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Erprobte und von den Berufsgenossenschaften anerkannte Verfahren zur Bestimmung von Dimethylcarbamidsäurechlorid in Arbeitsbereichen.

Es sind ortsfeste Probenahmen für Messungen zur Beurteilung von Arbeitsbereichen möglich:

KONTINUIERLICHE VERFAHREN

Zur Konzentrationsüberwachung in Arbeitsbereichen können Ionisationsgeräte eingesetzt werden.

DISKONTINUIERLICHE VERFAHREN

Probenahme mit Pumpe und Absorption in 4-(4-Nitrobenzyl)-pyridin-Lösung,

Photometrie nach Derivatisierung.

KONTINUIERLICHES VERFAHREN

Ionisationsgerät zur ortsfesten Messung

Messprinzip:	Einem konstanten Luftstrom aus dem auf Dimethylcarbamidsäurechlorid zu überwachenden Arbeitsbereich wird kontinuierlich Stickstoff (1-2 l/h) zugeführt. Dem Stickstoffstrom wird dabei z.B. über ein Permeationssystem etwa 2 Vol.-% Diethylamin zudosiert. Bei Anwesenheit von Dimethylcarbamidsäurechlorid bildet sich ein Aerosol aus N,N-Diethyl-N*, N*-dimethylharnstoff und Diethylammoniumchlorid. Das so entstandene Gasgemisch wird durch eine Ionisationsmesskammer geleitet, die ein radioaktives Präparat enthält. Die Änderung des Ionisationsstromes wird gemessen.
Technische Daten
Kleinster Meßbereich:	0 . . . 1 ml/m3(ppm).
Nachweisgrenze:	0,05 ml/m3(ppm) 0,25 mg/m3 an Dimethylcarbamidsäurechlorid.
Spezifität:	Spezifität nicht gegeben; andere Säurechloride, Phosgen und Chlorwasserstoff werden mitangezeigt. Chlorwasserstoff lässt sich durch ein vorgeschaltetes Selektivfilter, das Silberacetat enthält, entfernen.
Anzeigeverzögerung (90 % - Zeit):	10 Sekunden.
Vorteile:	Angabe örtlicher und zeitlicher Änderungen der Konzentration möglich; rasche und unmittelbare Anzeige.
Betriebsmittel:	Diethylamin rein, Stickstoff.
Bemerkungen:	Alle gasführenden Teile müssen aus PTFE 1 oder PVDF 2 bestehen oder damit beschichtet sein. Bei Verwendung des Gerätes ist eine Genehmigung zum Umgang mit radioaktiven Stoffen nach der Strahlenschutz-Verordnung vorgeschrieben.
Hersteller:	z.B. Auer-Gesellschaft mbH, Berlin, Bodenseewerk Geosystem, Überlingen.

DISKONTINUIERLICHES VERFAHREN

Probenahme mit Pumpe und Absorption in 4-(4-Nitrobenzyl)-pyridin-Lösung

Photometrie nach Derivatisierung

Messprinzip:	Mit Hilfe einer Pumpe wird ein definiertes Luftvolumen durch Waschflaschen gesaugt, die mit 1 %iger acetonischer 4-(4-Nitrobenzyl)-pyridin-Lösung (NBP-Lösung) beschickt sind. Das absorbierte Dimethylcarbamidsäurechlorid reagiert mit NBP in der Hitze zu N,NDimethyl-4-[(4-nitrophenyl)-methylen]-1 (4H)-pyridincarboxamid. Dieses Derivat wird photometrisch bestimmt.
Technische Daten
Nachweisgrenze:	absolut: 1,0 µg Dimethylcarbamidsäurechlorid bei 10 ml Meßlösung und 10 mm Küvetten-Schichtdicke, relativ: 0,05 mg/m 3 0,01 ml/m3(ppm) an Dimethylcarbamidsäurechlorid für 20 l Probeluft.
Spezifität:	Die Spezifität ist in jedem Einzelfall zu prüfen. Störungen sind möglich durch alkylierende und acylierende Verbindungen sowie Amine und Ammoniak.
Nachteile:	Bei der Probenahme ist Kühlung erforderlich.
Apparativer Aufwand:	Probenahmeeinrichtung, bestehend aus Waschflaschen, Pumpe, Gasmengenzähler oder Volumenstromanzeiger, Grundausrüstung für die Photometrie.

Ausführliche Verfahrensbeschreibung

1 Zusammenfassung

Mit diesem Verfahren wird die über die Probenahmedauer gemittelte Konzentration von Dimethylcarbamidsäurechlorid im Arbeitsbereich ortsfest bestimmt.

Mit Hilfe der Pumpe wird ein definiertes Luftvolumen durch zwei hintereinander geschaltete Waschflaschen gesaugt, die mit acetonischer 4-(4-Nitrobenzyl)-pyridin-Lösung (NBPLösung) beschickt sind. Das absorbierte Dimethylcarbamidsäurechlorid wird mit NBP in der Hitze zu N,N-Dimethyl-4-[(4-nitrophenyl)-methylen]-1 (4H)-pyridincarboxamid umgesetzt. Dieses Derivat wird photometrisch bestimmt.

Die absolute Nachweisgrenze beträgt 1,0 µg Dimethylcarbamidsäurechlorid bei 10 ml Meßlösung und 10 mm Küvetten-Schichtdicke.

Die relative Nachweisgrenze beträgt 0,05 mg/m³ 0,01 ml/m³(ppm) an Dimethylcarbamidsäurechlorid für 20 l Probeluft.

2 Geräte, Chemikalien und Lösungen

2.1 Geräte

Für die Probenahme:

Pumpe, Volumenstromanzeiger oder Gasmengenzähler, Waschflaschen mit D 2-Fritte.

Für die Probenaufbereitung und analytische Bestimmung:

Messkolben verschiedener Volumina,

Mess- und Vollpipetten verschiedener Volumina.

2.2 Chemikalien und Lösungen

Aceton p.a.,
4-(4-Nitrobenzyl)-pyridin (NBP) ≥ 98 %,
Dimethylcarbamidsäurechlorid, frisch destilliert,

3 Probenahme

Durch zwei hintereinandergeschaltete, mit je 15 ml Absorptionslösung gefüllte Waschflaschen werden 20 l Luft mit einem Volumenstrom von max. 10 l/h gesaugt. Die Waschflaschen werden mit Eiswasser gekühlt.

4 Probenaufbereitung und analytische Bestimmung

Der Inhalt der beiden Waschflaschen wird mit Aceton quantitativ in einen 100 ml-Kolben überführt. Danach wird die Lösung am Rotationsverdampfer innerhalb von 10 Minuten bis zur Trockne eingedampft. Die Badtemperatur beträgt 70 °C. Anschließend wird das entstandene farbige Derivat mit Aceton quantitativ in einen 10 ml-Messkolben überführt und dieser mit Aceton zur Marke aufgefüllt. Sofort nach Fertigstellung der Messlösung wird bei 475 nm unter Verwendung von Küvetten mit 10 mm Schichtdicke gegen die Leerwertlösung photometriert.

Zur Herstellung der Leerwertlösung werden 30 ml Absorptionslösung zur Trockne eingedampft und wie oben für die Probe beschrieben behandelt.

5 Aufstellen der Kalibrierkurve

Man pipettiert z.B. 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,9 und 1,3 ml der Kalibrierlösung in je einen 100 ml-Kolben und fügt 30 ml Absorptionslösung hinzu. Die Aufarbeitung und Messung erfolgt wie unter Abschnitt 4 beschrieben.

Durch Auftragen der gemessenen Extinktionen über den zugehörigen Dimethylcarbamidsäurechlorid-Massen wird die Kalibrierkurve erstellt. Sie ist in dem beschriebenen Konzentrationsbereich eine Gerade.

6 Berechnen des Analysenergebnisses

Mit Hilfe der Kalibrierkurve wird aus der gemessenen Extinktion der Messlösung die Dimethylcarbamidsäurechlorid-Masse bestimmt. Die Berechnung der Dimethylcarbamidsäurechlorid-Konzentration der Probeluft in mg/m³ erfolgt nach der Formel (1):

(1)

Es bedeuten:

Für die Errechnung der Volumenkonzentration c_Vin ml/m³(ppm) aus c_agilt, wenn c_a auf 20 °C und 1013 mbar bezogen ist:

7 Beurteilung des Verfahrens

7.1 Präzision

Bei einem Konzentrationsbereich von 0,15-0,5 mg/m³, einem Volumenstrom von 10 l/h und einer Probenahmedauer von 2 h betrug die relative Standardabweichung S_rel= ±3,1 %, berechnet aus n = 15 Einzelmessungen.

7.2 Nachweisgrenze

Die Nachweisgrenze hängt außer von der Qualität der verwendeten Chemikalien von der Geräteausstattung sowie dem Gerätezustand ab. Unter Verwendung eines einfachen Filterphotometers kann eine absolute Nachweisgrenze von 1 µg Dimethylcarbamidsäurechlorid (10 ml Messlösung, 10 mm Küvetten) noch erreicht werden. Das entspricht bei einem Probeluftvolumen von 20 l einer relativen Nachweisgrenze von 0,05 mg/m³ 0,01 ml/m³(ppm) an Dimethylcarbamidsäurechlorid.

7.3 Spezifität

Die Spezifität ist in jedem Einzelfall zu prüfen. Störungen sind möglich durch alkylierende und acylierende Verbindungen sowie durch Amine und Ammoniak.

8 Bemerkungen

Aufarbeitung und analytische Bestimmung ist bis 24 Stunden nach der Probenahme ohne Verluste möglich.

9 Hersteller

10 Literatur

Rusch, G. M., Mendola, S. La., Katz, G. V., Laskin, S.: Determination of Low Levels of Dimethylcarbamoyl Chloride in Air, Anal. Chem. 48 (1976) 2259-2261.

_________
 

1 Polytetrafluorethylen.

2 Polyvinylidendifluorid.

ENDE