SEPARAREA SI DETERMINAREA TRIHALOMETANILOR DIN APE PRIN

CROMATOGRAFIE DE GAZE

Introducere

Trihalometanii (CHCl₃, CHCl₂Br, CHClBr₂, CHBr₃) se formeaza în apa pe parcursul procesului de clorinare. Sunt posibile mai multe mecanisme de formare, dintre care mentionam pe cel care se porneste de la produsii polifenolici de degradare ai acidului fulvic din compozitia substantelor humice naturale.

Concentratia trihalometanilor în ape este monitorizata datorita rolului ce li se atribuie în procesele de carcinogeneza, concentratia maxima admi 636j94g sa fiind de 100 mg/L (respectiv 30 mg/L CHCl₃).

Mod de lucru

Prepararea umpluturii coloanei cromatografice

Faza stationara utilizata este squalanul (5,6,10,15,19,23-hexametilen tetracosan), având punctul de fierbere la 375 șC si densitatea 0,805 g/cm³.

Suportul inert este Chromosorb W, AW-DMCS de granulatie 80/10 mesh. Chromosorbul W este un pamânt diatomitic, ce contine acid silicic în faza amorfa hidratata, cu structura poroasa, tratat termic la 900 șC cu o mica cantitate de Na₂CO₃ (3 %) si are o suprafata specifica de 1 - 3,5 m²/g. Indicele AW semnifica spalarea prealabila acida a produsului comercial livrat. Indicele DMCS semnifica modificarea suprafetei cu dimeticlorsilan dupa schema de mai jos:

Concentratia fazei stationare pe suport mixt este de 10 %.

Pentru prepararea a 10 g de umplutura se procedeaza astfel:

se dizolva 1 g squalan în 150 mL n-hexan de puritate cromatografica ;

se cântaresc 9,000 g de Chromosorb W, AW-DMCS cu precizie de ±1 mg;

se toarna solutia de squalan peste Chromosorb si se omogenizeaza cu ajutorul unui agitator magnetic timp de 15 minute;

se evapora lent n-hexanul, de preferinta într-o instalatie de distilare cu blaz rotitor (încalzirea se face pâna la maximum 85-95 șC);

umplutura astfel preparata se lasa timp de 24 de ore într-un vas Petri.

Se foloseste o coloana cromatografica de sticla cu diametrul interior de 3,5 mm si o lungime de 1,4 mm. Umplerea coloanei se face în urmatorul mod:

se astupa unul dintre capetele coloanei cu un dop din vata de sticla;

se conecteaza capatul respectiv al coloanei prin intermediul unui furtun de cauciuc la o pompa de vid;

prin intermediul unei pâlnii de dimensiuni adecvate se introduce umplutura în coloana în portiuni mici. Dupa fiecare adaugare, se lovesc peretii coloanei cu o bagheta din lemn pentru a realiza o tasare uniforma a umpluturii.

Parametrii separarii

Faza mobila: N₂;

Faza stationara: 10 % squalan pe Chemosorb W, AW-DMCS;

Coloana: diametrul interior 3,5 mm, lungime 1,4 m;

Presiunea N₂ prin detector: 0,3 atm;

Presiunea de intrare a fazei mobile în coloana: 0,8 atm;

Detector: de ionizare în flacara;

Temperatura coloanei: 70 șC;

Temperatura detectorului: 250 șC;

Temperatura injectorului: 120 șC;

Volumul probei injectate: 3 mL;

Standarde folosite: CHCl₃, CHBr₃, CHClBr₂ de puritate cromatografica.

Modul de pregatire a probelor si a standardelor

a)        Modul de preparare a standardelor:

într-un balon cotat de 50 mL, cu dop etans, se cântaresc la balanta analitica cantitati de substanta standard între 20 si 90 mg. Se aduce la semn cu alcool metilic. Solutia stoc astfel obtinuta pastrata la + 4 șC poate fi utilizata timp de doua saptamâni.

solutia stoc de lucru se obtine prin diluare 1/25 a solutiei stoc cu alcool metilic. Se obtin în acest mod concentratii ale trihalometanilor de ordinul câtorva zeci de mg/mL.

într-un recipient cu capacitatea de 10 mL, confectionat din polipropilena si al carui capac este prevazut cu un septum din cauciuc siliconic, se introduc 4 mL apa distilata, 5 mL solutie etalon de lucru (cu ajutorul unei microseringi) si 1 mL pentan de puritate cromatografica.

vasul se agita timp de 4 minute.

se asteapta separarea fazelor.

cu ajutorul unei microseringi, se preia din stratul organic si se injecteaza în coloana.

b)        Modul de separare al trihalometanilor din ape:

4 mL din proba se introduc în vasul de extractie prezentat anterior. Se adauga 1 mL pentan de puritate cromatografica si se face extractia; se preiau 3 mL din stratul organic si se injecteaza în coloana

daca proba de apa contine clor liber se adauga câteva granule de tiosulfat de sodiu, apoi se procedeaza la extractia trihalometanilor în pentan.

Prelucrarea rezultatelor

Aspectul unei cromatograme este prezentat în figura urmatoare:

Cromatograma obtinuta la separarea trihalometanilor din ape. 1-solvent de extractie   (pentan); 2- CHCl₃; 3-CHCl₂Br; 4-CHClBr₂; CHBr₃

Se apreciaza aria picurilor din cromatograma probei etalon. Se obtin valorile:

Se apreciaza aria picurilor din cromatograma probei necunoscute. Se obtin valorile:

Aria unui pic se obtine prin înmultirea înaltimii picului cu latimea acestuia la 0,607 din înaltime.

Concentratiile necunoscute se afla din relatiile:

unde: THM - trihalometan

- concentratia etalonului în trihalometanul respectiv.