Методические указания на фотометрическое определение трихлорсилана в воздухе

(утв. Минздравом СССР 18.04.1977 № 1630-77)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРИХЛОРСИЛАНА В ВОЗДУХЕ

I. Общая часть

1. Определение основано на взаимодействии трихлорсилана с раствором молибдата аммония с образованием синего кремнемолибденового комплекса.

2. Предел обнаружения 15 мкг трихлорсилана в анализируемом объеме раствора.

3. Предел обнаружения в воздухе 0,5 мг/куб. м (расчетная).

4. Определению мешает четыреххлористый кремний в количестве 0,2 мг.

5. Предельно допустимая концентрация трихлорсилана в воздухе 1 мг/куб. м.

II. Реактивы и аппаратура

6. Применяемые реактивы и растворы.

Трихлорсилан, температура кипения 33 — 34 °C.

Перегонку трихлорсилана производят в микроприборе (см. рис. 8 — здесь и далее рисунки не приводятся), в котором трубка одновременно служит приемником и холодильником. Во время отгона трубку охлаждают ватой, смоченной водой.

Стандартный раствор трихлорсилана с содержанием 1000 мкг/мл готовят из перегнанного трихлорсилана, взятого с производства. В мерную колбу емкостью 25 мл наливают около 10 мл ледяной уксусной кислоты и взвешивают на аналитических весах. Затем вносят 2 — 3 капли трихлорсилана и вновь взвешивают. Объем жидкости в колбе доводят до метки уксусной кислотой, и рассчитывают количество трихлорсилана в 1 мл. Если 1 мл стандартного раствора не соответствует 1000 мкг, то разбавлений не делают, а согласно расчету готовят шкалу стандартов, соответствующую навеске вещества от 15 до 200 мкг.

Стандартный раствор устойчив 2 дня.

Уксусная кислота ледяная, ГОСТ 61-75, х.ч.

Аммоний молибденовокислый, ГОСТ 3765-64, х.ч.

Поглотительный раствор: 5 г молибденовокислого аммония растворяют в воде, прибавляют 10 мл уксусной кислоты и доводят водой до 100 мл. Хранят в полиэтиленовой склянке не более 4 суток.

7. Применяемые посуда и приборы.

Аспирационное устройство.

Поглотительные приборы с пористой пластинкой № 1 (см. рис. 3).

Пробирки колориметрические плоскодонные из бесцветного стекла, высота 120 мм, внутренний диаметр 15 мм.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 0,1 — 1 и 5 мл с делениями на 0,001, 0,01 и 0,05 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 мл.

Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 и 100 мл.

Фотоэлектроколориметр.

Микроприбор для перегонки трихлорсилана (см. рис. 8).

III. Отбор пробы воздуха

8. Воздух со скоростью 1 л/мин. аспирируют через два поглотительных прибора с пористой пластинкой, содержащих по 5 мл поглотительного раствора, до появления голубого окрашивания в первом поглотительном приборе. Для определения 1/2 ПДК необходимо отобрать 30 л воздуха.

IV. Описание определения

9. Растворы из поглотительных приборов переносят в колориметрические пробирки, прибавляют по 0,5 мл ледяной уксусной кислоты и через 30 мин. фотометрируют при длине волны 840 нм (красный светофильтр) в кюветах с толщиной слоя 1 см относительно контроля, приготовленного одновременно и аналогично пробам. Содержание трихлорсилана в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному калибровочному графику. Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 19.

№ стандарта	Стандартный раствор, мл	Уксусная кислота, мл	Поглотительный раствор, мл	Содержание трихлорсилана, мкг
1	0	0,5	5,0	0
2	0,015	0,485	5,0	15,0
3	0,03	0,47	5,0	30,0
4	0,05	0,45	5,0	50,0
5	0,08	0,42	5,0	80,0
6	0,1	0,4	5,0	100,0
7	0,2	0,3	5,0	200,0

Все пробирки шкалы обрабатывают аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график. Шкалой стандартов можно пользоваться для визуального определения, ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.

Концентрацию трихлорсилана в мг/куб. м воздуха X вычисляют по формуле:

                               G V
                                  1

X = -----, V V 20

где:

G — количество трихлорсилана, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;

V — общий объем пробы, мл; 1

V — объем пробы, взятый для анализа, мл;

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

Приложение 1

Не приводится.

Приложение 2

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА В ВОЗДУХЕ

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.

Приложение 3

ОБЪЕМА ВОЗДУХА К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ

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="p100085"></a>Численное значение давления P, путем исключения единиц, округляют до

целого числа, кратного десяти (P ) табл

P = P + ДЕЛЬТА 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.

---