Методические указания на фотометрическое определение фтористого водорода в воздухе
(утв. Минздравом СССР 23.09.1980 № 2246-80)
Утверждаю Заместитель Главного государственного санитарного врача СССР А. И. Заиченко 23 сентября 1980 г. № 2246-80
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА В ВОЗДУХЕ
Сборник методических указаний составлен методической секцией по промышленно-санитарной химии при проблемной комиссии «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии».
Настоящие методические указания распространяются на определение содержания вредных веществ в воздухе промышленных помещений при санитарном контроле.
Редакционная коллегия: Тарасов В.В., Бабина М.Д., Набиев М.Н., Дьякова Г.А., Овечкин В.Г.
Фтористый водород — газ с резким запахом, М.м. 20,0, плотность 0,71, Т. пл. 92,3 °C, Т. кип. 19,4 °C, хорошо растворим в воде.
I. Общая часть
1. Определение основано на реакции фтористого водорода с ализаринкомплексонатом лантана с образованием тройного комплексного соединения синего цвета.
2. Предел обнаружения 0,2 мкг в анализируемом объеме раствора.
3. Предел обнаружения в воздухе 0,003 мг/м3 (расчетный).
4. Погрешность определения +/- 10%.
5. Определению не мешает десятикратный избыток растворенного хлора, сульфат-, сульфит-, карбонат-, бикарбонат-ионов, пятикратный избыток фосфат-ионов. Мешающее влияние соединений алюминия устраняется в ходе отбора пробы.
6. Диапазон измеряемых концентраций 0,003 — 1,6 мг/м3.
7. Предельно допустимая концентрация в воздухе 0,1 мг/м3.
II. Реактивы и аппаратура
8. Применяемые реактивы и растворы:
Натрий фтористый, х.ч., ГОСТ 4463-76.
Стандартный раствор № 1: 0,0210 г химически чистого фтористого натрия растворяют в 1000 мл дистиллированной воды. 1 мл этого раствора соответствует 10 мкг/мл HF. Устойчив 3 месяца.
Стандартный раствор № 2, содержащий 1 мкг/мл, готовят разбавлением раствора № 1 в 10 раз дистиллированной водой. Приготовленные стандартные растворы следует хранить в полиэтиленовой посуде. Устойчив 2 недели.
Глицерин, ГОСТ 6259-75.
Натрий уксуснокислый, 3-водный, ГОСТ 199-68.
Уксусная кислота ледяная, ГОСТ 61-69.
Буферный раствор, pH 4,5, 60 г уксуснокислого натрия и 35 мл уксусной кислоты, растворяют в 1 л дистиллированной воды.
Ализаринкомплексон, МРТУ 6-09-05-489-76, 0,643%-ный раствор. 0,643 г ализаринкомплексона суспензируют с 50 мл дистиллированной воды, добавляют 0,25 мл концентрированного водного раствора аммиака и 40 мл дистиллированной воды, нагревают на водяной бане до растворения навески, вводят 0,25 мл ледяной уксусной кислоты, быстро перемешивают и после охлаждения разбавляют водой до 100 мл. Раствор отфильтровывают в сухую колбу. В плотно закрытой посуде в темном месте индикатор устойчив длительное время.
Лантан азотнокислый 6-водный, МРТУ 6-09-3338-66, 0,72%-ный раствор. 0,72 г азотнокислого лантана растворяют в 100 мл дистиллированной воды.
Составной реактив. В бутыль емкостью не менее 5 литров последовательно вводят, перемешивая после добавления каждого компонента, 3,5 л глицерина, 0,8 л буферного раствора, необходимый объем ализаринкомплексона, найденный экспериментально (см. примечание), 100 мл раствора азотнокислого лантана, 0,5 л дистиллированной воды. Через сутки раствор готов к работе, устойчив в течение длительного времени при хранении в плотно закрытой посуде.
Поглотительный раствор. Готовят еженедельно разведением в 2 раза составного реактива дистиллированной водой.
9. Применяемые посуда и приборы.
Поглотительные приборы Рихтера.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, емкостью 100 и 1000 мл.
Пробирки колориметрические с пришлифованными пробками, емкостью 10 мл.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, емкостью 1, 5 и 10 мл с ценой деления соответственно 0,01; 0,05 и 0,1 мл.
III. Отбор проб воздуха
10. Воздух со скоростью 2 л/мин аспирируют через два последовательно соединенных поглотительных прибора, содержащих по 5 мл поглотительного раствора. Перед поглотителями устанавливают патрон с фильтром АФА-В для предотвращения попадания частиц пыли в поглотительный раствор. Для определения 1/2 предельно допустимой концентраций следует отобрать 10 л воздуха.
IV. Описание определения
11. Содержимое поглотительных приборов анализируют отдельно. Предварительно в каждый поглотительный прибор через входную трубку вливают по 5 мл поглотительного раствора и хорошо перемешивают. Через час после отбора пробы раствор из поглотительного прибора переносят в кювету с толщиной слоя 10 мм и фотометрируют при длине волны 610 нм. Раствором сравнения служит поглотительный раствор.
Содержание фтористого водорода в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному градуировочному графику, для построения которого готовят шкалу стандартов согласно таблице 20. Измерения производят через 30 мин после смешивания реактивов.
Концентрацию фтористого водорода в мг/м3 воздуха (X) вычисляют по формуле:
X = \frac{Y_{1} + Y}{V_{20}} ,
где Y1 и Y — количества фтористого водорода в растворах первого и второго поглотительных приборов соответственно, мкг;
V20 — объем воздуха в л, отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле (см. приложение 1).
ПРИМЕЧАНИЕ:х) Если при приготовлении 0,643% раствора ализаринкомплексона после добавления уксусной кислоты выпадает заметный осадок, в составной реактив вводят большой объем ализаринкомплексона, молярное отношение которого к лантану должно быть 1:1. Этот объем находят экспериментально для каждой партии ализаринкомплексона.
Для этого готовят серию составных растворов с постоянной концентрацией глицерина (35 мл), буферного раствора (8 мл), лантана азотнокислого (1 мл) и переменной концентрацией ализаринкомплексона (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 мл) и разбавляют до 50 мл водой (серия A).
В мерные колбы емкостью 50 мл помещают 20 мкг фтористого водорода, 15 мл приготовленных составных растворов серии A и разбавляют водой до метки (серия B). Подобным образом готовят соответствущие растворы сравнения, не содержащие фтор-иона. Измеряют оптическую плотность растворов серии B в кюветах толщиной 10 мм при 610 нм.
Полученные данные используют для построения кривой насыщения, нанося по оси ординат величины оптических плотностей, а по оси абсцисс — объем раствора индикатора в мл, введенный в составной реактив серии A. Находят по кривой объем индикатора, при котором наблюдается максимальное значение оптической плотности. Вычисляют отношение этого объема к взятому объему раствора лантана азотнокислого. Эта величина показывает, во сколько раз больше (чем раствора лантана азотнокислого) нужно взять объем раствора ализаринкомплексона при приготовлении составного реактива.
Приведение объема воздуха к стандартным условиям проводят по следующей формуле:
V_{20} = \frac{V_{t}(273 + 20) \cdot P}{(273 + t^{0}) \cdot 101,33} ,
где Vt — объем воздуха, отобранный для анализа, л;
P — барометрическое давление, кПа (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);
t0 — температура воздуха в месте отбора пробы, °C.
Для удобства расчета V20 следует пользоваться таблицей коэффициентов (приложение 2). Для приведения воздуха к стандартным условиям надо умножить Vt на соответствующий коэффициент.
КОЭФФИЦИЕНТЫ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ: ТЕМПЕРАТУРА +20 °C И АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ 101,33 кПа