Методические указания по титриметрическому измерению концентраций цианата натрия в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 10.10.1991 № 6019-91)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ТИТРИМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЦИАНАТА НАТРИЯ 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.

                                   _
                             Na-O-C=N

М.м. 65,0

Цианат натрия — твердое кристаллическое вещество, плотность 1,94 г/куб. см, растворимость — 10,38 г/100 г воды при 20 °C, Т. пл. 550 °C.

В воздухе находится в виде аэрозоля.

ДЛ для белых мышей — 502 мг/кг. III класс опасности. Опасен при 50 поступлении через неповрежденную кожу.

Характеристика метода

Метод основан на реакции гидролиза цианата натрия в кислой среде с последующей отгонкой выделившегося аммиака и его титриметрического определения (метод Къельдаля).

Отбор проб с концентрированием на фильтр.

Нижний предел измерения вещества в объеме анализируемого раствора 400 мкг.

Нижний предел измерения вещества в воздухе 0,5 мг/куб. м (при отборе 800 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 0,5 до 10 мг/куб. м.

Измерению не мешают вещества, не содержащие в своем составе азота. Определению цианата натрия мешают вещества, гидролизирующиеся в кислой среде с образованием ионов аммония.

Суммарная погрешность не превышает 10%.

Приборы, аппаратура, посуда

Аспирационное устройство с ротаметром измерения скорости и объема аспирируемого воздуха.

Фильтры АФА-ХП-20.

Прибор для определения микроколичеств аммиака методом Кьельдаля, ТХ 25-11-1086-76.

Бюретка вместимостью 25 мл.

Реактивы, растворы и материалы

Цианат натрия.

1,0 Н раствор серной кислоты, ГОСТ 4204-77.

Натр едкий, ГОСТ 4328-77, 50% раствор, 0,1 Н раствор.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-77, 0,1 Н раствор.

Метиловый оранжевый, 0,1% водный раствор.

Стандартный раствор № 1 с концентрацией 400 мкг/мл готовят взятием точной навески (0,4 г) цианата натрия и растворением в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 мл. Раствор стабилен при хранении в течение 6 месяцев в условиях, исключающих испарение растворителя.

Отбор пробы воздуха

Воздух с объемным расходом 60 л/мин. аспирируют через фильтр АФА-ХП-20. Для измерения 1/2 ПДК следует отобрать 800 л воздуха. Время отбора пробы — 15 минут. Срок хранения пробы не ограничен.

Подготовка к измерению

После сборки прибора проводят «холостой» опыт, осуществляя все операции анализа по методике, описанной ниже, помещая в круглодонную колбу дистиллированную воду. В случае положительного результата при определении содержания цианата натрия провести проверку исследуемых реактивов на содержание в них азотсодержащих веществ и некондиционные реактивы заменить.

Если «холостой» опыт показал отсутствие цианата натрия, повторить анализ, добавив к дистиллированной воде стандартный раствор № 1 в количестве 1 мл (нижний предел измерения концентрации) и 20 мл (верхний предел измеряемых концентраций). Если результаты титрования окажутся заниженными — проверить герметичность прибора и титр используемой соляной кислоты.

Проведение измерения

А. Определение, основанное на поглощении выделяющегося аммиака избытком раствора кислоты:

Фильтр с отобранной пробой помещают в круглодонную колбу 1. В колбу с образцом добавляют на холоду 5 мл воды, а затем 5 мл 1,0 Н серной кислоты и выдерживают при охлаждении 5 минут. Затем раствор 5 минут греют на кипящей водяной бане. Колбу с анализируемым раствором присоединяют к прибору для отгонки аммиака (рис. 11 — не приводится). В коническую колбу 7 помещают 20 мл 0,01 Н соляной кислоты и 30 мл дистиллированной воды. В колбу 1 через воронку 3 добавляют 2 мл 50% раствора едкого натра, перекрывают зажим 2, нагревают содержимое колбы до кипения и упаривают раствор до 2/3 от первоначального объема.

Упаривание должно продолжаться не более 10 минут. С целью предотвращения возврата отгоняемого аммиака в колбу 1 вместе с конденсирующейся в каплеотбойнике 4 водой последний рекомендуется теплоизолировать. В противном случае отгонка аммиака может быть неполной, а следовательно, получен заниженный результат.

По окончании отгонки отсоединяют шарообразную воронку 6, ополаскивают дистиллированной водой. Содержимое колбы 7 оттитровывают 0,01 Н раствором едкого натра по метиловому оранжевому до перехода окраски раствора от красной к оранжево-желтой.

Расчет концентрации

Концентрацию цианата натрия в воздухе рабочей зоны вычисляют по формуле:

где:

С — содержание цианата натрия в воздухе рабочей зоны, мг/куб. м;

К — поправочный коэффициент 0,01 Н соляной кислоты; HCl

K — поправочный коэффициент 0,01 Н раствора едкого натра; NaOH

V — объем раствора едкого натра, пошедший на титрование, мл; 1

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

65 — молекулярная масса цианата натрия.

Б. Определение, основанное на непрерывном оттитровании выделяющегося аммиака раствором кислоты:

Мешалка магнитная ММ-5 или аналогичная.

Автоматическая титровальная установка Т-108.

2% водный раствор борной кислоты, ГОСТ 9656-75.

Индикатор Таширо (0,04 г метиленового голубого и 0,06 г метилового красного в 100 мл этанола). Анализ проводят согласно п. А при следующих отличиях в способе поглощения аммиака.

В коническую колбу 7 наливают 50 мл 2% водного раствора борной кислоты, добавляют несколько капель индикатора Таширо и помещают ее на магнитную мешалку. При поступлении в колбу 7 отгоняемого аммиака цвет раствора меняется с фиолетового на зеленый. По мере отгонки аммиака раствор периодически оттитровывают 0,01 Н соляной кислотой до перехода окраски индикатора в первоначальный (фиолетовый) цвет. Титрование ведут до тех пор, пока окраска раствора не перестанет изменяться.

Содержание цианата натрия определяется по формуле:

где:

V — объем раствора 0,01 Н соляной кислоты, пошедший на титрование, мл; 1

0,01 — нормальность раствора соляной кислоты;

K — поправочный коэффициент 0,01 Н раствора соляной кислоты; HCl

65 — молекулярная масса цианата натрия;

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

---