Методика выполнения измерения массовой доли производных фурана: 5-гидроксиметилфурфурола, фурфурола, 2-ацетилфурана, 5-метилфурфурола, - и ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») в энергетических электроизоляционных маслах методом ВЭЖХ
Свидетельство №34-08 от 04.03.2008, ФР.1.31.2008.04635
1. Объекты исследования
Настоящая методика выполнения измерений распространяется на энергетические электроизоляционные масла маслонаполненного силового оборудования и устанавливает определение массовой концентрации производных фурана: гидроксиметилфурфурола, фурфурола, 2-ацетилфурана, 5-метилфурфурола, - и ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионола») методом изократической высокоэффективной жидкостной хроматографии со спектрофотометрическим детектированием.
2. Диапазон измерений
Метод обеспечивает получение результатов измерений массовой доли фурановых производных и ингибитора окисления «Агидол-1» в диапазонах, представленных в таблице 1.
Таблица 1. Диапазоны измерения массовой концентрации фурановых производных и ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол»).
| Анализируемая компонент | Диапазон измерения массовой концентрации, мг/кг |
|---|---|
| 5-Гидроксиметилфурфурол | 0,5-10 |
| Фурфурол | 0,5-10 |
| 2-Ацетилфуран | 0,5-10 |
| 5-Метилфурфурол | 0,5-10 |
| «Агидол-1»(«Ионол») | 500-4000 |
3. Пробоподготовка
Отбор проб энергетических электроизоляционных масел маслонаполненного силового оборудования проводятся в соответствии с нормативной документацией, регламентирующей отбор проб для конкретных объектов исследования.
Подготовка проб к измерениям включает следующие этапы:
- извлечение (экстракция) анализируемых компонентов из проб энергетических электроизоляционных масел маслонаполненного силового оборудования;
- отделение экстракта методом центрифугирования.
Извлечение (экстракция) фурановых производных
В коническую колбу вносят точный объем смеси ацетонитрил–толуол (1:9), далее вносят навеску базового масла до конечного веса (операцию проводят на аналитических весах); смесь тщательно перемешивают (или помещают колбу в УЗ-ванну), навеску полученной смеси переносят в центрифужную пробирку, приливают точный объем смеси вода – ацетонитрил (50:50), пробирку встряхивают на «Вортекс», смесь центрифугируют, верхний слой (масло) отбрасывают, нижний слой (экстракт фурановых производных в смеси вода – ацетонитрил) подвергают хроматографированию.
Извлечение (экстракция) ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол»)
В коническую колбу вносят точный объем толуола, далее вносят навеску базового масла до конечного веса (операцию проводят на аналитических весах); смесь тщательно перемешивают (или помещают колбу в УЗ-ванну), навеску полученной смеси переносят в центрифужную пробирку, приливают точный объем смеси вода – ацетонитрил (20:80), пробирку встряхивают на «Вортекс», смесь центрифугируют, верхний слой (экстракт «Агидола-1» («Ионола») в смеси вода – ацетонитрил) подвергают хроматографированию.
Одновременно ставят контрольный опыт (исследование холостой пробы). В качестве холостой пробы при анализе фурановых производных используют смесь ацетонитрил – вода (50:50). В качестве холостой пробы при анализе ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») используют смесь ацетонитрил – вода (80:20).
Блок-схема процедуры пробоподготовки фурановых производных
Блок-схема процедуры пробоподготовки ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол»)
4. Проведение хроматографического анализа
4.1. Оборудование и условия для проведения ВЭЖХ-анализа градуировочных растворов производных фурана в базовом масле, градуировочных растворов «Агидола-1» в базовом масле подготовленной пробы масла.
Для хроматографического анализа фурановых производных и раствора «Агидол-1» необходимо использовать изократическую высокоэффективную жидкостную хроматографическую систему с флуориметрическим детектированием.
Перед проведением анализа проводят проверку чистоты базового масла (см. полный текст МВИ).
Для проведения анализа фурановых производных предварительно готовят рабочие растворы производных фурана в смеси ацетонитрил-толуол (1:9), далее градуировочные растворы производных фурана в базовом масле, перед проведением градуировки градуировочные растворы подготавливают специальным способом (см. полный текст МВИ); проводят пробоподготовку; подготавливают к работе прибор.
Для проведения анализа ингибитора окисления «Агидол-1» предварительно готовят рабочие растворы «Агидола-1» в толуоле, раствор бланка базового масла, далее градуировочные растворы «Агидол-1» в базовом масле; градуировочные растворы и раствор бланка базового масла подготавливают к хроматографическому анализу специальным способом (см. полный текст МВИ); проводят пробоподготовку; подготавливают к работе прибор.
Перед проведением градуировки при анализе содержания ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») устанавливают его абсолютное время удерживания (см. полный текст МВИ).
Оборудование:
- хроматограф жидкостный «Стайер М» с спектрофотометрическим детектором;
- персональный компьютер с установленным программным обеспечением «МультиХром».
Условия хроматографического разделения фурановых производных:
- изократический режим;
- колонка: Synergi Max-RP 250х4,6 мм 4 мкм или Luna C18(2) 250х4,6 мм 5 мкм (Phenomenex, США);
- защитная колонка: С12 4х3,0 мм или С18 4х3,0 мм (Phenomenex, США);
- подвижная фаза: раствор ацетонитрил/вода (40:60);
- скорость потока: 0,7 мл/мин;
- объем петли: 10 мкл;
- температура: 20°С;
- диапазон RFU: 0,01;
- детектирование: спектрофотометрическое, длина волны 254 нм
Условия хроматографического разделения ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол»):
- изократический режим;
- колонка: Synergi Max-RP 250х4,6 мм 4 мкм или Luna C18(2) 250х4,6 мм 5 мкм (Phenomenex, США);
- защитная колонка: С12 4х3,0 мм или С18 4х3,0 мм (Phenomenex, США);
- подвижная фаза: раствор ацетонитрил/вода (90:10);
- скорость потока: 0,7 мл/мин;
- объем петли: 10 мкл;
- температура: 20°С;
- диапазон RFU: 0,01;
- детектирование: спектрофотометрическое, длина волны 254 нм
Градуировку проводят по градуировочным растворам (во всем диапазоне определяемых концентраций) не реже 1 раза в две недели, а также при использовании новой партии реактивов, замене колонок и после ремонта хроматографа.
4.2. Определение количественного содержания фурановых производных и ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») в пробе масла.
Для определения количественного содержания компонента пробы масла проводят хроматографический анализ градуировочных растворов и далее хроматографический анализ подготовленной пробы. Для достоверности измерений хроматографический анализ как градуировочных растворов, так и подготовленной пробы проводят не менее 2 раз подряд.
Используя установленное программное обеспечение – «МультиХром для Windows XP» в отчете или над пиком (в зависимости от установок опций «ВИД») по окончании измерения автоматически определяется результат в виде массовой концентрации анализируемого компонента в пробе, введенной в хроматограф.
Для получения результата необходимо провести как минимум два параллельных измерения (получить две хроматограммы).
Массовую долю фурановых производных в анализируемой пробе Х (мкг/г) рассчитывают по формуле:
X = Cхр
где:
Схр – среднее значение массовой концентрации анализируемого фуранового производного в пробе, введенной в хроматограф, [мкг/г].
Массовую долю ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») в анализируемой пробе Х (мг/г) рассчитывают по формуле:
X = Cхр + Cбланка
где:
Схр – среднее значение массовой концентрации ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») в пробе, введенной в хроматограф, [мг/г];
Cбланка – содержание ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») в базовом масле (бланке).
1. Основное оборудование
Хроматограф жидкостный «Стайер М» по ТУ 4215-032-81696414-12 в составе:
- насос изократический в стальном исполнении (SS 316);
- детектор спектрофотометрический UVV-105;
- устройство ввода образца (ручной инжектор или автосамплер);
- термостат колонок TSС-003;
- дозатор петлевой объемом 10 мкл;
- необходимый стартовый набор капилляров, фитингов и уплотнений для сборки системы и обеспечения работы в течение гарантийного периода (в стальном исполнении);
- шприц дозирующий Hamilton для ввода образца объёмом 100 мкл;
- аналитическая колонка Synergi Max-RP 250х4,6 мм или 250х3,0 мм 4 мкм в комплекте с защитной колонкой C12 4х3,0 мм и держателем (Phenomenex);
- программное обеспечение для сбора и обработки данных «МультиХром».
2. Вспомогательное оборудование и оборудование для пробоподготовки
- Персональный компьютер (процессор Intel Core i3 или более производительный, объём оперативной памяти не менее 8 Гб, последовательный порт или MOXA) с установленной операционной системой Windows 10, монитор, лазерный принтер.
- Устройство для фильтрации и дегазации растворов и фильтры мембранные (тефлоновые, PTFE). Предназначены для подготовки подвижной фазы в хроматографическом анализе, подключаются к водоструйному или вакуумному насосу.
- Насос вакуумный, обеспечивающий разряжение не менее 400 мм рт. ст. и способный работать с органическими растворителями (например, мининасос-компрессор KNF модель N 86 KT 18).
3. Общелабораторное оборудование
- Аналитические весы предел взвешивания 200 г, цена деления 0.1 мг с внешней калибровкой (например, весы аналитические AR2140).
- УЗ ванна объемом не менее 5 л, с таймером, и возможностью нагрева, диапазон частоты 20 – 40 кГц, суммарная полезная мощность усилителя не менее 50 Вт (например, «Сапфир»).
- Дистиллятор.
- Центрифуга со скоростью вращения ротора не менее 8000 об/мин (например ОПН-8, ротор РУ-180Л) и комплектом пластиковых пробирок.
- Встряхиватель пробирок типа «Вортекс V-3» (ELMI), скорость вращения гнезда 100-2300 об/мин.
- Комплект лабораторной посуды:
| № п/п | Описание | Коли- чество |
|---|---|---|
| 1 | Пипетки мерные лабораторные стеклянные по ГОСТ 29227 и ГОСТ 29169 2-го класса точности вместимостью 1,0 см3 2,0 см3 5,0 см3 10,0 см3 |
35 шт. 4 шт. 10 шт. 2 шт. |
| 2 | Колбы мерные наливные по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 10 см3 25 см3 100 см3 200 см3 500 см3 |
13 шт. 2 шт. 3 шт. 1 шт. 2 шт. |
| 3 | Цилиндр мерный по ГОСТ 1770 2-го класса точности вместимостью 50 см3 250 см3 500 см3 |
2 шт. 2 шт. 1 шт. |
| 4 | Колба стеклянная коническая по ГОСТ 25336 КН-1-10-14/23 | 1 шт. |
| 5 | Колба стеклянная коническая по ГОСТ 25336 КН-1-25-14/23 | 12 шт. |
| 6 | Стеклянная ёмкость для подвижной фазы объемом 250 см3 | 1 шт. |
| 7 | Ёмкости (виалы) из темного стекла с герметично закрывающимися крышками объёмом 10 см3 25 см3 |
8 шт. 9 шт. |
| 8 | Пробка полиэтиленовая ПП1 КШ 14/23 | 5 шт. |
| 9 | Пробка ПМ1 КШ 14/23 | 20 шт. |
| 10 | Механическое дозирующее устройство (Pumpipet) | 1 шт. |
| 11 | Пипет-дозатор переменного объема 20-200 мм3 в комплекте с наконечниками (1000 шт) | 1 шт. |
| 12 | Пипет-дозатор переменного объема 200-1000 мм3 в комплекте с наконечниками (1000 шт) | 1 шт. |
4. Комплект реактивов на 20 или 100 определений
| № п/п |
Описание | Количество | |||
| 20 определений | 100 определений | ||||
| фурановые | агидол | фурановые | агидол | ||
| 1 | Ацетонитрил УФ 210, х.ч. | 750 г | 1600 г | 2900 г | 6100 г |
| 2 | Толуол, о.с.ч., по ТУ 6-09-4305-76 массовая доля толуола – 99,9% | 120 г | 40 г | 120 г | 70 г |
| 3 | Масло базовое | 50 г | 60 г | 50 г | 60г |
| 4 | Калий двухромовокислый, х.ч., по ГОСТ 4220-75 | 100 г (мин. фасовка) |
200 г (мин. фасовка) |
||
| 5 | Тетрагидрофуран для ВЭЖХ, о.с.ч., по ТУ 5-02-621-81, массовая доля тетрагидрофурана – 99,9% * |
43 г | 43 г | ||
| 6 | Кислота серная, о.с.ч., по ГОСТ 4204-77 | 1 кг | 2 кг | ||
| 7 | Ацетон, о.с.ч., по ТУ 6-09-3513-86 | 1 кг | 2 кг | ||
* Применяется не чаще чем 1 раз на 20 проб для отмывки колонки (в случае необходимости).
5. Комплект стандартных образцов
| № п/п |
Описание | Количество |
|---|---|---|
| 1 | Стандартный раствор 5-гидроксиметилфурфурола в ацетонитриле (10 мкг/мл) | 1 ампула |
| 2 | Стандартный раствор фурфурола в ацетонитриле (10 мкг/мл) | 1 ампула |
| 3 | Стандартный раствор 2-ацетилфурана в ацетонитриле (10 мкг/мл) | 1 ампула |
| 4 | Стандартный раствор 5-метилфурфурола в ацетонитриле (10 мкг/мл) | 1 ампула |
| Название | Колонка | Детектор |
|---|---|---|
| Ионол в экстракте трансформаторного масла | Synergi Max-RP 250х4.6 мм 4 мкм | Спектрофотометрический |
| Стандартный раствор ионола | Synergi Max-RP 250х4.6 мм 4 мкм | Спектрофотометрический |
