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METODO PER LA DETERMINAZIONE DEL TENORE DI COSTITUENTI AROMATICI NEI PRODOTTI IL CUI PUNTO FINALE DI DISTILLAZIONE È SUPERIORE AI 315 GRADI CELSIUS

1. Campo di applicazione

Il presente metodo di prova riguarda la determinazione del tenore di costituenti aromatici e non aromatici negli oli minerali.

2. Definizioni

2.1. Costituenti aromatici: la porzione del campione disciolto nel solvente e adsorbito su gel di silice. I costituenti aromatici possono contenere: idrocarburi aromatici, naftenici aromatici condensati, olefine aromatiche, asfalteni, composti aromatici contenenti zolfo, azoto, ossigeno e composti aromatici polari.

2.2. Costituenti non aromatici: la porzione del campione che non è adsorbita su gel di silice ed è eluita dal solvente (ad esempio idrocarburi non aromatici).

3. Principio del metodo

Il campione, preventivamente disciolto in n-pentano, è percolato attraverso una colonna cromatografica speciale, riempita di gel di silice. I costituenti non aromatici, eluiti con il solvente, sono quindi raccolti e quantificati mediante pesata dopo l’evaporazione del solvente.

I campioni che non si solubilizzano in n-pentano sono disciolti con cicloesano.

4. Attrezzatura e reagenti

Colonna cromatografica: è costituita da un tubo di vetro le cui dimensioni e forma sono riportate nella figura riprodotta di seguito. L’apertura superiore deve poter essere chiusa mediante un giunto di vetro la cui superficie piana smerigliata è collegata alla parte superiore della colonna per mezzo di due flange metalliche ricoperte di gomma. La tenuta deve essere perfettamente stagna per consentire l’immissione di azoto o aria sotto pressione.

Gel di silice: granulometria uguale o superiore a 200 mesh. Prima dell’impiego deve essere attivato in un forno a 170 °C per 7 ore e quindi lasciato raffreddare in un essiccatore. Dopo l’attivazione, il gel di silice deve essere utilizzato entro pochi giorni.

Solvente I n-pentano: grado di purezza 95 % minimo, esente da composti aromatici.

Solvente II cicloesano: grado di purezza 98 % minimo, esente da composti aromatici.

5. Procedimento 1 (colonna cromatografica 1)

Preparazione della soluzione campione: sciogliere circa 3,6 g (pesati esattamente) del campione in 10 ml di n-pentano (I). Se il campione è insolubile in n-pentano, scioglierlo in cicloesano. In questo caso la determinazione è effettuata con cicloesano (II) anziché n-pentano (I).

Riempire la colonna cromatografica (colonna cromatografica 1) con gel di silice preventivamente attivato, fino a circa 10 cm dalla sfera superiore di vetro, comprimendo con cura il contenuto della colonna per mezzo di un vibratore, per evitare la presenza di canali. Porre quindi un tampone di lana di vetro nella parte superiore della colonna di gel di silice.

Bagnare preventivamente il gel di silice con 180 ml di solvente (I) o (II); applicare dall’alto aria o azoto sotto pressione fino a che il livello superiore del liquido raggiunge il battente del gel di silice.

Riportare con cautela l’interno della colonna a pressione atmosferica e introdurre circa 3,6 grammi (pesati esattamente, con precisione alla seconda decimale) di campione disciolto in 10 ml di solvente (I) o (II); lavare quindi il beaker con altri 10 ml di solvente (I) o (II) che saranno poi introdotti nella colonna.

Riapplicare progressivamente la pressione in modo che il liquido scorra goccia a goccia dal tubo capillare inferiore della colonna ad una velocità di circa 1 ml/min e raccogliere il liquido in un recipiente da 500 ml.

Quando il livello del liquido che contiene la sostanza da separare raggiunge il battente del gel di silice, togliere nuovamente con cautela la pressione ed aggiungere 230 ml di solvente (I) o (II); a questo punto applicare nuovamente la pressione e far scendere il livello del liquido fino al battente del gel di silice, raccogliendo l’eluato nello stesso recipiente impiegato in precedenza.

Prima che il livello del liquido che contiene la sostanza da separare raggiunga il battente del gel di silice, controllare l’eluato mediante FT-IR per verificare la presenza di aromatici. Se l’eluato contiene soltanto idrocarburi alifatici, aggiungere nuovamente 50 ml di solvente (I) o (II) dopo aver depressurizzato. Ripetere questo passaggio, se necessario.

Ridurre a piccolo volume la frazione raccolta utilizzando una stufa sottovuoto a 35 °C circa o un evaporatore rotante sottovuoto o un apparecchio analogo; travasare quindi senza perdite in un beaker di vetro già tarato, impiegando altro solvente (I) o (II).

Far evaporare il contenuto del beaker in una stufa sotto vuoto a 35 °C fino a peso costante (W). L’intervallo tra le due ultime pesate non deve essere superiore a 0,01 g. La differenza di tempo tra due pesate deve essere di almeno 30 minuti.

La percentuale in peso dei costituenti non aromatici (A) è data dalla formula seguente:

A = W/W1 * 100

dove W1 rappresenta il peso del campione sottoposto ad analisi.

La differenza rispetto a 100 rappresenta la percentuale di costituenti aromatici adsorbiti dal gel di silice.

6. Precisione del metodo

Ripetibilità : 5 %. Riproducibilità : 10 %.

7. Procedimento 2 (colonna cromatografica 2)

Preparazione della soluzione campione: sciogliere circa 0,9 g (pesati esattamente) del campione in 2,5 ml di n-pentano (I). Se il campione è insolubile in n-pentano, scioglierlo in cicloesano. In questo caso la determinazione è effettuata con cicloesano (II) anziché n-pentano (I).

Riempire la colonna cromatografica (colonna cromatografica 2) con gel di silice preventivamente attivato, fino a circa 2,5 centimetri dalla sfera superiore di vetro, comprimendo con cura il contenuto della colonna per mezzo di un vibratore, per evitare la presenza di canali. Porre quindi un tampone di lana di vetro nella parte superiore della colonna di gel di silice.

Bagnare preventivamente il gel di silice con 45 ml di solvente (I) o (II); applicare dall’alto aria o azoto sotto pressione fino a che il livello superiore del liquido raggiunga il battente del gel di silice.

Riportare con cautela l’interno della colonna a pressione atmosferica e introdurre circa 0,9 grammi (pesati esattamente, fino alla seconda decimale) di campione disciolto in 2,5 ml di solvente (I) o (II); lavare quindi il beaker con altri 2,5 ml di solvente (I) o (II) che saranno poi introdotti nella colonna.

Riapplicare progressivamente la pressione in modo che il liquido scorra goccia a goccia dal tubo capillare inferiore della colonna ad una velocità di circa 1 ml/min e raccogliere il liquido in un recipiente da 250 ml.

Quando il livello del liquido che contiene la sostanza da separare raggiunge il battente del gel di silice, togliere nuovamente con cautela la pressione ed aggiungere 57,5 ml di solvente (I) o (II); a questo punto applicare nuovamente la pressione e far scendere il livello del liquido fino al battente del gel di silice, raccogliendo l’eluato nello stesso recipiente impiegato in precedenza.

Prima che il livello del liquido che contiene la sostanza da separare raggiunga il battente del gel di silice, controllare l’eluato mediante FT-IR per verificare la presenza di aromatici. Se l’eluato contiene soltanto idrocarburi alifatici, aggiungere nuovamente 12,5 ml di solvente (I) o (II) dopo aver depressurizzato. Ripetere questo passaggio, se necessario.

Ridurre a piccolo volume la frazione raccolta utilizzando una stufa sottovuoto a 35 °C circa o un evaporatore rotante sottovuoto o un apparecchio analogo; travasare quindi senza perdite in un beaker di vetro già tarato, impiegando altro solvente (I) o (II).

Far evaporare il contenuto del beaker in una stufa sotto vuoto a 35 °C fino a peso costante (W). La differenza tra le due ultime pesate non deve essere superiore a 0,01 g. L’intervallo di tempo tra due pesate deve essere di almeno 30 minuti.

La percentuale in peso dei costituenti non aromatici (A) è data dalla formula seguente:

A = W/W1 * 100

dove W1 rappresenta il peso del campione sottoposto ad analisi.

La differenza rispetto a 100 rappresenta la percentuale di costituenti aromatici assorbiti dal gel di silice.

8. Precisione del metodo

Ripetibilità : 5 %. Riproducibilità : 10 %.

Colonna cromatografica 1

Colonna cromatografica 2

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