Manometric precision determination of carbon and hydrogen in milligram amounts of organic material

A method is described for the precise determination of carbon and hydrogen in milligram, amounts of sample. The method is based on the manometric measurement of the amounts of carbon dioxide and water formed on combustion. A precision mercury manometer is used in which pressures are converted to mercury volumes. The latter are measured with the aid of a commercial piston-type buret using a photo-electric level indication.     

The submicro determination of carbon,hydrogen and nitrogen by a gas-chromatographic method

A method for the determination of carbon, hydrogen and nitrogen in organic samples weighing 40–80 μg is described. The sample is decomposed conventionally in a helium stream and the water formed is converted to acetylene. Nitrogen, carbon dioxide and acetylene are then separated on a silica-gel column, and the acetylene is burned to carbon dioxide by passage through copper oxide at 900° because the acetylene peak itself is not easily measured. Water from the second combustion is removed on silica gel and the three peaks emerging are measured by means of a micro thermistor cell. The standard deviations obtained for acetanilide are 0.31% for carbon, 0.28% for hydrogen and 0.11% for nitrogen. Results for other compounds are given and the parameters relevant to precision are discussed.     

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%.

     

Automatic apparatus for the determination of carbon and hydrogen in organic compounds

A microanalytical determination of carbon and hydrogen in organic compounds is achieved by an original technique of coulometric titration in a nonaqueous medium. The apparatus, designed for the purpose, wholly automatic and monitored by a computer, makes possible the analysis of 23 samples without any intervention from the operator. Each analysis takes about 10 min and the precision of the method results in relative standard deviations of about 0.1 and 1% for carbon and hydrogen, respectively.     

The determination of carbon and hydrogen in organic compounds containing metals and metalloids

The determination of carbon and hydrogen in organometallic compounds is described. Cobalto-cobaltic oxide is used as the catalytic tube filling in a rapid procedure. Compounds containing Na, K. Cu, Be, Mg, Ca. Zn, Cd, Hg, Al, B, Ga, Ti, Pb, Nb. P, As, Bi, Mo. U, Sc, Te, Mn, Fe, Co, Ni were examined; interferences were overcome where necessary and tungstic oxide proved a valuable auxiliary reagent.     

Automatic coulometric method for the determination of carbon and hydrogen in organic substances

Conclusions A coulometric method is proposed for the microdetermination of carbon and hydrogen in organic substances.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Khimicheskaya, No. 3, pp. 700–701, March, 1972.     

Turbidimetric determination of ajmaline in submicro quantities

Summary A turbidimetric method is proposed for the determination of ajmaline in the range of 5–60 g. The procedure has been applied to the estimation of a single spot obtained after chromatographic or electrophoretic separation of ajmaline from the Rauwolfia alkaloids. The method is rapid and has an accuracy of ± 0.5 g.

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Zusammenfassung Für die Bestimmung von 5 bis 60 g Ajmalin wird eine turbidimetrische Methode vorgeschlagen. Chromatographisch oder elektrophoretisch aus Rauwolfia-Alkaloiden abgetrenntes Ajmalin läßt sich nach diesem Verfahren in einem einzigen Flecken bestimmen. Die Methode ist rasch und auf ± 0,5 g genau.

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Résumé On propose une méthode turbidimétrique pour le dosage de l'ajmaline dans le domaine compris entre 5 et 60 g. On a appliqué le procédé consistant à faire l'estimation sur une tache unique obtenue après séparation, chromatographique ou par électrophorèse, de l'ajmaline d'avec les alcaloïdes du Rauwolfia. La méthode est rapide et fournit une précision de ± 0,5 g.

     

Gas-chromatographic determination of impurities of organic and chlorinated organic compounds and carbon monoxide and dioxide in high-purity hydrogen chloride

A gas-chromatographic procedure was developed for determining impurities (CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, iso-C₄H₁₀, C₅H₁₂, iso-C₅H₁₂, neo-C₅H₁₂, CH₃Cl, C₂H₅Cl, CH₂Cl₂, CHCl₃, CO, and CO₂) in hydrogen chloride using two columns and a column switching technique in an isothermal mode with a flame ionization detector; the detection limits were 0.01–0.1 ppm. The matrix was separated in a precolumn packed with urea. CO and CO₂ were determined by reaction gas chromatography with their conversion into methane.     

Spectrophotometric determination of submicro quantities of Ajmaline

A spectrophotometric method for the determination of 5–100 μg samples of ajmaline is described. Ajmaline gives a red colour with concentrated nitric acid, which is measured at 510 mμ after a definite time interval. The limits of interference from serpentine and ajmalicine are given. The method can be applied directly for the estimation of ajmaline in pharmaceutical preparations.     

Micro analytical determination of carbon and hydrogen

Summary Lead dioxide used for the absorption of oxides of nitrogen in a carbon and hydrogen combustion train can be very variable in quality: a practical service test for measuring the efficiency and relative capacity of batches of lead dioxide for nitrogen dioxide (under conditions similar to those present in a combustion on aPregl- type apparatus) has shown that some batches have a short life because of a correspondingly low relative capacity, whereas other batches may have a high relative capacity and give erratic values for carbon in tests on a standard substance. Investigation has shown that the relative capacity is dependent on primary particle size of the lead dioxide powder, and that material of suitable quality (with medium capacity) can be made by recommended methods.

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Zusammenfassung Das zur Absorption von Stickstoffoxyden bei der C-H-Bestimmung verwendete Bleidioxyd ist oft von sehr verschiedener Qualität. Ein geeignetes Verfahren zur Prüfung der Wirksamkeit und der relativen Aufnahmsfähigkeit von Bleidioxydproben gegenüber Stickstoffdioxyd (unter Bedingungen, wie sie in der Preglschen Verbrennungsapparatur vorherrschen) zeigte, daß manche dieser Proben infolge geringer Aufnahmsfähigkeit eine kurze Lebensdauer besitzen, während andere wiederum trotz großer relativer Aufnahmsfähigkeit falsche Kohlenstoffwerte bei der Analyse einer Standard-substanz geben. Die beschriebenen Untersuchungen zeigen, daß die relative Aufnahmsfähigkeit von der Größe der Primärteilchen des Bleidioxydpulvers abhängig ist und daß Bleidioxyd geeigneter Qualität (mit mittlerer Aufnahmsfähigkeit) mit Hilfe der vorgeschlagenen Methoden hergestellt werden kann.

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Résumé Le bioxyde de plomb utilisé pour l'absorption des oxydes de l'azote dans une grille à combustion pour carbone et hydrogène peut être de qualité très variable. Un essai en service pratique pour évaluer l'efficacité et la teneur relative de lots de bioxyde de plomb (dans des conditions similaires à celles qui se présentent dans une combustion en appareil du typePregl) a montré que quelques lots ont une durée brève à cause d'une teneur relativement basse, tandis que d'autres lots peuvent présenter une teneur relativement élevée et donner des valeurs inconstantes pour le carbone dans les essais faits sur une substance étalon. Les recherches ont montré que la teneur relative dépend d'abord de la grosseur des particules de la poudre de bioxyde et que cette matière de qualité convenable (avec une teneur moyenne) peut être fabriquée par des méthodes recommandées.

     

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%.

     

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.     

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.     

The potential of organic polymer-based hydrogen storage materials

The challenge of storing hydrogen at high volumetric and gravimetric density for automotive applications has prompted investigations into the potential of cryo-adsorption on the internal surface area of microporous organic polymers. A range of Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs) has been studied, the best PIM to date (a network-PIM incorporating a triptycene subunit) taking up 2.7% H(2) by mass at 10 bar/77 K. HyperCrosslinked Polymers (HCPs) also show promising performance as H(2) storage materials, particularly at pressures >10 bar. The N(2) and H(2) adsorption behaviour at 77 K of six PIMs and a HCP are compared. Surface areas based on Langmuir plots of H(2) adsorption at high pressure are shown to provide a useful guide to hydrogen capacity, but Langmuir plots based on low pressure data underestimate the potential H(2) uptake. The micropore distribution influences the form of the H(2) isotherm, a higher concentration of ultramicropores (pore size <0.7 nm) being associated with enhanced low pressure adsorption.     

Three-decimal-place hydrogen and carbon determination in mineral oil samples

Summary A novel analytical combustion method is described for the determination of the hydrogen and carbon contents of oil samples with an absolute precision of 0.002% and 0.008%, resp. (expressed as standard deviation).The new method employs a vertical tube packed with a combustion catalyst and an introduction system which allows a relatively large sample to be brought, together with oxygen, into the combustion zone. As a result, the sample is burnt with a small flame at a quick and uniform rate. Samples of about 800 mg are burnt in approx. 20 min.

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Zusammenfassung Es wird eine neuartige Verbrennungsmethode zur Bestimmung von Kohlenstoff und Wasserstoff in Mineralöl beschrieben, die eine Standardabweichung von 0,002% bzw. 0,008% aufweist. Das Verfahren benutzt ein mit einem Verbrennungskatalysator beschicktes, senkrecht stehendes Rohr und ein Einlaßsystem, das es gestattet, eine relativ große Probe zusammen mit Sauerstoff in die Verbrennungszone einzubringen. Dadurch wird die Substanz mit kleiner Flamme schnell und gleichmäßig verbrannt. 800 mg-Proben können in etwa 20 min verbrannt werden.

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The authors are indebted to Mr. G. J. F. Stijntjes for prompting this investigation, to Mr. W. Hoedeman and to Mr. H. C. E. van Leuven for cooperating in the early stages, and to Dr. E. A. M. F. Dahmen and Dr. P. N. Degens jr. for their interest and support.     

Zeolite-templated carbon materials for high-pressure hydrogen storage

Zeolite-templated carbon (ZTC) materials were synthesized, characterized, and evaluated as potential hydrogen storage materials between 77 and 298 K up to 30 MPa. Successful synthesis of high template fidelity ZTCs was confirmed by X-ray diffraction and nitrogen adsorption at 77 K; BET surface areas up to ~3600 m(2) g(-1) were achieved. Equilibrium hydrogen adsorption capacity in ZTCs is higher than all other materials studied, including superactivated carbon MSC-30. The ZTCs showed a maximum in Gibbs surface excess uptake of 28.6 mmol g(-1) (5.5 wt %) at 77 K, with hydrogen uptake capacity at 300 K linearly proportional to BET surface area: 2.3 mmol g(-1) (0.46 wt %) uptake per 1000 m(2) g(-1) at 30 MPa. This is the same trend as for other carbonaceous materials, implying that the nature of high-pressure adsorption in ZTCs is not unique despite their narrow microporosity and significantly lower skeletal densities. Isoexcess enthalpies of adsorption are calculated between 77 and 298 K and found to be 6.5-6.6 kJ mol(-1) in the Henry's law limit.