Методические указания на фотометрическое определение окиси хрома в воздухе

(утв. Минздравом СССР 31.01.1977 № 1598-77)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСИ ХРОМА В ВОЗДУХЕ

I. Общая часть

1.  <a id="p100004"></a>Метод  основан  на  переведении  окиси  хрома (Cr O ) в растворимое
                                                     2 3

состояние сплавлением смесью из карбоната натрия и нитрата калия, окислении +3 хрома (Cr ) персульфатом аммония и фотометрическом определении хрома +6 (Cr ) по реакции с дифенилкарбазидом.

2. Чувствительность определения — 0,5 мкг окиси хрома в анализируемом объеме раствора.

3. Определению не мешают марганец, железо, никель.

II. Реактивы и аппаратура

5. Применяемые реактивы и растворы.

Стандартный раствор № 1 с содержанием 100 мкг/мл хрома готовят растворением бихромата калия в количестве 0,0282 г в 100 мл дистиллированной воды. Стандартный раствор устойчив 2 месяца.

Стандартные растворы № 2 с содержанием 10 мкг/мл хрома и № 3 — 1 мкг/мл хрома готовят соответствующим разведением дистиллированной водой стандартного раствора № 1.

Калий двуххромовокислый (бихромат калия), ГОСТ 4220-65, х.ч.

Натрий углекислый (карбонат натрия), ГОСТ 83-63, х.ч., безводный.

Калий азотнокислый (нитрат калия), ГОСТ 4217-65, х.ч.

Плавень. Для приготовления плавня смешивают 2 части карбоната натрия и 1 часть нитрата калия, растирают в фарфоровой ступке. Плавень хранят в банке с притертой пробкой.

Серная кислота, ГОСТ 4204-66, х.ч., 10-процентный раствор.

Персульфат аммония (надсернокислый аммоний), ГОСТ 1277-63, х.ч., 2-процентный раствор.

Дифенилкарбазид, ГОСТ 5859-70, ч.д.а., 0,5-процентный раствор. Растворяют 0,5 г дифенилкарбазида в 10 мл уксусной кислоты и доводят объем до 100 мл 96-процентным этиловым спиртом.

Уксусная кислота, ГОСТ 61-75.

Спирт этиловый, ГОСТ 5962-67, 96-процентный.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, х.ч., 1-процентный раствор.

6. Применяемые посуда и приборы.

Аспирационное устройство.

Фильтры беззольные.

Патроны для фильтров.

Тигли фарфоровые, высокие, № 4, ГОСТ 9147-59.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, емкостью 25, 50, 100 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, емкостью 1, 2, 5, 10 мл с делениями 0,01 — 0,1 мл.

Пробирки колориметрические высотой 140 мм, диаметром 15 мм.

Печь муфельная.

Баня песчаная.

III. Отбор пробы воздуха

Воздух протягивают со скоростью 10 — 15 л/мин. через фильтр, помещенный в патрон. Для анализа достаточно отобрать 50 л воздуха.

IV. Описание определения

Фильтр с пробой помещают в тигель и озоляют в муфельной печи при температуре 400 — 450 °С. После озоления и охлаждения тигля остаток тщательно смешивают с 0,5 г плавня (с помощью стеклянной палочки с закругленным концом) и снова помещают в муфель при температуре 350 — 400°. Температуру муфеля повышают до 700 — 750° и выдерживают тигель 20 — 25 мин. до полного сплавления смеси. По охлаждении сплав обрабатывают в тигле 30 мл 10-процентной серной кислотой (под тягой). В растворе определяют окись хрома. В коническую колбу помещают 10 мл пробы, добавляют 0,5 мл 2-процентного раствора нитрата серебра и 0,2 г персульфата аммония. Колбу ставят на песчаную баню на 2 — 2,5 часа. В горло колбы вставляют воронку для уменьшения испарения. По мере испарения в колбу доливают дистиллированную воду так, чтобы объем жидкости был 10 — 15 мл. При наличии хрома цвет жидкости становится желтым. В присутствии марганца раствор окрашивается в розовый цвет. Для разрушения марганцевой кислоты после окисления добавляют соляную кислоту по 0,3 — 0,4 мл, если необходимо, несколько раз. Образующийся хлорид серебра отфильтровывают и объем жидкости доводят до 25 мл дистиллированной водой.

Аликвотную часть пробы (1 — 5 мл) помещают в колориметрическую пробирку, недостающий объем пробы доводят до 5 мл 10-процентным раствором серной кислоты. Затем вносят по 0,2 мл 0,5-процентного раствора дифенилкарбазида. Перемешивают и через 15 — 20 мин. фотометрируют в кювете с толщиной слоя 10 мм при длине волны 540 нм. В качестве раствора сравнения используют контрольный опыт, полученный обработкой чистого фильтра аналогично пробе.

Содержание хрома в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному графику.

Для построения калибровочного графика готовят скалу стандартов согласно таблице 12.

№ стандарта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Стандартный р-р № 3, мл Стандартный раствор № 2, мл Серная кислота 10%-ная, мл Содержание хрома, мкг	0 — 5 0	0,2 — 4,8 0,2	0,4 — 4,6 0,4	0,6 — 4,4 0,6	0,8 — 4,2 0,8	- 0,1 4,9 1	- 0,2 4,8 2	- 0,4 4,6 4	- 0,6 4,4 6	- 0,8 4,2 8

В пробирки шкалы стандартов вносят по 0,2 мл 0,5-процентного раствора дифенилкарбазида. Измеряют оптическую плотность по отношению к контрольной пробирке и строят график. Шкалой стандартов можно пользоваться для визуального определения, ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.

Концентрацию окиси хрома в воздухе в мг/куб. м (Х) вычисляют по формуле:

                          Y х V  х З х 1,46
                               1

Х = -----------------, V х V 20

где:

Y — количество хрома, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;

V — общий объем пробы после окисления, мл; 1

З — коэффициент пересчета на объем пробы до окисления (от 30 мл берут 10 мл для окисления);

V — объем пробы, взятый для анализа после окисления, мл;

1,46 — коэффициент для пересчета хрома на окись хрома;

V — объем воздуха, взятый для анализа и приведенный к стандартным 20 условиям по формуле (см. Приложение 1), л.

Приложение 1

Приведение объема воздуха к стандартным условиям (20 °С, 760 мм рт. ст.) производят по следующей формуле:

                         V  х (273° + 20°) х P
                          t

                       V   = ---------------------,
                        20     (273° + t) х 760

где:

V — объем воздуха, отобранный для анализа, л; t

P — барометрическое давление, мм рт. ст.;

t — температура воздуха в месте отбора пробы, °С.

Можно также пользоваться таблицей коэффициентов (см. Приложение 2). Для приведения объема воздуха к стандартным условиям надо умножить V t на соответствующий коэффициент.

°С	Атмосферное давление, мм рт. ст.
	730	732	734	736	738	740	742	744	746	748	750	752	754	756	758	760	762	764	766	768	770
-30	1,1582	1,1614	1,1646	1,1677	1,1709	1,1741	1,1772	1,1803	1,1836	1,1867	1,1899	1,1932	1,1963	1,1994	1,2026	1,2058	1,2089	1,2122	1,2153	1,2185	1,2217
-28	1,1487	1,1519	1,1550	1,1581	1,1613	1,1644	1,1675	1,1707	1,1739	1,1770	1,1801	1,1834	1,1865	1,1896	1,1928	1,1959	1,1990	1,2022	1,2053	1,2084	1,2117
-26	1,1393	1,1425	1,1456	1,1487	1,1519	1,1550	1,1581	1,1612	1,1644	1,1674	1,1705	1,1737	1,1768	1,1799	1,1831	1,1862	1,1893	1,1925	1,1956	1,1986	1,2018
-24	1,1302	1,1334	1,1364	1,1391	1,1427	1,1454	1,1488	1,1519	1,1550	1,1581	1,1612	1,1644	1,1674	1,1705	1,1736	1,1767	1,1797	1,1829	1,1859	1,1891	1,1922
-22	1,1212	1,1243	1,1274	1,1304	1,1336	1,1366	1,1396	1,1427	1,1458	1,1488	1,1519	1,1550	1,1581	1,1611	1,1643	1,1673	1,1703	1,1735	1,1765	1,1795	1,1827
-20	1,1123	1,1155	1,1185	1,1215	1,1246	1,1276	1,1306	1,1337	1,1368	1,1398	1,1428	1,1459	1,1489	1,1519	1,1551	1,1581	1,1611	1,1643	1,1673	1,1703	1,1734
-18	1,1036	1,1067	1,1097	1,1127	1,1158	1,1188	1,1218	1,1247	1,1278	1,1308	1,1338	1,1369	1,1399	1,1429	1,1460	1,1490	1,1519	1,1551	1,1581	1,1611	1,1642
-16	1,0953	1,0981	1,1011	1,1041	1,1071	1,1101	1,1131	1,1160	1,1191	1,1221	1,1250	1,1282	1,1311	1,1341	1,1372	1,1401	1,1431	1,1462	1,1491	1,1521	1,1552
-14	1,0866	1,0897	1,0926	1,0955	1,0986	1,1015	1,1045	1,1074	1,1105	1,1134	1,1164	1,1194	1,1224	1,1253	1,1284	1,1313	1,1343	1,1373	1,1402	1,1432	1,1463
-12	1,0782	1,0813	1,0842	1,0871	1,0901	1,0931	1,0959	1,0989	1,1019	1,1049	1,1078	1,1108	1,1137	1,1166	1,1197	1,1226	1,1255	1,1285	1,1315	1,1344	1,1374
-10	1,0701	1,0731	1,0760	1,0789	1,0819	1,0848	1,0877	1,0906	1,0936	1,0965	1,0994	1,1024	1,1053	1,1082	1,1112	1,1141	1,1169	1,1200	1,1229	1,1258	1,1288
-8	1,0620	1,0650	1,0679	1,0708	1,0737	1,0766	1,0795	1,0824	1,0853	1,0882	1,0911	1,0941	1,0969	1,0998	1,1028	1,1057	1,1086	1,1115	1,1144	1,1173	1,1203
-6	1,0540	1,0570	1,0599	1,0627	1,0657	1,0685	1,0714	1,0742	1,0772	1,0801	1,0829	1,0858	1,0887	1,0916	1,0945	1,0974	1,1003	1,1032	1,1061	1,1089	1,1118
-4	1,0462	1,0491	1,0519	1,0548	1,0577	1,0605	1,0634	1,0662	1,0691	1,0719	1,0748	1,0777	1,0806	1,0834	1,0864	1,0892	1,0921	1,0949	1,0978	1,1006	1,1036
-2	1,0385	1,0414	1,0442	1,0470	1,0499	1,0528	1,0556	1,0584	1,0613	1,0641	1,0669	1,0698	1,0726	1,0755	1,0784	1,0812	1,0841	1,0869	1,0897	1,0925	1,0955
0	1,0309	1,0338	1,0366	1,0394	1,0423	1,0451	1,0477	1,0506	1,0535	1,0563	1,0591	1,0621	1,0648	1,0676	1,0705	1,0733	1,0761	1,0789	1,0817	1,0846	1,0875
+2	1,0234	1,0263	1,0291	1,0318	1,0347	1,0375	1,0402	1,0430	1,0459	1,0487	1,0514	1,0543	1,0571	1,0598	1,0627	1,0655	1,0683	1,0712	1,0739	1,0767	1,0795
+4	1,0160	1,0189	1,0216	1,0244	1,0272	1,0299	1,0327	1,0355	1,0383	1,0411	1,0438	1,0467	1,0494	1,0522	1,0551	1,0578	1,0605	1,0634	1,0662	1,0689	1,0717
+6	1,0087	1,0115	1,0143	1,0170	1,0198	1,0226	1,0253	1,0280	1,0309	1,0336	1,0363	1,0392	1,0419	1,0446	1,0475	1,0502	1,0529	1,0557	1,0585	1,0612	1,0641
+8	1,0015	1,0043	1,0070	1,0097	1,0126	1,0153	1,0179	1,0207	1,0235	1,0262	1,0289	1,0317	1,0345	1,0372	1,0399	1,0427	1,0454	1,0482	1,0509	1,0536	1,0565
+10	0,9944	0,9972	0,9999	1,0026	1,0054	1,0081	1,0108	1,0134	1,0162	1,0189	1,0216	1,0244	1,0272	1,0298	1,0326	1,0353	1,0379	1,0407	1,0435	1,0462	1,0489
+12	0,9875	0,9903	0,9929	0,9956	0,9984	1,0011	1,0037	1,0064	1,0092	1,0118	1,0145	1,0173	1,0199	1,0226	1,0254	1,0281	1,0307	1,0335	1,0362	1,0388	1,0416
+14	0,9806	0,9833	0,9860	0,9886	0,9914	0,9940	0,9967	0,9993	1,0021	1,0048	1,0074	1,0102	1,0128	1,0155	1,0183	1,0209	1,0235	1,0263	1,0289	1,0316	1,0344
+16	0,9737	0,9765	0,9791	0,9818	0,9845	0,9871	0,9898	0,9924	0,9951	0,9978	1,0004	1,0032	1,0058	1,0084	1,0112	1,0138	1,0164	1,0192	1,0218	1,0244	1,0272
+18	0,9671	0,9698	0,9725	0,9751	0,9778	0,9804	0,9830	0,9856	0,9884	0,9909	0,9936	0,9963	0,9989	1,0010	1,0043	1,0069	1,0095	1,0122	1,0148	1,0175	1,0202
+20	0,9605	0,9632	0,9658	0,9684	0,9711	0,9737	0,9763	0,9789	0,9816	0,9842	0,9868	0,9895	0,9921	0,9947	0,9974	1,0000	1,0026	1,0053	1,0079	1,0105	1,0132
+22	0,9539	0,9566	0,9592	0,9618	0,9645	0,9671	0,9696	0,9723	0,9749	0,9775	0,9800	0,9827	0,9853	0,9879	0,9906	0,9932	0,9957	0,9985	1,0011	1,0036	1,0063
+24	0,9475	0,9502	0,9527	0,9553	0,9579	0,9605	0,9631	0,9657	0,9683	0,9709	0,9735	0,9762	0,9787	0,9813	0,9839	0,9865	0,9891	0,9917	0,9943	0,9968	0,9995
+26	0,9412	0,9438	0,9464	0,9489	0,9516	0,9541	0,9566	0,9592	0,9618	0,9644	0,9669	0,9696	0,9721	0,9747	0,9773	0,9799	0,9824	0,9851	0,9876	0,9902	0,9928
+28	0,9349	0,9376	0,9401	0,9426	0,9453	0,9478	0,9503	0,9528	0,9555	0,9580	0,9605	0,9632	0,9657	0,9682	0,9708	0,9734	0,9759	0,9785	0,9811	0,9836	0,9863
+30	0,9288	0,9314	0,9339	0,9364	0,9391	0,9415	0,9440	0,9466	0,9492	0,9517	0,9542	0,9568	0,9594	0,9618	0,9645	0,9670	0,9695	0,9723	0,9746	0,9772	0,9797
+32	0,9227	0,9252	0,9277	0,9302	0,9328	0,9353	0,9378	0,9403	0,9429	0,9454	0,9479	0,9505	0,9530	0,9555	0,9581	0,9606	0,9631	0,9657	0,9682	0,9707	0,9733
+34	0,9167	0,9193	0,9218	0,9242	0,9268	0,9293	0,9318	0,9342	0,9368	0,9393	0,9418	0,9444	0,9468	0,9493	0,9519	0,9544	0,9569	0,9595	0,9619	0,9644	0,9669
+36	0,9107	0,9133	0,9158	0,9182	0,9208	0,9233	0,9257	0,9282	0,9308	0,9332	0,9357	0,9382	0,9407	0,9432	0,9457	0,9482	0,9507	0,9532	0,9557	0,9582	0,9607
+38	0,9049	0,9074	0,9099	0,9123	0,9149	0,9173	0,9198	0,9222	0,9248	0,9272	0,9297	0,9322	0,9347	0,9371	0,9397	0,9421	0,9445	0,9471	0,9495	0,9520	0,9545
+40	0,8991	0,9017	0,9041	0,9065	0,9090	0,9115	0,9139	0,9163	0,9189	0,9213	0,9237	0,9263	0,9287	0,9311	0,9337	0,9361	0,9385	0,9411	0,9435	0,9459	0,9485

---