Методические указания на колориметрическое определение капролактама в воздухе

(утв. Минздравом СССР 18.04.1977 № 1671-77)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАПРОЛАКТАМА В ВОЗДУХЕ

I. Общая часть

1. Определение основано на реакции капролактама с гидроксиламином в щелочной среде с образованием гидроксамовой кислоты и взаимодействии последней с хлорным железом.

2. Предел обнаружения 50 мкг в анализируемом объеме раствора.

3. Предел обнаружения в воздухе 2,3 мг/куб. м (расчетная).

4. Определению не мешают нитроциклогексан, циклогексан, циклогексанол, циклогексанон, циклогексаноноксим, бензол, аммиак, сернистый и серный ангидриды, трихлорэтилен.

Определению мешают сложные эфиры карбоновых кислот и другие вещества, реагирующие с гидроксиламином с образованием гидроксамовой кислоты.

5. Предельно допустимая концентрация капролактама в воздухе 10 мг/куб. м.

II. Реактивы и аппаратура

6. Применяемые реактивы и растворы.

Капролактам, МРТУ 6-09-32-62.

Стандартный раствор с содержанием 1000 мкг/мл капролактама готовят растворением 0,1 г капролактама в 100 мл дистиллированной воды. Раствор устойчив в течение нескольких месяцев.

Гидроксиламин гидрохлорид, ГОСТ 5456-65, 3 М раствор, свежеприготовленный.

Натр едкий, ГОСТ 4328-66, 1 н раствор.

Железо треххлористое, 6-водное, ГОСТ 4147-65, 10-процентный раствор. Растворяют 10 г хлорного железа в 80 мл дистиллированной воды и добавляют 15 мл 2 н раствора соляной кислоты. Раствор устойчив в течение 1 недели.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, 2 н раствор, готовят перед употреблением.

Фильтры АФА-ВП-20.

Контрольный раствор. К 10 мл воды добавляют 4 мл гидроксиламина и 1 мл раствора едкого натра. Контрольный раствор готовят перед употреблением.

7. Применяемые посуда и приборы.

Аспирационное устройство.

Патроны для фильтров.

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

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 100 мл.

Пробирки колориметрические плоскодонные из бесцветного стекла, высотой 120 мм и внутренним диаметром 15 мм.

Пробирки с пришлифованными воздушными холодильниками длиной 50 — 60 см.

Баня водяная.

Круглодонная колба вместимостью 75 мл с пришлифованным холодильником.

III. Отбор пробы воздуха

8. Воздух со скоростью 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ВП-20, помещенный в патрон. Для определения 1/2 ПДК достаточно отобрать 30 л воздуха.

IV. Описание определения

9. Фильтр переносят в стакан, промывают 5 мл воды и отжимают стеклянной палочкой. Раствор сливают в пробирку с пришлифованным воздушным холодильником, добавляют 2 мл раствора гидроксиламина, 0,5 мл раствора едкого натра и кипятят в течение 30 мин. Затем пробу охлаждают, а стенки холодильника смывают 0,5 мл контрольного раствора. Для анализа 3 мл пробы вносят в колориметрическую пробирку. Если берут меньший объем пробы, то раствор доводят до 3 мл контрольным раствором. Затем к пробе добавляют 0,1 мл раствора соляной кислоты и 0,5 мл раствора хлорного железа.

Одновременно готовят шкалу стандартов согласно табл. 68.

№ стандарта	Стандартный раствор гидроксамовой кислоты, полученной после гидролиза капролактама, мл	Контрольный раствор, мл	2 н раствор соляной кислоты, мл	10%-ный раствор хлорного железа, мл	Содержание капролактама, мкг
1	-	3,0	0,1	0,5	0
2	0,08	2,92	0,1	0,5	50,0
3	0,15	2,85	0,1	0,5	100,0
4	0,3	2,7	0,1	0,5	200,0
5	0,6	2,4	0,1	0,5	400,0
6	0,9	2,1	0,1	0,5	600,0
7	1,2	1,8	0,1	0,5	800,0
8	1,5	1,5	0,1	0,5	1000,0

В день анализа в колбу с пришлифованным холодильником помещают 10 мл стандартного раствора капролактама, добавляют 4 мл раствора гидроксиламина, 1 мл раствора едкого натра и кипятят 30 мин. После охлаждения раствор используют для приготовления шкалы стандартов.

Через 10 мин. сравнивают интенсивность окраски (от зеленовато-желтой к красной) пробы со шкалой стандартов.

Шкала устойчива в течение 30 мин.

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

                                G V
                                   1

X = -----, V V 20

где:

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

V — объем пробы, взятый для анализа, мл;

V — общий объем пробы, мл; 1

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="p100091"></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.

---