§ 30. Испытание масел на присутствие селективных растворителей

КАЧЕСТВЕННАЯ ПРОБА НА ПРИСУТСТВИЕ ФУРФУРОЛА

Реактивы

Авиационный бензин Б-70.

Гидрохлорид или ацетат анилина для пропитывания фильтровальной бумаги, 10%-ный раствор.

Методика определения

3 мл подогретого до 40—50 °С испытуемого масла помещают в де­лительную воронку, куда наливают 50 мл бензина Б-70 и, после пере­мешивания, 25 мл воды. Смесь перемешивают в течение 5 мин. Затем делительную воронку устанавливают в кольцах штатива и после рас­слоения жидкости сливают нижний водный слой в колбу.

На фильтровальную бумагу, смоченную 10%-ным раствором гид­рохлорида или ацетата анилина, наносят несколько капель водной вы­тяжки. Появление красного окрашивания в местах нанесения капель водной вытяжки указывает на присутствие фурфурола в испытуемом масле.

КАЧЕСТВЕННАЯ ПРОБА НА ПРИСУТСТВИЕ НИТРОБЕНЗОЛА

Реактивы

Спирто-бензольная смесь (1:1 по объему). Соляная кислота, 5%-ный раствор. Нитрит натрия, 20%-ный раствор.

Нефтяное масло того же сорта, что и испытуемое, но не содержащее нитробен­зола.

Раствор β-нафтола. Для приготовления раствора 5 г (3-нафтола растворяют в 150 мл 30 %-ного раствора КОН, 50—55 г кристаллического карбоната натрия рас­творяют в 325 мл дистиллированной воды; оба раствора смешивают.

Амальгама цинка. Для приготовления амальгамы в склянку отвешивают 300 г ртути, наливают 2—5 мл 5%-ного раствора соляной кислоты и добавляют 6—7 г цин­ка. Когда цинк растворится, готовую амальгаму фильтруют через бумажный фильтр с проколотыми иголкой дырочками в нижней части конуса. На фильтре остается твердый конгломерат цинка и ртути. Одной и той же амальгамой цинка можно поль­зоваться несколько раз, промывая ее каждый раз после испытания на нитробензол 20—30 мл спирто-бензольной смеси. Промывку ведут в склянке, откуда через гор­лышко отработанную промывную смесь сливают.

Методика определения

В делительной воронке смешивают 5 г испытуемого масла, 30 мл спирто-бензольной смеси и 3 мл 5%-ного раствора соляной кислоты. Для восстановления нитробензола в анилин в ту же делительную во­ронку приливают 20 мл амальгамы цинка и все перемешивают в те­чение 2—3 мин. Затем отстоявшуюся амальгаму спускают в склянку, а к раствору приливают 5 мл 20%-ного раствора нитрита натрия. После встряхивания делительную воронку устанавливают в кольцах штатива для разделения слоев.

В другой делительной воронке одновременно проводят контроль­ный опыт с маслом, в котором не содержится нитробензола.

В две конические колбы наливают по 15 мл раствора (3-нафтола. В одну колбу сливают нижний слой из делительной воронки с испы­туемой пробой, а в другую — из воронки с контрольной пробой и тот­час же наблюдают за изменением цвета раствора в колбах. Окраши­вание испытуемой пробы в оранжевый цвет, обусловленное образова­нием азокрасителя, указывает на наличие нитробензола в испытуемом масле.

КАЧЕСТВЕННАЯ ПРОБА НА ПРИСУТСТВИЕ ФЕНОЛА

Реактивы

Легкий бензин.

Гидроксид натрия, 35%-ный раствор.

Реактив А. Для приготовления реактива А в колбу с обратным холодильником вносят 50 г вольфрамата натрия, 10 г фосфорномолибденовой кислоты, приливают 25 мл 85%-ной фосфорной кислоты и 370 мл воды. Содержимое колбы кипятят в те­чение 2 ч. После охлаждения полученный раствор переносят в мерную колбу объемом 500 мл и доливают до метки водой.

Методика определения

В пробирку наливают 10 мл светлого масла, 2 мл легкого бензина, 2 мл реактива А и 0,4 мл 35%-ного раствора NaOH. Содержимое про­бирки тщательно перемешивают в течение 0,5—1 мин. В случае при­сутствия фенола раствор в пробирке становится голубым. Окраску раствора сравнивают с окраской исходного масла в другой пробирке.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЕНОЛА И КРЕЗОЛА В МАСЛАХ, НЕ СОДЕРЖАЩИХ ПРИСАДОК

Метод состоит в том, что содержащиеся в испытуемом масле фе­нол, крезолы или их смеси извлекаются раствором КОН. Образовав­шиеся фенолят или крезоляты калия отделяются от масла. Затем в кислой среде при действии хлорида л-нитродиазобензола получается азо-соединение, которое окрашивает рас­твор в слабо-оранжевый цвет.

Рис, 43. Устройство фотоэлектроколориметра ФЭК-М:1 — электролампа; 2 — крышка; 3 — рукоятка шторки; 4 — держатели кювет; 5 — рукоятка для установки стрелки гальванометра; 6 — арретир; 7 — окна со шка­лами; 8 — отсчетные барабаны; 9 — лупа гальванометра; 10 — переключатель светофильтров; 11 — барабан точной настройки; 12 — барабан грубой настройки; 13—руко­ятка для включения гальванометра на разную чувст­вительность; 14 — контакт для включения выносного гальванометра.

Этот раствор колориметрируют на фотолектроколориметре ФЭК-М. По ин­тенсивности окраски раствора и с помощью градуировочного графика находят содержание фенола или крезолов.

Рабочий раствор хлорида л-нитродиазобензола приготовляют из л-нитроанилина и азотистой кислоты по следующей схеме:

Реакция азосочетания n-нитродиабозензола с фенолом (или крезолами) описывается уравнением:

При наличии в масле фенола или крезолов образуется гидроксиазо-n-нитробензол, который окрашивает раствор в оранжевый цвет.

Устройство фотоэлектроколориметра ФЭК-М

Прибор марки ФЭК-М (рис. 43) представляет собой компенсаци­онный фотоэлектроколориметр с двумя фотоэлементами. Он состоит из следующих основных частей.

Электролампа 1, питаемая током напряжением 8 В. Свет от лампы проходит через линзы и теплозащитные стекла, поглощающие инфра­красное излучение во избежание нагревания растворов и фотоэлемен­тов. Четыре светофильтра: серый, зеленый, синий и красный. Свето­фильтры переводятся с помощью переключателя 10.

Держатели кювет 4 для испытуемого и стандартного растворов. Крышка 2 во время работы закрывается.

Барабаны отсчетные 8 со шкалами 7. На красной шкале правого барабана нанесены значения оптической плотности от 0 до 0,52, на черной шкале — значения светопропускания соответственно от 100 до 30. На красной шкале левого барабана нанесены значения оптической плотности от 0 до 0,3, на черной шкале — значения светопропускания от 100 до 0.

Круговые фотометрические клинья, с помощью которых регулиру­ется интенсивность левого светового потока. Соединенный с клиньями барабан 12 при вращении меняет интенсивность света грубо, а барабан 11 — точно. Интенсивность правого светового потока регулируется щелевой диафрагмой, связанной с отсчетным барабаном 8.

Два селеновых фотоэлемента включены в цепь с гальванометром. На переднюю наклонную часть корпуса колориметра выведены руко­ятка 5 для установки стрелки гальванометра на нуль, арретир 6, лупа гальванометра 9 с освещенной шкалой. Гальванометр включают на разную чувствительность рукояткой 13. Когда рукоятка стоит на «0», гальванометр выключен, на «1» — малая чувствительность, на «2»— большая чувствительность.

Подготовка фотоэлектроколориметра ФЭК-М

Осматривают прибор и убеждаются, что арретир 6 находится на отметке «Закрыто», а рукоятка 13 стоит на «0». Через питающее устройство включают фотоэлектроколориметр в цепь и следят, чтобы за­жглась лампочка прибора и была освещена шкала гальванометра. При­бор прогревают не менее 10 мин. Открыв крышку 2, проверяют чис­тоту гнезд кюветодержателей и устанавливают с помощью переклю­чателя 10 рекомендуемый светофильтр. Затем рукояткой 3 закрывают светофильтр. Арретир 6 переводят на отметку «Открыто». При этом стрелка гальванометра должна находиться на нуле. В случае откло­нения стрелки от нуля слегка поворачивают рукоятку 5.

Реактивы

Легкий бензин, выкипающий до 60 °С.

Соляная кислота, 1 н. раствор.

Нитрит натрия, 5%-ный раствор.

Гидроксид калия, 1 н. раствор.

Эталонный раствор фенола, содержание фенола 0,01 мг/мл. 1 г свежеперегнан-ного фенола растворяют в стакане в дистиллированной воде. Полученный раствор ко­личественно переводят в мерную колбу объемом 1 л и доливают до метки водой. Из этой колбы отбирают 10 мл раствора, переносят в другую мерную колбу объемом 1 л и разбавляют его водой, доливая ее до метки.

Эталонный раствор крезола, содержание крезола 0,02 мг/мл. Раствор приготов­ляют так же, как и раствор фенола, только для второго разбавления 20 мл получен­ного раствора крезола переносят в мерную колбу объемом 1 л.

Эталонный раствор смеси фенола с крезолом (1:1) по объему, содержание смеси 0,015 г/мл. Смесь фенола с крезолом может быть составлена и при другом соотноше­нии компонентов (25:75, 30:70). Такие смеси также применяются заводами для очистки масел. Раствор приготовляют так же, как и раствор фенола; для второго разбавления 15 мл полученного раствора смеси переносят в мерную колбу объемом 1 л.

Раствор хлорида n-нитродиазобензола. 1 г n-нитроанилина растворяют в стакане при нагревании в 200 мл 1 н. раствора соляной кислоты. Холодный раствор количе­ственно переносят в мерную колбу объемом 1 л и доливают до метки дистиллирован­ной водой. Из этой мерной колбы отбирают 100 мл раствора в темную склянку с при­тертой пробкой. Склянку ставят на 5 мин в баню со льдом и солью. Затем из бюретки к раствору в склянке приливают по каплям 5 мл 5%-ного раствора нитрита натрия и тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Склянку выдерживают в охлаждаю­щей смеси 20 мин. Раствор должен быть совершенно прозрачным, светло-оранжевого цвета и вызывать быстрое заметное посинение иодкрахмальной бумаги.

Примечание. Растворы рекомендуется держать в бутылях, снабженных бюреткой с автомати­ческим питанием.

Приготовление стандартных растворов

Приготовляют по 11 стандартных растворов фенола, крезола и их смеси, пользуясь табл. 5, рекомендованной ГОСТ 1057—67. Для каж­дого испытуемого масла берут 11 мерных колб объемом 50 мл со стеклянными пробками и вносят в них эталонный раствор и дистилли­рованную воду в соответствии с табл. 5.

ТАБЛИЦА 5. Состав стандартных растворов

Номер раствора	Эталонный раствор фенола, крезола или их смеси, мл	Дистиллиро- ванная вода, мл	Содержание (в мг) в растворе
			фенола	крезола	фенола с крезолом
1	0,0	20,0	0,000	0,00	0,0000
2	1,0	19,0	0,010	0,02	0,0150
3	1,5	18,5	0,015	0,03	0,0225
4	2,0	18,0	0,020	0,04	0,0300
5	3,0	17,0	0,030	0,06	0,0450
6	4,0	16,0	0,040	0,08	0,0600
7	6,0	14,0	0,060	0,012	0,0900
8	8,0	12,0	0,080	0,016	0,1200
9	10,0	10,0	0,100	0,20	0,1500
10	15,0	5,0	0,150	0,30	0,2250
11	20,0	0,0	0,200	0,40	0,3000

В каждую колбу приливают по 5 мл 1 н. раствора соляной кислоты и содержимое колбы переме­шивают. В первую колбу с дистилированной водой приливают 10 мл раствора хлорида n-нитродиазобензола, перемешивают и немедленно включают секундомер. Через 30 с в колбу приливают 10 мл 1 н. рас­твора КОН, доливают в нее дистиллированную воду до метки, закры­вают пробкой и тщательно перемешивают.

Таким же путем готовят растворы в остальных десяти колбах, в которых находятся эталонные растворы.

Измерение оптической плотности стандартных растворов № 2—№ 11

В подготовленном для работы фотоэлектроколориметре ФЭК-М переключателем 10 устанавливают синий светофильтр.

Берут две одинаковые чистые кюветы длиною 10 мм. Ополаски­вают кюветы несколько раз сначала дистиллированной водой, а затем раствором № 1. Вымытые кюветы снаружи вытирают мягкой неворсис­той тканью и наливают в них до метки раствор № 1. Кюветы устанав­ливают в правый и левый кюветодержатели. Закрывают крышку 2 и вращают барабан 8 до нулевого деления красной шкалы. Переводят рукоятку 13 в положение «1» и отклонившуюся стрелку гальванометра подводят к нулю вращением барабана 12. Затем переводят рукоятку 13 в положение «2» и, если стрелка гальванометра слегка отклонится, вращением барабана точной настройки 11 возвращают стрелку гальва­нометра в нулевое положение. При этом рукоятку 13 возвращают в по­ложение «О». Все эти операции позволяют с помощью оптических клиньев уравнять фототоки обоих фотоэлементов.

После установления стрелки гальванометра точно на нуль откры­вают крышку 2. Правую кювету вынимают и заменяют в ней раствор № 1 на раствор № 2. Кювету с раствором № 2 устанавливают в первый кюветодержатель. Так как оптическая плотность раствора № 2 больше, чем раствора № 1, то стрелка гальванометра отклонится от нулевого положения. Снова переводят рукоятку 13 сначала в положение «1», а потом в положение «2» и в обоих случаях отсчетным барабаном 8 устанавливают гальванометр на нуль. После перевода рукоятки 13положение «0» отсчитывают в окне 7 справа значения оптической плотности исследуемого раствора по красной шкале. Измерение опти­ческой плотности раствора № 2 повторяют три раза и из полученных результатов берут среднее арифметическое значение. Таким же прие­мом измеряют оптическую плотность остальных растворов с № 3 по № 11, каждый раз заменяя раствор в правой кювете.

По полученным оптическим плотностям строят калибровочный гра­фик, откладывая на оси ординат значения оптической плотности, а на оси абсцисс — соответствующие им количества фенола, крезола или смеси фенола с крезолом (в мг). Калибровочный график периодически проверяют по отдельным точкам.

Методика определения

Взвешивают с точностью до 0,001 г стаканчик с испытуемым мас­лом. Если предполагаемое содержание фенола, крезола или их смеси не превышает 40 мг/л, навеску испытуемого масла берут в количестве 40 г; при большем содержании селективных растворителей навеску масла снижают до 5 г. Навеску масла вносят в делительную воронку, куда наливают 100 мл легкого бензина. После растворения масла в бензине в делительную воронку приливают 50 мл 1 н. раствора КОН.

Для проведения контрольного опыта в другую делительную во­ронку наливают 100 мл легкого бензина и 50 мл 1 н. раствора КОН.

Содержимое обеих воронок тщательно перемешивают в течение 5 мин, затем воронки устанавливают в кольца штатива для расслое­ния жидкостей. Выделившиеся нижние щелочные слои фильтруют в склянки. Берут две мерные колбы объемом 50 мл. С помощью пипе­ток в мерные колбы наливают по 100 мл щелочного раствора и по 15 мл 1 н. раствора соляной кислоты и перемешивают в течение 5 мин.

В мерную колбу с испытуемым раствором наливают 10 мл рас­твора хлорида n-нитродиазобензола, перемешивают и одновременно включают секундомер. Через 30 с в колбу приливают 10 мл 1 н. рас­твора КОН, доливают до метки водой и содержимое колбы тщательно перемешивают. В другую мерную колбу с контрольным раствором при­ливают те же растворы и воду и перемешивают.

Оптическую плотность испытуемого раствора определяют по от­ношению к контрольному раствору, как описано выше при определении оптической плотности стандартных растворов. Пользуясь калибровоч­ным графиком, находят содержание (в мг) селективного растворителя в испытуемом масле, соответствующее установленному значению опти­ческой плотности. Содержание фенола, крезола или их смеси в испы­туемом масле (в мг/л) вычисляют по формуле:

х = аρ5 ∙1000/G = 5000аρ/G

где а—содержание фенола, крезола или смеси фенола с крезолом в колориметриро-ванном растворе, мг; ρ — плотность испытуемого масла, г/мл; 5 — отношение общего-объема щелочного раствора к объему, взятому для приготовления окрашенного рас­твора; G — масса испытуемого масла, г.