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:

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

_storage_files_methodologies_ru_0_219_21_1s.jpg

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
Миниатюра схемы