Методические указания по полярографическому измерению концентраций фосфида индия в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 10.10.1991 № 6015-91)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФОСФИДА ИНДИЯ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Предисловие

Методические указания по измерению концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны предназначены для санитарно-эпидемиологических станций и санитарных лабораторий промышленных предприятий при осуществлении контроля за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны, а также научно-исследовательских институтов системы здравоохранения России и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия фактических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утвержденным Министерством здравоохранения СССР, оценки эффективности внедренных санитарно-гигиенических мероприятий, установления необходимости использования средств индивидуальной защиты органов дыхания, оценки влияния вредных веществ на состояние здоровья работающих и др.

Включенные в данный выпуск Методические указания подготовлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и ГОСТ 12.1.016-79 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ» и обеспечивают избирательное измерение концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны в присутствии сопутствующих компонентов на уровне 0,5 ПДК. Погрешность измерений концентраций вредного вещества, состоящая из суммы неисключенных систематической и случайной погрешностей, не превышает 25%.

Методические указания одобрены Проблемной комиссии «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии» и являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

Ответственные за выпуск: С.И. Муравьева, Г.А. Дьякова, К.М. Грачева.

    InP                                                         М.м. 145,80

    Индия  (III) фосфид - кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета,

            4

плотность 5 x 10 г/куб. см, Т пл. 1500 °C, практически нерастворим в воде, легко растворяется в кислотах.

В воздухе находится в виде аэрозоля.

Индия фосфид обладает общетоксическим действием, оказывая влияние на обмен веществ. ПДК в воздухе 4 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на восстановлении иона индия на ртутном капающем катоде в переменнотоковом режиме с прямоугольным напряжением (квадратноволновая полярография) на фоне 0,1 М соляной кислоты.

Потенциал пика восстановления иона индия равен — 0,52 В относительно выносной донной ртути.

Отбор проб проводят с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения концентрации ионов индия в полярографируемом -8 растворе — 0,0057 мкг/мл (5 x 10 М).

Нижний предел измерения концентрации фосфида индия в воздухе — 0,018 мг/куб. м (при отборе 10 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций фосфида индия в воздухе от 0,018 до 18 мг/куб. м.

Измерению не мешают катионы: меди, железа, цинка, свинца, кадмия; анионы: хлорид, нитрат, сульфат, фосфат.

Суммарная погрешность измерения не превышает 8%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, примерно час.

Приборы, аппаратура, посуда

Полярограф ПУ-1 с ртутным капающим электродом и донной ртутью с самописцем ЛКД-4.

Аспирационное устройство.

Фильтры АФА-ХП-10.

Фильтродержатели, ТУ 95.72.05-77.

Весы аналитические.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 — 1000 мл.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 мл с делениями.

Стаканы химические, ГОСТ 19908-80, вместимостью 25 — 100 мл.

Воронки стеклянные химические, ГОСТ 8613-75.

Баня песчаная.

Чашки фарфоровые емкостью 20 мл.

Реактивы, растворы и материалы

Индий металлический, высокой чистоты, ТУ 48-4-447-84.

Индия (III) фосфид, ТУ 48-4-427-80.

Ртуть, ГОСТ 4658-73.

Кислота соляная, ГОСТ 3118-77, х.ч.

Аргон газообразный, ГОСТ 10157-79, в.ч., в баллоне с редуктором.

Этиловый спирт, ГОСТ 5963-67.

Фоновый электролит готовят следующим образом: в мерную колбу вместимостью 1 л помещают 8 мл концентрированной соляной кислоты (пл. 1,19 г/куб. см), приливают дистиллированную воду до метки и перемешивают.

Стандартный раствор индия № 1 с концентрацией 1,1482 мг/мл готовят растворением навески 57,41 мг индия в 10 мл соляной кислоты при нагревании, переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и разбавляют до метки дистиллированной водой. Раствор устойчив примерно год.

Стандартный раствор № 2 с концентрацией индия 0,1148 мг/мл готовят разбавлением исходного раствора в 10 раз. Стандартный раствор № 2 индия устойчив 3 месяца.

Для приготовления стандартного раствора № 3 из фосфида индия навеску массой 0,1093 г растворяют в 10 мл соляной кислоты при нагревании и разбавляют водой до метки в мерной колбе вместимостью 100 мл. 1 мл стандартного раствора содержит 0,8608 мг/мл индия, устойчив примерно 6 месяцев.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 5 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХП-10. Отобранные пробы устойчивы длительное время. Для измерения 0,5 ПДК индия фосфида следует отобрать 10 л воздуха.

Градуировочные растворы (устойчивы в течение суток) готовят в мерных колбах вместимостью 25 мл согласно таблице 62.

№ стандарта	Стандартный раствор индия № 1, мл	Раствор 0,1 М соляной кислоты, мл	Концентрация индия в анализируемом растворе, мкг/мл
1	0	25,0	0
2	0,2	24,8	9,18
3	0,5	24,5	22,96
4	1,0	24,0	45,90
5	1,5	23,5	68,89
6	2,0	23,0	91,80

№ стандарта	Стандартный раствор индия № 2, мл	Раствор 0,1 М соляной кислоты, мл	Концентрация индия в анализируемом растворе, мкг
1	0	25,0	0
2	0,2	24,8	0,92
3	0,5	24,5	2,29
4	1,0	24,0	4,59
5	1,5	23,5	6,89
6	2,0	23,0	9,18

Подготовленные градуировочные растворы заливают в электролизер, продувают инертным газом в течение 10 минут и полярографируют, начиная с самого большого содержания индия. Режим полярографирования переменнотоковый, поляризация катодная, поляризующее напряжение от -0,3 до -0,8 В, скорость развертки 2 мВ/с, амплитуда переменного прямоугольного напряжения 20 мВ, диапазон тока (0,5 — 1,0) x 10 или (0,25 — 0,75) x 100, период капания ртути 5,7 с, таст-режим регистрации аналитического сигнала, время задержки 3,1 с.

Высоту пика восстановления иона индия измеряют при -0,52 В. Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения высот пиков, выраженные в мм на одном диапазоне тока прибора, на ось абсцисс — соответствующие им величины концентраций индия в градуировочных растворах (в мкг/мл).

При постоянстве температурного режима и работы капилляра проверка графика проводится по 2 — 3 градуировочным растворам одновременно с анализом проб.

Проведение измерения

Фильтр с отобранной пробой помещают в фарфоровую чашку, добавляют несколько капель этилового спирта на фильтр и 2 М соляной кислоты при нагревании на песчаной бане. Полученный раствор сливают в мерную колбу вместимостью 50 мл, а фильтр трижды промывают дистиллированной водой по 2 — 3 мл каждый раз, отжимая его стеклянной палочкой. Промывные жидкости также переносят в эту же колбу с 0,1 М соляной кислотой (раствор пробы).

Количественное определение концентрации индия в подготовленном растворе пробы проводят по предварительно построенному градуировочному графику или методом добавок.

При применении метода градуировочного графика раствор пробы заливают в электролизер, продувают инертным газом и полярографируют аналогично градуировочным растворам.

При использовании метода добавок в электролизер заливают точно отмеренный объем, например, 10 мл анализируемого раствора и после удаления кислорода полярографируют.

Затем в электролизер к анализируемому раствору добавляют стандартный раствор индия в таком количестве, чтобы пик восстановления иона индия увеличился в 1,5 — 2 раза при записи полярограммы на этом же диапазоне тока прибора.

Расчет концентрации

При использовании метода добавок концентрации индия «а» в растворе анализируемой пробы в мкг/мл рассчитывают по формуле:

где:

Н — высота пика при полярографировании анализируемого раствора пробы, 1 мм;

Н — суммарная высота пика после добавки стандарта в анализируемый 2 раствор пробы, мм;

а — концентрация добавленного стандарта индия, мкг/мл; ст

V — объем добавленного стандартного раствора индия, мл; ст

10 — объем анализируемого раствора пробы, взятый для полярографирования, мл.

Концентрацию фосфида индия «С» в воздухе (в мг/куб. м) вычисляют по формуле:

где:

а — концентрация индия в анализируемом растворе пробы, найденная методом добавок или по градуировочному графику, мкг/мл;

в — общий объем раствора пробы, мл;

к — коэффициент пересчета на фосфид индия: к = 1,26;

V — объем воздуха (в л), отобранный для анализа и приведенный к стандартным условиям (см. Приложение 1).

Приложение 1

Приведение объема воздуха к условиям по ГОСТ 12.1.016-79 (температура 20 °С, давление 760 мм рт. ст.) проводят по следующей формуле:

                         V  х (273 + 20) х Р
                          t

С = -------------------, (273 + t°) х 101,33

где:

V — объем воздуха, отобранный для анализа, л; t

Р — барометрическое давление, кПа; (101,33 кПа = 760 мм рт. ст.);

t° — температура воздуха в месте отбора пробы, °С.

Для удобства расчета V следует пользоваться таблицей коэффициентов (Приложение 2). Для приведения объема воздуха к температуре 20 °С и к давлению 760 мм рт. ст. надо умножить V на соответствующий коэффициент. t

°С	Давление Р, кПа (мм рт. ст.)
	97,33 (730)	97,86 (734)	98,4 (738)	98,93 (742)	99,46 (746)	100 (750)	100,53 (754)	101,06 (758)	101,33 (760)	101,86 (764)
-30	1,1582	1,1646	1,1709	1,1772	1,1836	1,1899	1,1963	1,2026	1,2058	1,2122
-26	1,1393	1,1456	1,1519	1,1581	1,1644	1,1705	1,1763	1,1831	1,1862	1,1925
-22	1,1212	1,1274	1,1336	1,1396	1,1458	1,1519	1,1581	1,1643	1,1673	1,1735
-18	1,1036	1,1097	1,1159	1,1218	1,1278	1,1338	1,1399	1,1460	1,1490	1,1551
-14	1,0866	1,0926	1,0986	1,1045	1,1105	1,1164	1,1224	1,1284	1,1313	1,1373
-10	1,0701	1,0760	1,0819	1,0877	1,0986	1,0994	1,1053	1,1112	1,1141	1,1200
-06	1,0640	1,0599	1,0657	1,0714	1,0772	1,0829	1,0887	1,0945	1,0974	1,1032
-02	1,0385	1,0442	1,0499	1,0556	1,0613	1,0669	1,0726	1,0784	1,0812	1,0869
0	1,0309	1,0366	1,0423	1,0477	1,0535	1,0591	1,0648	1,0705	1,0733	1,0789
+02	1,0234	1,0291	1,0347	1,0402	1,0459	1,0514	1,0571	1,0627	1,0655	1,0712
+06	1,0087	1,0143	1,0198	1,0253	1,0309	1,0363	1,0419	1,0475	1,0502	1,0557
+10	0,9944	0,9990	1,0054	1,0108	1,0162	1,0216	1,0272	1,0326	1,0353	1,0407
+14	0,9806	0,9860	0,9914	0,9967	1,0027	1,0074	1,0128	1,0183	1,0209	1,0263
+18	0,9671	0,9725	0,9778	0,9880	0,9884	0,9936	0,9989	1,0043	1,0069	1,0122
+20	0,9605	0,9658	0,9711	0,9783	0,9816	0,9868	0,9921	0,9974	1,0000	1,0053
+22	0,9539	0,9592	0,9645	0,9696	0,9749	0,9800	0,9853	0,9906	0,9932	0,9985
+24	0,9475	0,9527	0,9579	0,9631	0,9683	0,9735	0,9787	0,9839	0,9865	0,9917
+26	0,9412	0,9464	0,9516	0,9566	0,9618	0,9669	0,9721	0,9773	0,9755	0,9851
+28	0,9349	0,9401	0,9453	0,9503	0,9955	0,9605	0,9657	0,9708	0,9734	0,9785
+30	0,9288	0,9339	0,9391	0,9440	0,9432	0,9542	0,9594	0,9646	0,9670	0,9723
+34	0,9167	0,9218	0,9268	0,9318	0,9368	0,9418	0,9468	0,9519	0,9544	0,9595
+38	0,9049	0,9099	0,9149	0,9198	0,9248	0,9297	0,9347	0,9397	0,9421	0,9471

Приложение 3

---