Методические указания на фотометрическое определение меди в воздухе
(утв. Минздравом СССР 18.04.1977 № 1618-77)
Примечание
Документ включен в Перечень основных действующих нормативно-методических документов по методам лабораторного и инструментального контроля в системе государственного санитарно-эпидемиологического нормирования (Письмо Роспотребнадзора от 02.12.2008 № 01/14262-8-32).
18 апреля 1977 г. № 1618-77
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕДИ В ВОЗДУХЕ
I. Общая часть
1. Определение основано на реакции взаимодействия меди с диэтилдитиокарбаматом натрия в щелочной среде.
2. Предел обнаружения — 10 мкг меди в анализируемом объеме раствора.
3. Предел обнаружения в воздухе — 1,25 мг/куб. м (расчетная).
4. Определению мешают ртуть (II), серебро, золото, платина, осмий, палладий, сурьма (III), железо (IV), таллий и висмут. Мешающее влияние их устраняется добавлением дигидрата динатрия этилдиаминтетрауксусной кислоты.
5. Предельно допустимая концентрация металлической меди (пыль) в воздухе 1 мг/куб. м.
II. Реактивы и аппаратура
6. Применяемые реактивы и растворы.
Медь сернокислая, 5-водная, ГОСТ 4165-68.
Стандартный раствор № 1 с содержанием меди 100 мкг/мл.
0,393 г сульфата меди (чистые невыветренные кристаллы) растворяют в 10 мл воды и доводят 0,1 н раствором серной кислоты до метки в мерной колбе на 1 л.
Стандартный раствор № 2, содержащий 10 мкг/мл, готовят из стандартного раствора № 1 соответствующим разведением 0,1 н раствором серной кислоты.
Аммиак, ч.д.а., ГОСТ 3760-64, концентрированный раствор, 25%.
Лимонная кислота, ч.д.а., ГОСТ 3652-69.
Цитрат аммония, 210 мл концентрированного раствора аммиака смешивают с 150 мл дистиллированной воды; при помешивании и охлаждении добавляется небольшими порциями 200 г лимонной кислоты. В присутствии аммиака раствор становится слабощелочным.
При добавлении диэтилдитиокарбамата натрия с экстракцией хлороформом или четыреххлористым углеродом удаляются следы меди. Оставшиеся следы хлороформа или четыреххлористого углерода удаляются при кипячении. При необходимости перед разведением раствора до 500 мл его фильтруют.
Дигидрат динатрия этилдиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТУ) — 10 г соли растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
Спирт этиловый, ректификат, ГОСТ 5963-67, 20-процентный раствор.
Крезоловый красный, ГОСТ 5849-51, 0,1-процентный раствор в 20-процентном этаноле.
Диэтилдитиокарбамат натрия, ч.д.а., ГОСТ 8864-58, 0,1-процентный водный раствор.
Готовят ежедневно. Чтобы предотвратить разложение, добавляют щелочи до слабощелочного раствора. Хранят в темной склянке.
Хлороформ, ч.д.а., ГОСТ 215-74.
Серная кислота, ч.д.а., ГОСТ 4204-66, концентрированная (d = 1,84) и 0,1 н раствор.
Азотная кислота, ч.д.а., ГОСТ 4461-67, концентрированная и 10-процентный раствор.
Все растворы готовятся на бидистилляте.
7. Применяемые посуда и приборы.
Стаканы химические, ГОСТ 1770-64, вместимостью 100 мл.
Делительные воронки на 150 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 5, 10 мл, градуированные.
Пробирки колориметрические высотой 150 мм, внутренний диаметр 15 мм.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74.
III. Отбор пробы воздуха
8. Воздух со скоростью 10 л/мин. аспирируют в течение 20 мин. через фильтры АФА-ВП-10. Для определения 1/2 ПДК достаточно отобрать 200 л воздуха.
IV. Описание определения
9. Фильтры в стаканах емкостью 100 мл заливают 10 мл разбавленной азотной кислоты. При нагревании медь на фильтре растворяется. Декантируют азотнокислый раствор в другой стакан. Фильтр промывают горячей водой. Промывную жидкость соединяют с декантированным раствором. Затем добавляют 2 мл концентрированной серной кислоты и нагревают до появления белого тумана серного ангидрида. По охлаждении доводят объем до 20 мл. Затем добавляют 5 мл раствора цитрата аммония, 10 мл раствора дигидрата динатрия этилендиаминтетрауксусной кислоты, 2 капли индикатора крезолового красного и раствора цитрата аммония до изменения цвета индикатора (pH 8,5).
Если раствор сильно окрашен, то pH определяют по лакмусовой бумаге или на pH-метре.
По охлаждении раствор полностью переносят в делительную воронку вместимостью 150 мл, разбавляя до объема 60 — 70 мл. Добавляют 5 мл диэтилдитиокарбамата натрия и 5 мл хлороформа и сильно встряхивают в течение 1 — 2 мин.
Хлороформный экстракт переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл, а водную фазу еще трижды встряхивают с хлороформом. Объем хлороформных экстрактов доводят до 25 мл хлороформом, перемешивают и фильтруют в кювету с толщиной слоя 1 см. Измеряют оптическую плотность раствора при 436 нм по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.
Содержание меди в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному калибровочному графику.
Для построения калибровочного графика в делительных воронках готовят шкалу стандартов согласно табл. 7.
| № стандарта | Стандартный раствор № 2 сульфата меди, мл | Вода бидистиллят, мл | Серная кислота концентрированная, мл | Содержание меди, мкг |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 20,0 | 1,0 | 0 |
| 2 | 1,0 | 19,0 | 1,0 | 10,0 |
| 3 | 2,0 | 18,0 | 1,0 | 20,0 |
| 4 | 4,0 | 16,0 | 1,0 | 40,0 |
| 5 | 6,0 | 14,0 | 1,0 | 60,0 |
| 6 | 8,0 | 12,0 | 1,0 | 80,0 |
| 7 | 10,0 | 10,0 | 1,0 | 100,0 |
Дальнейшая обработка шкалы стандартов аналогична пробам. Измеряют оптическую плотность хлороформных экстрактов и строят график. Шкалой стандартов можно пользоваться для визуального определения. В этом случае ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.
Концентрацию меди в мг/куб. м воздуха X вычисляют по формуле:
GV
1
где:
G — количество меди, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;
V — объем пробы, взятый для анализа, мл;
V — объем воздуха, отобранный для анализа и приведенный к стандартным 20 условиям по формуле (см. Приложение), л.
Приложение 1
В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76 объем воздуха, аспирированного при отборе проб, приводят к стандартным условиям: температуре 20 °C и барометрическому давлению 101,33 кПа (760 мм рт. ст.) по формуле:
(273 + 20) P
V = V ---------------- = V K, ст t (273 + t) 101,33 t где V - объем воздуха, измеренный при t °C и давлении 101,33 кПа.
t
Для упрощения расчетов пользуются коэффициентами K (Приложение 3), вычисленными для температур в пределах от 6 до 40 °C и давлений от 97,33 до 104,0 кПа (730 — 780 мм рт. ст.).
В сборниках ТУ, некоторых МУ и во многих практических руководствах по санитарной химии в составе приложений имеются таблицы коэффициентов пересчета объема воздуха к нормальным условиям (0 °C и 101,33 кПа).
Численные значения коэффициентов в этих таблицах приведены с точностью до четвертого знака для температур от 5 до 40 °C с интервалом в 1° и давлений от 730 до 780 мм рт. ст. с интервалом в 2 мм рт. ст.
Однако нет практической надобности в столь многозначных и слишком подробных таблицах, так как максимальная погрешность четырехзначных коэффициентов составляет всего лишь +/- 0,006%. Согласно ГОСТ 12.1.005-76 погрешность измерения объема воздуха не должна превышать +/- 10%, поэтому точность коэффициентов пересчета на уровне +/- 1% следует считать вполне достаточной.
| t °C | Давление P, кПа/мм рт. ст. | |||||
| 97,33/730 | 98,66/740 | 100/750 | 101,33/760 | 102,7/770 | 104/780 | |
| 6 | 1,009 | 1,023 | 1,036 | 1,050 | 1,064 | 1,078 |
| 8 | 1,002 | 1,015 | 1,029 | 1,043 | 1,560 | 1,070 |
| 10 | 0,994 | 1,008 | 1,022 | 1,035 | 1,049 | 1,063 |
| 12 | 0,987 | 1,001 | 1,015 | 1,028 | 1,042 | 1,055 |
| 14 | 0,981 | 0,994 | 1,007 | 1,021 | 1,034 | 1,048 |
| 16 | 0,974 | 0,987 | 1,001 | 1,014 | 1,027 | 1,040 |
| 18 | 0,967 | 0,980 | 0,994 | 1,007 | 1,020 | 1,033 |
| 20 | 0,961 | 0,974 | 0,987 | 1,000 | 1,013 | 1,026 |
| 22 | 0,954 | 0,967 | 0,980 | 0,993 | 1,006 | 1,019 |
| 24 | 0,948 | 0,961 | 0,974 | 0,987 | 1,000 | 1,012 |
| 26 | 0,941 | 0,954 | 0,967 | 0,980 | 0,993 | 1,006 |
| 28 | 0,935 | 0,948 | 0,961 | 0,973 | 0,986 | 0,999 |
| 30 | 0,929 | 0,942 | 0,954 | 0,967 | 0,980 | 0,992 |
| 32 | 0,923 | 0,935 | 0,948 | 0,961 | 0,973 | 0,986 |
| 34 | 0,917 | 0,929 | 0,942 | 0,954 | 0,967 | 0,979 |
| 36 | 0,911 | 0,923 | 0,936 | 0,948 | 0,961 | 0,973 |
| 38 | 0,905 | 0,917 | 0,930 | 0,942 | 0,955 | 0,967 |
| 40 | 0,899 | 0,911 | 0,924 | 0,936 | 0,948 | 0,961 |
| ДЕЛЬТА P | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ДЕЛЬТА K | 1 | 3 | 4 | 5 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 |
Искомый коэффициент K, пользуясь упрощенной таблицей, находят в соответствии со следующей схемой:
K = K + ДЕЛЬТА K + ДЕЛЬТА K , табл t p
где:
ДЕЛЬТА K — поправка на температуру; t
ДЕЛЬТА K — поправка на давление. p
1. <a id="p100102"></a>Численное значение давления P, путем исключения единиц, округляют до
целого числа, кратного десяти (P ) табл
2. В графе P находят коэффициент, соответствующий заданной температуре. Если цифра °C нечетная, то выписывают значение коэффициента при температуре t + 1 (ближайшее снизу число) и увеличивают его третий знак на 3 единицы (т.е. прибавляют 0,003).
3. Поправку на ДЕЛЬТА P определяют по таблице пропорциональных частей, приведенной (снизу) основной таблицы.
Примеры. Требуется определить коэффициент K для следующих параметров окружающей среды:
| № п/п | t °C | P мм рт. ст. | P + ДЕЛЬТА P табл | K + ДЕЛЬТА K табл t | ДЕЛЬТА K p | K |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 18 | 750 | 750 + 0 | 0,994 + 0 | 0,000 | 0,994 |
| 2 | 5 | 788 | 780 + 8 | 1,078 + 0,003 | 0,010 | 1,091 |
| 3 | 23 | 743 | 740 + 3 | 0,961 + 0,003 | 0,004 | 0,968 |
| 4 | 29 | 732 | 730 + 2 | 0,929 + 0,003 | 0,003 | 0,935 |
| 5 | 22 | 781 | 780 + 1 | 1,019 + 0 | 0,001 | 1,020 |
В первом примере значение искомого коэффициента берется непосредственно из таблицы. В тех случаях, когда цифра t °C нечетна (примеры 2, 3 и 4),
выписывают K , соответствующий P и температуре (t + 1) °C и
табл табл
прибавляют к нему 0,003.
Поправку на излишек единиц ДЕЛЬТА P определяют по вспомогательной таблице (их значения вписаны в графу ДЕЛЬТА K ). p
Величину коэффициента K определяют как сумму поправок на температуру и давление и K (графа K).
табл
В примере 5 ввиду четности цифры t °C поправка на температуру отсутствует.