Microdetermination of carbon,hydrogen, nitrogen and oxygen in petroleum compounds with an automatic elemental analyzer

Summary The Perkin-Elmer Elemental Analyzer has been evaluated for the analysis of carbon, hydrogen, nitrogen and oxygen in typical petroleum samples. Comparison of the Elemental Analyzer results were made with carbon and hydrogen analyses by the Pregl method, oxygen by the Unterzaucher method, and nitrogen results from the automated micro Dumas Analyzer. The results obtained by the automated method were found comparable to those obtained by conventional methods. The automated method was found useful for the analysis of nitrogen in petroleum samples ranging from 0.05 to 0.1% N, a borderline level that presents difficulty for conventional methods. Samples of transformer oil containing known amounts of added phenol were analyzed for oxygen at the 0.2 to 1.0% O level.

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Zusammenfassung Der Verbrennungsautomat von Perkin-Elmer wurde für die Bestimmung von C, H, N und O in bestimmten Erdölprodukten verwendet und die Ergebnisse mit jenen des Preglschen Verfahrens, der Methode nachUnterzaucher bzw. mit den Resultaten der automatischen Dumas-Bestimmung verglichen. Die erhaltenen Werte sind mit denen konventioneller Methoden durchaus vergleichbar. Das automatische Verfahren ist für die Bestimmung des Stickstoffs in Erdölproben mit 0,05 bis 0,1% N gut geeignet, eine Größenordnung, die bei konventionellen Verfahren Schwierigkeiten bietet. Proben von Transformatorenöl, die bekannte Mengen Phenol enthielten, wurden auf ihren Sauerstoffgehalt analysiert, der zwischen 0,2 und 1,0% lag.

     

Determination of carbon and hydrogen in organic fluorine compounds

A rapid determination of carbon and hydrogen in organic fluorine compounds is described. Magnesium oxide is used both as an absorbent for fluorine and as an aid to complete combustion. The time required for one determination in series is under 30 min. The method is very widely applicable.     

Computer control for simultaneous carbon,hydrogen, and nitrogen determinations in organic compounds

Summary The automation, via a digital computer, of CHN determinations in organic compounds by a manometric procedure is described. The accuracy of the method is expected to be ± 0.03%.

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Zusammenfassung Die Automation der manometrischen Bestimmung von C, H und N in organischen Verbindungen mit Hilfe eines Digitalzählers wurde beschrieben. Sie läßt als Genauigkeit der Methode ±0,03% erwarten.

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This work was performed under the auspices of the U. S. Atomic Energy Commission.     

Micro determination of oxygen in organic compounds with an automatic elemental analyzer

Zusammenfassung Die Sauerstoffmikrobestimmung nach dem Prinzip von Schütze,Zimmermann, Unterzaucher bzw.Oita undConway wurde der Verwendung eines automatischen Elementaranalysengerätes angepaßt. Dessen Elektronik braucht nicht verändert zu werden, nur der Verbrennungsteil. Die Einwaage wird bei 950° in Heliumatmosphäre pyrolysiert; platinierte Kohle dient zur Konversion des Sauerstoffes in Kohlenmonoxid. Die gasförmigen Reaktionsprodukte werden bei 900° über reduziertes Kupfer geleitet, wo schwefelhältige Verbindungen zurückgehalten werden, dann über Ascarite, womit saure Gase entfernt werden. Kohlenmonoxid wird dann bei 610° über Kupferoxid oxydiert und CO₂ in einer Wärmeleitfähigkeitszelle gemessen. Testsubstanzen dienen zu deren Eichung für Sauerstoff.     

Determination of microquantities of nitrogen in compounds containing fluorine by an automatic rapid nitrogen analyser

Summary It was observed that when the Heraeus automatic nitrogen analyser is used for organic fluorine compounds, the fluorine (particularly as the trifluoromethyl group) interferes. The cause and extent of the interference were established by mass spectroscopy; the cause is the formation of trifluoromethane and polytetrafluoroethylene. The interference was found to be eliminated by addition of potassium perchlorate as additive to the sample boat.

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Zusammenfassung Bei Verwendung des automatischen Geräts zur Stickstoffbestimmung von Heraeus zur Analyse fluorhältiger organischer Verbindungen stört das Fluor (besonders wenn es als Trifluormethylgruppe vorliegt). Ursache und Ausmaß dieser Störung wurden massenspektroskopisch untersucht. Die Ursache ist die Bildung von Trifluormethan und Tetrafluoräthan. Die Störung läßt sich durch Zusatz von Kaliumperchlorat in das Einwaageschiffchen beseitigen.

     

Determination of nitrogen content of methylamine and dimethylamine compounds by an automatic rapid nitrogen analyser

Summary It has been observed that when the Heraeus automatic nitrogen analyser is used for compounds containing anN-methyl group, values higher than theoretical are obtained, because the volume of methane arising from the methyl group is measured along with the nitrogen. This interference is found to be eliminated by increasing the temperature of the oven. When the traditional Pregl-Dumas method is used, the duration of combustion can be lengthened to eliminate this effect.

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Zusammenfassung Bei Verwendung des automatischen Gerätes von Heraeus zur N-Bestimmung in N-Methylverbindungen werden überhöhte Werte erhalten, da sich Methan bildet, das mit Stickstoff gemeinsam gemessen wird. Diese Störung läßt sich durch Erhöhung der Ofentemperatur bescitigen. Wenn die herkömmliche Methode von Dumas-Pregl verwendet wird, kann man den gleichen Erfolg durch Verlängerung der Verbrennungszeit erzielen.

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Work performed under the auspices of the U. S. Department of Energy under contract No. W-7405-Eng-48.     

Determination of nitrogen in organic compounds

Summary A simplified method is described for the electrolytic generation of oxygen for use in the micro-Dumas determination of nitrogen. A flowmeter with an adjustable range is also described.

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Zusammenfassung Eine vereinfachte Anordnung zur elektrolytischen Sauerstoffentwicklung für die Verbrennung stickstoffhältiger Substanzen nach dem MikroDumas-Verfahren in einer Kohlendioxyd-Sauerstoff-Atmosphäre wird angegeben. Außerdem wird ein justierbarer Strömungsmesser beschrieben.

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Résumé On décrit une méthode simplifiée pour la production électrolytique de l'oxygène utilisé dans le microdosage de l'azote suivantDumas. On décrit aussi un fluxmètre à échelle réglable.

     

Determination of total inorganic nitrogen by means of the air-gap electrode

A method for determining the total inorganic nitrogen content of aqueous solutions is described. The inorganic nitrogen is reduced by Devarda alloy to ammonia which is thus measured by means of the air-gap electrode. On a sample volume of 100 μl, the assay takes only 5–6 min, the standard deviation being less than 3%. Organic nitrogen-containing compounds do not interfere. The method has been tested on solutions of nitrate and nitrite, with and without organic nitrogen-containing compounds present, and has been applied to samples of river water, untreated waste water and biologically treated waste water.     

Simultaneous microdetermination of carbon,hydrogen and nitrogen in nitro compounds

Summary A gravimetric method for simultaneous microdetermination of C, H and N is proposed for nitro compounds containing C, H, N, O, Cl and Br, by combustion in an oxygen stream. The accuracy of the determination ofC and H is equal to ±0.2% and that for N ±0.3%.     

基于稳定同位素比和元素分析技术的何首乌产地识别研究

元素分析仪主要用于测试样品中的元素含量,是重要的定量分析仪器,测试过程中影响测试结果准确性的因素较多. 以欧维特EA3000元素分析仪的CHNS测试模式为例,分析各个元素测试的干扰因素并提出切实可行的解决方案,从而提高测试结果的可靠性和准确性.     

Coulometric microdetermination of carbon and hydrogen in organic compounds

Summary An apparatus for accurate determination of carbon and hydrogen has been developed, based on a previously described coulometric Karl Fischer method for determination of small amounts of water in solids. Hydrogen and carbon in a sample are oxidized to water and carbon dioxide, respectively. The water is trapped first, and the carbon dioxide is converted into water by lithium hydroxide and determined in a coulometric cell. Then the water from the hydrogen is released and determined in the same cell. An alternative method for the determination of hydrogen alone with very high precision has also been developed. Samples weighing 0.1–5 mg can be analysed and the standard deviations obtained for a complete C, H determination are ±0.17% and ±0.08%, respectively. That for determination of hydrogen alone is ±0.009%.

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Zusammenfassung Eine Apparatur zur exakten Bestimmung von Kohlenstoff und Wasserstoff wurde auf der Basis einer früher beschriebenen coulometrischen Karl-Fischer-Methode zur Bestimmung geringer Wassermengen in Feststoffen entwickelt. Wasserstoff und Kohlenstoff werden zu Wasser bzw. Kohlendioxid oxydiert. ZunÄchst wird das Wasser absorbiert und das Kohlendioxid anschlie\end mit Lithiumhydroxid in Wasser übergeführt und in einer coulometrischen Zelle bestimmt. Das vom Wasserstoff herrührende Wasser wird in derselben Zelle bestimmt. Eine alternative, sehr genaue Bestimmungs-methode nur für Wasserstoff wurde ebenfalls entwickelt. Bei Probenmengen von 0,1–5 mg betrÄgt bei einer vollstÄndigen CH-Bestimmung die Standardabweichung ±0,17% bzw. ±0,08%; für die alleinige Wasserstoff-Bestimmung ist die Standardabweichung ±0,009%.

     

A study of the determination of low levels of carbon, hydrogen, and nitrogen using an elemental analyzer

A study was made of the results obtained with an automatic CHN analyzer.     

Stannic oxide as a combustion aid in elemental analysis for carbon,hydrogen and nitrogen

Summary The properties of stannic oxide as a combustion aid in elemental analysis for carbon, hydrogen and nitrogen, and its modification with silver for the retention of halogens and oxides of sulphur are described. The optimum combustion temperature with stannic oxide is 1000±50° C. It is suitable as a combustion tube packing for automated methods. A universal packing for analysis of various types of compounds is shown.

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Zinn(IV)oxid als Oxydationsmittel für die Elementaranalyse von C, H und N

Zusammenfassung Die Eigenschaften des Zinnoxids als Katalysator für die Bestimmung von C, H und N und seine Modifikation mit Silber für die Retention der Halogene und der Schwefeloxide wurden beschrieben. Die Optimaltemperatur für die Verbrennung mit Zinnoxid ist 1000±50° C. Es eignet sich als Rohrfüllung für automatisierte Methoden. Eine Universalfüllung für Analysen verschiedener Verbindungstypen wurde angegeben.

     

The micro-determination of carbon and hydrogen in fluorine-containing organic compounds

Summary The sample is burned in a silica combustion tube, using a 4 ml per minute oxygen stream. Oxidation of the combustion products is completed by passing them over a platinum contact heated to 750°C, after the manner ofFriedrich. Silver wool at the same temperature removes sulphur and halogens, including the fluorine from any hydrogen fluoride produced, and granular sodium fluoride at about 270°C is used to absorb silicon tetrafluoride.The water vapour and carbon dioxide are determined in the usual way by absorption in magnesium perchlorate and soda-asbestos respectively. Satisfactory results have been obtained for the analyses of 4 mg samples of compounds containing the elements C, H, O, F, the standard deviation of the results for hydrogen being about ±0,1% H and for carbon being about ±0,2% C.Preliminary work indicates that fluorocarbons may be analysed if water-vapour is introduced into the system, and that the presence of nitrogen in compounds presents no difficulty when an external absorbent for nitrogen oxides is used. Certain refinements are included, which are applicable to the conventional apparatus for micro carbon and hydrogen determination.

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Zusammenfassung Zur Bestimmung von Kohlenstoff und Wasserstoff in fluorhaltigen organischen Verbindungen wird die Substanz in einem Quarzverbrennungsrohr im Sauerstoffstrom von 4 ml/Minute verbrannt. Die vollständige Oxydation der Verbrennungsprodukte erfolgt nachFriedrich durch Überleiten über einen Platinkontakt bei 750°C. Bei derselben Temperatur hält Silberwolle Schwefel und alle Halogene einschließlich Fluor zurück, soweit es als Fluorwasserstoff vorliegt. Zur Absorption von Siliciumtetrafluorid wird gekörntes Natriumfluorid bei etwa 270°C verwendet.Wasserdampf und Kohlendioxyd werden in der üblichen Weise mittels Magnesiumperchlorat bzw. Natronasbest bestimmt. Bei Einwaagen von 4 mg Substanz irgendeiner Verbindung der Elemente C, H, O und F werden befriedigende Ergebnisse erhalten. Die durchschnittlichen Abweichungen von der Theorie betragen für Wasserstoff etwa ±0,1%, bei Kohlenstoff etwa ±0,2%.Vorversuche haben gezeigt, daß fluorhältige Kohlenwasserstoffe bei gleichzeitiger Zufuhr von Wasserdampf in die Apparatur analysiert werden können und daß die Gegenwart von Stickstoff in der Analysensubstanz keine Schwierigkeiten mit sich bringt, wenn ein zusätzliches Absorptionsmittel für Stickstoffoxyde vorgesehen ist. Einige Verbesserungen der herkömmlichen Apparatur für die Mikro-C-H-Bestimmung werden angeführt.

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Résumé L'échantillon est brûlé dans un tube à combustion en silice, utilisant un débit d'oxygène de 4 ml par minute. L'oxydation des produits de combustion se complète en les faisant passer sur un contact de platine chauffé à 750° C d'après le procédé deFriedrich. La laine d'argent à la même température élimine le soufre et les halogènes y compris le fluor de tout fluorure produit et le fluorure de sodium granulaire à 270° environ sert à absorber le tétrafluorure de silicium.La vapeur d'eau et le gaz carbonique sont dosés comme d'habitude par absorption sur le perchlorate de magnésium et l'amiante sodé respectivement. Des résultats satisfaisants ont été obtenus pour les analyses de 4 mg d'échantillons de composés contenant les éléments C, H, O, F; l'erreur moyenne des résultats pour l'hydrogène étant ±0,1% H et pour le carbone, environ ± 0,2% C.Un travail préliminaire indique que les hydrocarbures fluorés peuvent être analysés si l'on introduit de la vapeur d'eau dans le système et que la présence d'azote dans les composés ne présente pas de difficulté quand on utilise un absorbant extérieur pour les oxydes de l'azote. Certaines améliorations applicables à l'appareil classique pour les microdosages de carbone et d'hydrogène sont incluses.

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With 4 Figures.     

Determination of carbon,hydrogen and nitrogen in liquid samples without weighing

Summary The determination of carbon, hydrogen and nitrogen in unweighed liquid samples is described. The sample is injected by microsyringe into an automatic analyser. The method was tested with an analyser based on frontal gas chromatography, the samples being volatile hydrocarbons, pyridine bases, chlorinated hydrocarbons and an organic sulphide.

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Bestimmung von C, H und N in Flüssigen, Ungewogenen Proben

Zusammenfassung Die Elementaranalyse des Kohlenstoffs, Wasserstoffs und Stickstoffs in flüssigen, ungewogenen Proben wurde beschrieben. Die Proben werden mit einer Mikroinjektionsspritze in ein automatisches Verbrennungsgerät eingegeben. Das Verfahren wurde in einem Analysator getestet, der nach dem Prinzip der Frontalgaschromatographie funktioniert. Es eignet sich für die Analyse flüchtiger Kohlenwasserstoffe, stickstoffhaltiger Verbindungen, vor allem der Pyridinreihe, für Chlorkohlenwasserstoffe und Sulfide.

     

Gas chromato-coulometric decimilligram determination of carbon and hydrogen in organic compounds

Summary A coulometric method is described for the decimilligram determination of carbon and hydrogen in organic compounds which involves rapid combustion in a nitrogen stream. Carbon dioxide and water derived from the combustion are introduced into a Porapak T column for separation. Then the carbon dioxide is converted to the equivalent amount of water with a LiOH converter. These quantities of water are continuously swept into a diffusion type Pt-P₂O₅ electrolytic cell and determined coulometrically one after the other. The electrolysis current passing through the hygrometer is automatically integrated. The analysis time is 10–12 minutes and the absolute errors are within ±0.80% for carbon and ±0.67% for hydrogen.

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Zusammenfassung Eine coulometrische Methode zur CH-Bestimmung in Dezimilligramm organischer Substanz wurde beschrieben. Dazu wird eine Schnellverbrennung im Stickstoffstrom durchgeführt. Kohlendioxid und Wasser werden zur Abtrennung in eine Porapak-T-Säule geleitet. CO₂ wird dann mit einem LiOH-Konverter in die äquivalente Menge Wasser umgesetzt. Die beiden Wassermengen werden in eine Elektrolysezelle aus Pt-Draht und P₂O₅ geleitet und nacheinander coulometrisch gemessen. Der Elektrolysestrom, der durch das Hygrometer fließt, wird automatisch integriert. Die Zeit für eine Analyse beträgt 10 bis 12 Minuten. Der absolute Fehler liegt für C bei ± 0,80%, für H bei ± 0,67%.