Optimization of Sample Preparation Conditions for Ionochromatographic Determination of Chloride Ions That are Part of High-Molecular Organic Compounds of Oil

Abstract

A procedure of sample preparation of oil samples for the determination of chloride ions, which are part of high-molecular organic compounds, has been developed. The procedure consists in the extraction of chloride ions from oil into the aqueous phase with a solution of sodium nitrate, followed by ionochromatographic detection. The work was performed on a high-performance LC‑20 Prominence liquid chromatograph with LC Solution software (Shimadzu, Japan), equipped with a conductometric detector (CDD‑10 Avp/10Asp), a 120×5 mm KanK-ASt14 μm separating column (GEOHI RAS, Russia) and a 200×6 mm SPS-SAC 50 suppression column μm (LLC PC «Aquilon», Russia). A carbonate buffer solution (2.5 mM Na2CO3 + 3.0 mM NaHCO3) was used as an eluent. The volume of the injected sample is 100 μl. The eluent flow rate was 2.0 ml/min. The temperature of the column thermostat is 33 °C. Under these conditions, satisfactory separation of fluoride, chloride, nitrate, and sulfate ions is achieved, and hydrogen sulfide does not have ionic forms and does not manifest ionochromatographically. Using the method of full factorial experiment, the main parameters determining the efficiency of extraction of chloride ions from the organic phase were optimized: extraction of 1 mM with an aqueous solution of NaNO3 at a temperature of 90 ± 2 °C, the volume ratio of oil and extractant 1:10, extraction time 20 min. The developed procedure of sample preparation has been tested on model solutions and real oil samples. In comparison with the known methods, the combination of extraction isolation of organic chlorides with ionochromatographic detection makes it possible to significantly simplify the procedure for determining the analyte due to the high selectivity of the method without loss in sensitivity and measurement accuracy

Разработан способ пробоподготовки образцов нефти для определения хлорид-ионов, входящих в состав высокомолекулярных органических соединений. Способ заключается в экстракционном выделении хлорид-ионов из нефти в водную фазу раствором нитрата натрия с их последующим ионохроматографическим детектированием. Работу выполняли на высокоэффективном жидкостном хроматографе LC‑20 Prominence с программным обеспечением LC Solution (Shimadzu, Япония), укомплектованным кондуктометрическим детектором (CDD‑10 Avp/10Asp), разделяющей колонкой 120×5 мм КанК-АСт14 мкм (ГЕОХИ РАН, Россия) и подавительной колонкой 200×6 мм СПС-SAC 50 мкм (ООО ПК «Аквилон», Россия). В качестве элюента применяли карбонатный буферный раствор (2,5 мМ Na2CO3 + 3,0 мМ NaHCO3). Объем вводимой пробы 100 мкл. Скорость потока элюента составляла 2,0 мл/мин. Температура термостата колонки 33 °C. В данных условиях достигается удовлетворительное разделение фторид-, хлорид-, нитрат-, сульфат- ионов, а сероводород не имеет ионных форм и ионохроматографически не проявляется. С использованием метода полного факторного эксперимента оптимизированы основные параметры, определяющие эффективность извлечения хлорид-ионов из органической фазы: экстракция 1мМ водным раствором NaNO3 при температуре 90±2 °C, объемное соотношение нефти и экстрагента 1:10, время экстрагирования 20 мин. Разработанный способ пробоподготовки апробирован на модельных растворах и реальных образцах нефти. По сравнению с известными методами сочетание экстракционного выделения органических хлоридов с ионохроматографическим детектированием позволяет существенно упростить процедуру определения аналита за счет высокой селективности метода без потери в чувствительности и точности измерений