Методические указания на определение фурфурола в воздухе

(утв. Минздравом СССР 18.04.1977 № 1700-77)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУРФУРОЛА В ВОЗДУХЕ

А. ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

I. Общая часть

1. Определение основано на взаимодействии фурфурола с избытком анилина с образованием дианилида оксиглутаконового альдегида.

2. Предел обнаружения 0,5 мкг в анализируемом объеме раствора.

3. Предел обнаружения в воздухе 1,0 мг/куб. м (расчетная).

4. Определению не мешают другие альдегиды, уксусная, муравьиная кислоты, метиловый и этиловый спирты.

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

II. Реактивы и аппаратура

6. Применяемые реактивы и растворы:

Фурфурол, ГОСТ 10930-64, перегнанный, температура кипения 162 °C.

Стандартный раствор № 1 готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 25 мл вносят 5 — 10 мл уксусной кислоты, взвешивают, затем добавляют 3 — 4 капли фурфурола и взвешивают вторично. Разность между вторым и первым взвешиваниями показывает навеску фурфурола. Объем раствора доводят до метки уксусной кислотой. Этот раствор сохраняется более месяца.

Стандартный раствор № 2, содержащий 4 мкг/мл фурфурола, готовят соответствующим разбавлением уксусной кислотой стандартного раствора № 1.

Уксусная кислота, ГОСТ 61-75.

Щавелевая кислота, ГОСТ 5873-68. Растворяют 0,25 г щавелевой кислоты в 50 мл уксусной кислоты.

Анилин, ГОСТ 5819-70, перегнанный, температура кипения 184 °C. Смешивают 5 мл анилина с 5 мл уксусной кислоты. Пользуются свежеприготовленным раствором.

7. Применяемые посуда и приборы.

Микроаспиратор вместимостью 500 мл.

Поглотительные приборы с пористой пластинкой или Зайцева (см. рис. 3 и 9 — рисунки не приводятся).

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

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

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 мл с делениями на 0,01 и 0,1 мл.

Фотоэлектроколориметр или спектрофотометр.

III. Отбор пробы воздуха

8. Воздух со скоростью 0,1 л/мин. аспирируют через поглотительный прибор с 4 мл уксусной кислоты. Следует отобрать 0,5 л воздуха.

IV. Описание определения

9. 2 мл пробы из поглотительного прибора переносят в колориметрическую пробирку. Приливают по 0,1 мл раствора щавелевой кислоты и 0,2 мл раствора анилина в уксусной кислоте. После добавления каждого реактива растворы перемешивают. Через 15 мин. фотометрируют при длине волны 496 — 533 нм (зеленый светофильтр) по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам. Содержание фурфурола в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному калибровочному графику. Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 103.

№ стандарта	Стандартный раствор № 2, мл	Уксусная кислота, мл	Содержание фурфурола, мкг
1	0	2	0
2	0,1	1,9	0,4
3	0,2	1,8	0,8
4	0,4	1,6	1,6
5	0,8	1,2	3,2
6	1,2	0,8	4,8

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. Шкала сохраняется 2 ч.

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

                                GV
                                  1

X = ----, VV 20

где:

G — количество фурфурола, найденное в анализируемом объеме, мкг;

V — общий объем пробы, мл; 1

V — объем пробы, взятый для анализа, мл;

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

Б. ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

I. Общая часть

1. Определение основано на восстановлении фурфурола на ртутно-капельном электроде в постояннотоковом режиме на фоне буферного раствора с pH 1,7 в присутствии избытка гидроксиламина. Потенциал полуволны — 0,75 В относительно насыщенного каломельного электрода.

2. Предел обнаружения фурфурола 0,2 мкг/мл.

3. Предел обнаружения в воздухе 0,2 мг/куб. м (расчетная).

4. Определению не мешают спирты, скипидар, уксусная и муравьиная кислоты, фенол, ацетальдегид. Мешает определению формальдегид.

Методика прошла апробацию при определении фурфурола в воздухе предприятий гидролизной промышленности.

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

II. Реактивы и аппаратура

6. Применяемые реактивы и растворы.

Фурфурол, ГОСТ 10930-64, перегнанный, температура кипения 162 °C.

Стандартный раствор № 1 готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 50 мл с притертой пробкой вносят 10 мл этилового спирта, взвешивают на аналитических весах, затем добавляют 3 — 4 капли фурфурола и взвешивают вторично. Объем раствора доводят до метки этиловым спиртом. По разности результатов двух взвешиваний определяют навеску и рассчитывают содержание фурфурола в 1 мл раствора. Раствор устойчив более месяца при хранении в темном месте.

Стандартный раствор № 2 с содержанием фурфурола 100 мкг/мл готовят из раствора № 1 соответствующим разбавлением дистиллированной водой. Раствор устойчив 2 дня.

Спирт этиловый, ректификат, ГОСТ 5963-67.

Гидроксиламин гидрохлорид, ГОСТ 5456-65, 0,5 М водный раствор. Раствор пригоден к употреблению в течение 2 мес.

Калий «тетраоксалат», 2-водный, МРТУ 6-09-5615-68, 0,2 М водный раствор.

Поглотительный раствор (полярографический фон) готовят смешиванием 10 мл 0,2 М раствора калия «тетраоксалата», 5 мл 0,05 М раствора гидроксиламина солянокислого и 5 мл дистиллированной воды. Раствор годен к употреблению в течение 10 дней.

7. Применяемые посуда и приборы.

Полярограф с ртутно-капельным электродом.

Источник инертного газа.

Аспирационное устройство.

Поглотительные приборы с пористой пластинкой № 1 или 2 (см. рис. 3).

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

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

III. Отбор пробы воздуха

8. Воздух со скоростью 0,5 л/мин. аспирируют через поглотительный прибор, содержащий 5 мл поглотительного раствора. Для анализа необходимо отобрать 5 л воздуха. Пробы в поглотительном растворе устойчивы длительное время.

IV. Описание определения

9. Содержимое поглотительного прибора вносят в электролизер, удаляют растворенный кислород путем пропускания инертного газа и полярографируют. Измеряют высоту волны (или пика при дифференциальной записи) и находят содержание фурфурола в анализируемом растворе методом добавок или по калибровочному графику. Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 104.

№ стандарта	Стандартный раствор № 2, мл	Гидроксиламин 0,5 М, мл	Калия «тетраоксалат» 0,2 М, мл	Вода, мл	Содержание фурфурола, мкг/мл
0	0	2,5	5	2,5	0
1	0,25	2,5	5	2,25	2,5
2	0,5	2,5	5	2,0	5,0
3	1,0	2,5	5	1,5	10
4	1,5	2,5	5	1,0	15
5	2,0	2,5	5	0,5	20

Шкалу обрабатывают аналогично пробам, строят график: на ось ординат наносят значения высот волн (или пиков при дифференциальной записи) в мм, на ось абсцисс — соответствующие им величины концентрации фурфурола в мкг/мл.

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

                                 GV

X = ---, V 20

где:

G — количество фурфурола, найденное по калибровочному графику в 1 мл анализируемого раствора, мкг;

V — объем анализируемого (поглотительного) раствора, мл;

V — объем воздуха, взятый 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="p100124"></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.

---