутиловый эфир 2,4-ДМ с содержанием основного вещества 98,5%. Эфир диэтиловый (медицинский) для наркоза. Этиловый спирт технический. Бензол. Гидроксид калия. Хлороводородная кислота х.ч. Серная кислота. Безводный сульфат натрия. Насадка для хроматографической колонки — 5% силикона SE-30 на хроматоне N-AW-DMCS (0,20 — 0,25 мм). Силикагель КСК с размером частиц 0,30 — 0,50 мм. Метиламин ч., 24-процентный водный раствор. Мочевина. Нитрозометилмочевина. Диазометан. Бумага индикаторная универсальная. Нитрит натрия х.ч.
Приборы и посуда. Хроматограф с ДЭЗ. Колонка хроматографическая стеклянная размером 150 x 0,3 см. Испаритель ротационный. Колбы: грушевидные для отгонки растворителя; конические со шлифом; круглодонные на 100 мл; 1 л. Различные пипетки. Стакан на 3 л. Воронка делительная на 1000 мл. Воронка Бюхнера. Пробирки градуированные со шлифом. Микрошприц на 10 мкл. Вакуумный эксикатор. Колонка адсорбционная стеклянная размером 100 x 10 мм. Аппарат для встряхивания. Прибор для получения диазометана (рис. 6 — не приводится).
Подготовка к определению. Приготовление стандартных растворов: стандартный раствор № 1 2,4-ДМ и бутилового эфира 2,4-ДМ концентрацией 1 мг/мл готовят, растворив навески по 0,0100 г в 10 мл этилового спирта; № 2 бутилового эфира 2,4-ДМ концентрацией 0,001 мг/мл готовят, разбавляя 10 мкл стандартного раствора № 1 в 10 мл этилового спирта; № 3 метилового эфира 2,4-ДМ концентрацией 0,001 мг/мл (по 2,4-ДМ) готовят метилированием 20 мкл стандартного раствора 2,4-ДМ эфирным раствором диазометана (0,5 — 1 мл), испарением эфира на воздухе и растворением в 10 мл этилового спирта. Растворы устойчивы в течение 10 дней.
Получение нитрозометилмочевины. Получение нитрозометилмочевины происходит по реакциям:
CH NH x HCl + H NCONH ──> CH NHCONH + NH Cl; 3 2 2 2 3 2 4 CH NHCONH + HNO ──> CH N(NO)-CONH + H O. 3 2 2 3 2 2
Во взвешенную круглодонную колбу на 1 л наливают 200 г 2-процентного водного раствора метиламина <*> и добавляют при охлаждении концентрированную хлороводородную кислоту до кислой реакции на метилрот, на что требуется около 155 мл кислоты. Затем доливают столько воды, чтобы общая масса достигла 500 г, и прибавляют 500 г мочевины, после чего раствор осторожно кипятят с обратным холодильником 2 ч 45 мин. и энергично — 15 мин. Раствор охлаждают до комнатной температуры, растворяют в нем 110 г 95-процентного нитрита натрия и охлаждают до 0 °C.
<*> Метиламин применяют либо в виде водного раствора, либо в виде хлоргидрата. Полученный таким образом препарат можно хранить в холодильнике длительное время. При температуре выше 20 °C его не следует хранить более 1 ч. При температуре 30 °C он может неожиданно разложиться без взрыва, но с выделением паров.
В стакане на 3 л готовят 600 г льда и 100 г концентрированной серной кислоты, охлаждая стакан льдом и солью. К этому раствору при перемешивании приливают холодный раствор нитрозометилмочевины и нитрита натрия с такой скоростью, чтобы температура не поднималась выше 0 °C.
Нитрозометилмочевина всплывает на поверхность в виде кристаллического пенистого осадка, который немедленно отфильтровывают через воронку Бюхнера, хорошо отжимают. Кристаллы размешивают до образования пасты с 50 мл холодной воды, отсасывают, отжимают, сушат в вакуумном эксикаторе до постоянной массы.
Выход 105 — 115 г, 66 — 72% от теоретического.
Получение диазометана. Диазометан получают в результате реакции:
CH N(NO)-CO-NH + KOH ──> CH N + KCNO + 2H O. 3 2 2 2 2
В круглодонную колбу на 100 мл помещают 3 мл 50-процентного водного раствора едкого кали и 10 мл диэтилового эфира. Смесь охлаждают до 5 °C, затем при взбалтывании прибавляют 1 г нитрозометилмочевины. Колбу присоединяют к холодильнику, нижний конец которого снабжен аллонжем с отводом, проходящим через резиновую пробку и погруженным в слой эфира на дне приемника. Приемник охлаждают смесью льда и соли.
Реакционную колбу погружают в водяную баню, нагревают до 50 °C. Эфир в колбе доводят до кипения. Содержимое колбы время от времени перемешивают. Отгонку прекращают, как только дистиллят станет бесцветным.
Ни в коем случае не следует отгонять весь эфир!
Метилирование проб. К сухому остатку приливают небольшое количество раствора диазометана в диэтиловом эфире до прекращения обесцвечивания. Затем взбалтывают и выпаривают на воздухе досуха.
Кондиционирование хроматографической колонки. Насадку засыпают в колонку, уплотняют, устанавливают колонку в термостат хроматографа и стабилизируют в токе азота особой чистоты при температуре 220 °C в течение 40 ч, не подключая к детектору, и при температуре 200 °C — 6 ч.
Подготовка адсорбционной колонки. В колонку засыпают силикагель КСК (высота слоя 5 см), промывают 5 мл ацетона и 10 мл гексана.
Хранение проб. Ввиду возможного гидролиза бутилового эфира 2,4-ДМ пробы хранению не подлежат.
Ход анализа. Экстракция. Пробу воды 250 — 500 мл помещают в делительную воронку, подкисляют хлороводородной кислотой до pH 2 — 3 (по индикаторной бумаге) и экстрагируют диэтиловым эфиром трижды порциями по 50 мл. Объединенный экстракт пропускают через слой безводного сульфата натрия, помещенный на фильтровальную бумагу в конусообразную воронку. Фильтрат собирают в грушевидной колбе. Растворитель испаряют досуха (ротационный испаритель, ток воздуха). К сухому остатку приливают по каплям эфирный раствор диазометана до прекращения обесцвечивания желтой окраски. Растворитель испаряют досуха. Сухой остаток растворяют в 1 — 10 мл гексана.
Навеску воздушно-сухой почвы 10 — 20 г помещают в коническую колбу, заливают 50 мл смеси бензол-этиловый спирт (1:1), плотно закрывают пробкой и встряхивают 1 ч. Экстракт декантируют в отгонную колбу. Экстракцию повторяют дважды порциями той же смеси по 20 мл, встряхивая каждый раз по 15 мин. Объединенные экстракты упаривают до объема 1 — 2 мл, переносят в делительную воронку, добавляют 20 мл воды и экстрагируют диэтиловым эфиром трижды порциями 25; 15; 15 мл. Объединенный эфирный экстракт осушают сульфатом натрия и отдувают досуха в токе воздуха. К сухому остатку добавляют по каплям эфирный раствор диазометана до прекращения исчезновения желтой окраски, испаряют растворитель. Остаток растворяют в 1 мл гексана. Гексановый раствор пропускают через адсорбционную колонку. Колонку элюируют сначала 50 мл гексана и элюат отбрасывают. Затем колонку элюируют смесью гексан-ацетон (30:0,5). Элюат концентрируют до объема 1 — 10 мл.
Условия хроматографирования. Аликвоты экстрактов из воды и почвы хроматографируют на приборе с ДЭЗ при следующих условиях. Рабочая шкала
-11
электрометра 9 x 10 А. Колонка стеклянная размером 200 x 0,3 см, заполненная хроматоном N-AW-DMCS (0,20 - 0,25 СМ) с 5% SE-30. Температура, °C: термостата колонок - 200, испарителя - 225, детектора - 230. Расход газа-носителя (азота особой чистоты), мл/мин.: через колонку - 40, через продувочную камеру детектора - 100. Объем раствора, вводимый в
испаритель, — 2 мкл. Линейность детектирования 0,001 — 0,050 нг. Абсолютное время удерживания, мин.: метилового эфира 2,4-ДМ — 1,7, бутилового эфира 2,4-ДМ — 4,3.
Хроматографирование каждого экстракта проводят трижды, измеряют высоты пиков, вычисляют среднее значение высоты. В этих же условиях хроматографируют 1 — 5 мкл (в зависимости от размера пиков пробы) стандартного раствора метилового эфира 2,4-ДМ и стандартного раствора № 2 бутилового эфира 2,4-ДМ. Хроматографирование проводят трижды, вычисляют среднее значение высоты пика.
Обработка результатов анализа. Содержание в пробе 2,4-ДМ или бутилового эфира 2,4-ДМ (X, мг/л или мг/кг) вычисляют по формуле:
AH V
пр 2
где:
A — количество исследуемого вещества в хроматографируемом объеме стандартного раствора, нг;
H , H - средняя высота пиков на хроматограммах растворов пробы и пр ст
стандартного раствора соответственно, мм;
V — объем аликвоты раствора пробы, вводимый в прибор, мкл; 1
V — общий объем раствора пробы, мл; 2
P — количество или объем пробы, г или мл.
Требования безопасности. Соблюдать все необходимые требования безопасности при работе в химических лабораториях, а также соблюдать правила безопасности, принятые для работы с пестицидами и легковоспламеняющимися жидкостями.