РД 52.24.403-2007. Руководящий документ. Массовая концентрация кальция в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом с трилоном Б
(утв. и введен в действие Росгидрометом 13.03.2007)
Внимание
Документ утратил силу с 1 октября 2018 года в связи с изданием Приказа Росгидромета от 14.02.2018 № 61. Взамен введен в действие РД 52.24.403-2018. Документ утратил силу с 1 октября 2018 года в связи с изданием Приказа Росгидромета от 14.02.2018 № 61. Взамен введен в действие РД 52.24.403-2018. Документ введен в действие с 1 апреля 2007 года. Взамен РД 52.24.403-95 «Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации кальция в водах титриметрическим методом с трилоном Б».
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["РД 52.24.403-95"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/metodika-rd-52-24-403-95" "РД 52.24.403-95. Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации кальция в водах титриметрическим методом с трилоном Б (утв. и введ" n1["РД 52.24.403-2007"]:::rst click n1 "https://bukva.ai/docs/metodika-rd-52-24-403-2007" "РД 52.24.403-2007. Руководящий документ. Массовая концентрация кальция в водах. Методика выполнения измерений титриметрическим методом с трилоном Б (утв. и введен в действие Росгид" n2["РД 52.24.403-2018"]:::doc click n2 "https://bukva.ai/docs/prikaz-rd-52-24-403-2018" "РД 52.24.403-2018. Руководящий документ. Массовая концентрация ионов кальция в водах. Методика измерений титриметрическим методом с трилоном Б (введен в действие Приказом Росгидром" n1 --> n2 n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
13 марта 2007 года
МАССОВАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ КАЛЬЦИЯ В ВОДАХ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С ТРИЛОНОМ Б
1 апреля 2007 года
Предисловие
1. Разработан ГУ «Гидрохимический институт».
2. Разработчики: Л.В. Боева, канд. хим. наук, Т.С. Евдокимова.
3. Согласован с УМЗА и НПО «Тайфун» Росгидромета.
4. Утвержден и введен в действие Заместителем Руководителя Росгидромета 13.03.2007.
5. Аттестован ГУ «Гидрохимический институт», свидетельство об аттестации № 55.24-2006 от 16.05.2006.
6. Зарегистрирован ГУ «НПО „Тайфун“ за номером РД 52.24.403-2007 от 30.03.2007.»
7. Взамен РД 52.24.403-95 «Методические указания. Методика выполнения измерений массовой концентрации кальция в водах титриметрическим методом с трилоном Б».
Введение
Кальций является одним из самых распространенным элементом земной коры.
В связи с высокой химической активностью в природе кальций встречается только в виде соединений. Карбонат кальция CaCO - одно из самых
3
распространенных на земле соединений. Он встречается в виде многих минералов — кальцита, мела, мрамора, известняка, доломита и др.
Основными источниками поступления кальция в природные воды являются процессы химического выветривания и растворения содержащих кальций минералов, прежде всего известняков, доломитов, гипса и других осадочных и метаморфических пород. Растворению способствуют микробиальные процессы разложения органических веществ, сопровождающиеся понижением pH. Большие количества кальция выносятся со сточными водами силикатной, металлургической, стекольной, химической промышленности и стоками с сельскохозяйственных угодий, особенно при использовании кальцийсодержащих минеральных удобрений.
В естественных условиях изменение концентрации растворенного кальция обусловлено, главным образом, равновесием углекислых солей и двуокиси углерода. В минерализованных водах, содержащих значительное количество сульфатов, концентрация растворенного кальция понижается за счет
образования малорастворимого CaSO . 4
В водных объектах кальций в заметных количествах может выпадать в осадок в виде CaCO при испарении воды, а также в условиях активизации
3
фотосинтеза, сопровождающегося повышением pH воды. Характерной особенностью кальция является его склонность образовывать в поверхностных водах довольно устойчивые пересыщенные растворы CaCO . Ионная форма кальция характерна 3 только для маломинерализованных вод. При увеличении минерализации ионы +
кальция образуют нейтральные (CaSO и CaCO ) или заряженные (CaHCO )
4 3 3
ионные пары. Довольно устойчивые комплексные соединения кальций образует с
содержащимися в воде органическими веществами.
В речных и озерных водах содержание кальция в большинстве случаев находится в пределах от 10 до 100 мг/куб. дм. При контакте вод с минералами, содержащими кальций, его содержание может повышаться до нескольких сотен миллиграммов в кубическом дециметре.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) кальция в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения составляет 180 мг/куб. дм, для водных объектов хозяйственно-питьевого назначения ПДК не установлена.
1. Область применения
1.1. Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (далее — методика) массовой концентрации кальция в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом в диапазоне от 1,0 до 200,0 мг/куб. дм.
При анализе проб воды с массовой концентрацией кальция, превышающей 200 мг/куб. дм, допускается выполнение измерений после соответствующего разбавления пробы дистиллированной водой.
1.2. Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих анализ природных и очищенных сточных вод.
2. Нормативные ссылки
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 17.1.5.04-81. Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия
ГОСТ 17.1.5.05-85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб
МИ 2881-2004. Рекомендация. ГСИ. Методики количественного химического анализа. Процедуры проверки приемлемости результатов анализа.
Примечание: Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделах 4, В.3 и В.4.
3. Приписанные характеристики погрешности измерений
3.1. При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.
СОСТАВЛЯЮЩИХ (P = 0,95)
| Диапазон измерений массовой концентрации кальция X, мг/куб. дм | Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) сигма , r мг/куб. дм | Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) сигма , R мг/куб. дм | Показатель правильности (границы систематической погрешности при вероятности P = 0,95) +/- ДЕЛЬТА , с мг/куб. дм | Показатель точности (границы погрешности при вероятности P = 0,95) +/- ДЕЛЬТА, мг/куб. дм |
|---|---|---|---|---|
| От 1,0 до 200,0 включ. | 0,1 + 0,004 x X | 0,1 + 0,031 x X | 0,1 + 0,018 x X | 0,2 + 0,063 x X |
При выполнении измерений в пробах с массовой концентрацией кальция свыше 200 мг/куб. дм после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины ДЕЛЬТА x эта, где ДЕЛЬТА — погрешность измерения концентрации кальция в разбавленной пробе; эта — степень разбавления.
Предел обнаружения кальция 0,6 мг/куб. дм.
Значения показателя точности методики используют при:
- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;
- оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;
- оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики в конкретной лаборатории.
4. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы, материалы
4.1. Средства измерений, вспомогательные устройства
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и другие технические средства:
4.1.1. Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.
4.1.2. Весы лабораторные среднего (III) класса точности по ГОСТ 24104-2001 с пределом взвешивания 200 г.
4.1.3. Государственный стандартный образец состава водного раствора кальция ГСО 8065-95 (далее — ГСО).
4.1.4 Колбы мерные 2 класса точности исполнения 2, 2а по ГОСТ 1770-74 вместимостью:
4.1.5 Пипетки градуированные 2 класса точности исполнения 1, 2 по ГОСТ 29227-91 вместимостью:
4.1.6 Пипетки с одной отметкой 2 класса точности исполнения 2 по ГОСТ 29169-91 вместимостью:
4.1.7 Бюретки 2 класса точности исполнения 1, 3 по ГОСТ 29251-91 вместимостью:
4.1.8 Цилиндры мерные исполнения 1, 3 по ГОСТ 1770-74 вместимостью:
4.1.9 Пробирки конические исполнения 1 по ГОСТ 1770-74 вместимостью:
4.1.10 Колбы конические Кн исполнения 2, ТХС, по ГОСТ 25336-82 вместимостью:
4.1.11 Стаканы В-1, ТХС, по ГОСТ 25336-82 вместимостью:
4.1.12 Стакан полипропиленовый 250 куб. см — 1 шт.
4.1.13 Воронки лабораторные по ГОСТ 25336-82 диаметром:
4.1.14 Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82:
4.1.15 Ступка № 3 или 4 по ГОСТ 9147-80 — 1 шт.
4.1.16. Колонка хроматографическая диаметром 1,5 — 2,0 см и длиной 25 — 30 см — 1 шт.
4.1.17 Стекло часовое — 1 шт.
4.1.18 Палочки стеклянные — 2 шт.
4.1.19. Склянки для хранения проб и растворов из светлого и темного стекла с завинчивающимися или притертыми пробками вместимостью 100 куб. см, 250 куб. см, 500 куб. см, 1000 куб. см.
4.1.20. Посуда полиэтиленовая (полипропиленовая) для хранения проб и растворов вместимостью 100 куб. см, 250 куб. см, 500 куб. см, 1000 куб. см.
4.1.21 Холодильник бытовой.
4.1.22 Шкаф сушильный общелабораторного назначения.
4.1.23. Электроплитка с закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83.
4.1.24. Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных или бумажных фильтров.
Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.1.
4.2. Реактивы и материалы
При выполнении измерений применяют следующие реактивы и материалы:
4.2.1. Кальций углекислый (карбонат кальция) по ГОСТ 4530-76, х.ч.
4.2.2. Соль динатриевая этилендиамин — N,N,N,N — тетрауксусной кислоты 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, ч.д.а.
4.2.3 Цинк гранулированный по ТУ 6-09-5294-86, ч.д.а.
4.2.4. Аммоний хлористый (хлорид аммония) по ГОСТ 3773-72, ч.д.а.
4.2.5 Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, ч.д.а.
4.2.6. Натрий хлористый (хлорид натрия) по ГОСТ 4233-77, ч.д.а.
4.2.7. Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, ч.д.а.
4.2.8. Натрий сернистый 9-водный (сульфид натрия) по ГОСТ 2053-77, ч.д.а. или натрия N,N-диэтилдитиокарбамат 3-водный (диэтилдитиокарбамат натрия) по ГОСТ 8864-71, ч.д.а.
4.2.9 Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, ч.д.а.
4.2.10 Пурпурат аммония (мурексид) по ТУ 6-09-1657-72, ч.д.а.
4.2.11 Нафтоловый зеленый Б.
4.2.12 Эриохром черный Т (хромоген черный ЕТ).
4.2.13. Гидроксиламина гидрохлорид по ГОСТ 5456-79, ч.д.а.
4.2.14 Уголь активный.
4.2.15 Квасцы алюмокалиевые по ГОСТ 4329-77, ч.д.а.
4.2.16. Барий хлорид 2-водный (хлорид бария) по ГОСТ 4108-72, ч.д.а.
4.2.17 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
4.2.17. Универсальная индикаторная бумага (pH 1 — 10) по ТУ 6-09-1181-76.
4.2.18. Фильтры мембранные «Владипор МФАС-ОС-2», 0,45 мкм, по ТУ 6-55-221-1-29-89, или другого типа, равноценные по характеристикам, или фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента» по ТУ 6-09-1678-86.
4.2.19. Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента» по ТУ 6-09-1678-86.
Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 4.2.
5. Метод измерений
Выполнение измерений основано на способности ионов кальция образовывать с трилоном Б малодиссоциированное, устойчивое в щелочной среде соединение. Конечная точка титрования определяется по изменению окраски индикатора (мурексида) из розовой в красно-фиолетовую. Для увеличения четкости перехода окраски предпочтительнее использовать смешанный индикатор (мурексид + нафтоловый зеленый Б). При этом в конечной точке титрования окраска изменяется от грязно-зеленой до синей.
Магний в условиях анализа осаждается в виде гидроксида и не мешает определению.
6. Требования безопасности, охраны окружающей среды
6.1. При выполнении измерений массовой концентрации кальция в пробах природных и очищенных сточных вод соблюдают требования безопасности, установленные в национальных стандартах и соответствующих нормативных документах.
6.2. По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся ко 2, 3 классам опасности по ГОСТ 12.1.007.
6.3. Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных ПДК в соответствии с ГОСТ 12.1.005.
6.4. Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.
7. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица со средним профессиональным образованием или без профессионального образования, но имеющие стаж работы в лаборатории не менее года и освоившие методику.
8. Условия выполнения измерений
При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:
- температура окружающего воздуха (22 +/- 5) °C;
- атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);
- влажность воздуха не более 80% при 25 °C;
- напряжение в сети (220 +/- 10) В;
- частота переменного тока в сети питания (50 +/- 1) Гц.
9. Отбор и хранение проб
Отбор проб для выполнения измерений массовой концентрации кальция производится в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05 и ГОСТ Р 51592. Оборудование для отбора проб должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ Р 51592. Мутные пробы фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм или бумажный фильтр «синяя лента». Первую порцию фильтрата следует отбросить. Пробы хранят в стеклянной или полиэтиленовой посуде не более 6 мес.
10. Подготовка к выполнению измерений
10.1. Приготовление растворов и реактивов
10.1.1. Раствор трилона Б с молярной концентрацией 0,02 моль/куб. дм количества вещества эквивалента (далее — КВЭ).
Растворяют 3,72 г трилона Б в 1 куб. дм дистиллированной воды. Точную концентрацию раствора устанавливают по раствору хлорида цинка в соответствии с 10.2 не реже 1 раза в месяц.
Раствор хранят в плотно закрытой посуде.
10.1.2 Раствор хлорида цинка с молярной концентрацией 0,02 моль/куб. дм КВЭ
Отвешивают около 0,35 г металлического цинка, смачивают его небольшим количеством концентрированной соляной кислоты и сейчас же промывают дистиллированной водой. Цинк сушат в сушильном шкафу при температуре 105 °C в течение 1 ч, затем охлаждают и взвешивают на лабораторных весах с точностью до четвертого знака после запятой.
Навеску цинка количественно переносят в мерную колбу вместимостью 500 куб. см, в которую предварительно вносят 10 — 15 куб. см бидистиллированной воды и 1,5 куб. см концентрированной соляной кислоты. Цинк растворяют. После растворения объем раствора доводят до метки на колбе дистиллированной водой и перемешивают. Рассчитывают молярную концентрацию хлорида цинка C , моль/куб. дм КВЭ, Zn в полученном растворе по формуле:
q
C = ---------, (1) Zn 32,69 x V
q — навеска металлического цинка, г; 2+
32,69 — молярная масса эквивалента цинка (1/2 Zn ), г/моль;
V — вместимость мерной колбы, куб. дм.
При расчете значение C округляют таким образом, чтобы оно содержало 4 Zn значащих цифры.
10.1.3 Аммонийно-аммиачный буферный раствор
В мерной колбе вместимостью 500 куб. см растворяют в 100 куб. см дистиллированной воды 7,0 г хлорида аммония и добавляют 75 куб. см концентрированного раствора аммиака. Объем раствора доводят до метки на колбе дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Буферный раствор хранят в полиэтиленовой посуде не более 2 мес.
10.1.4 Индикатор эриохром черный Т
В ступке с 50 г хлорида натрия тщательно растирают 0,5 г эриохрома черного Т. Хранят в склянке из темного стекла не более 6 мес.
10.1.5 Индикатор мурексид
В ступке со 100 г хлорида натрия тщательно растирают 0,2 г мурексида. Хранят в склянке из темного стекла не более 6 мес.
10.1.6 Смешанный индикатор
В ступке со 100 г хлорида натрия тщательно растирают 0,2 г мурексида и 0,4 г нафтолового зеленого Б. Хранят в склянке из темного стекла не более 6 мес.
10.1.7 Раствор нафтолового зеленого Б, 0,8%
В 50 куб. см дистиллированной воды растворяют 0,4 г нафтолового зеленого Б. Раствор хранят в темной склянке в течение 3 мес.
10.1.8 Раствор нафтолового зеленого Б, 0,08%
К 5 куб. см 0,8% раствора нафтолового зеленого Б добавляют 45 куб. см дистиллированной воды и перемешивают. Раствор хранят не более 3 дней.
10.1.9 Раствор гидроксида натрия, 20%
Растворяют 20 г гидроксида натрия в 80 куб. см дистиллированной воды.
10.1.10 Раствор гидроксида натрия, 8%
Растворяют 40 г гидроксида натрия в 460 куб. см дистиллированной воды.
10.1.11 Раствор гидроксида натрия, 0,4%
Растворяют 2 г гидроксида натрия в 500 куб. см дистиллированной воды.
Растворы гидроксида натрия устойчивы при хранении в плотно закрытой полиэтиленовой посуде.
10.1.12 Раствор сульфида натрия
В 50 куб. см дистиллированной воды растворяют 2 г сульфида натрия. Хранят в плотно закрытой полиэтиленовой посуде в холодильнике не более недели.
10.1.13 Раствор диэтилдитиокарбамата натрия
В 50 куб. см дистиллированной воды растворяют 5 г диэтилдитиокарбамата натрия. Хранят не более 2 недель в холодильнике.
10.1.14 Раствор гидрохлорида гидроксиламина
В 100 куб. см дистиллированной воды растворяют 5 г гидрохлорида гидроксиламина. Хранят в плотно закрытой темной склянке в холодильнике в течение месяца.
10.1.15 Раствор соляной кислоты, 1:3
Смешивают 200 куб. см концентрированной соляной кислоты с 600 куб. см дистиллированной воды.
10.1.16 Активный уголь
Подготовка активного угля приведена в Приложении А.
10.1.17 Суспензия гидроксида алюминия
Приготовление суспензии гидроксида алюминия приведено в Приложении Б.
10.2. Установление точной молярной концентрации раствора трилона Б
В коническую колбу вместимостью 250 куб. см с помощью пипетки с одной отметкой вносят 10,0 куб. см раствора хлорида цинка (10.1.2), добавляют 90 куб. см дистиллированной воды, 5 куб. см аммонийно-аммиачного буферного раствора и 70 — 100 мг индикатора эриохрома черного Т. Содержимое колбы тщательно перемешивают и титруют из бюретки вместимостью 25 куб. см раствором трилона Б до перехода окраски из фиолетово-красной в голубую (синюю). Молярную концентрацию раствора трилона Б C , моль/куб. дм КВЭ, Тр рассчитывают по формуле:
V
Zn
C = C x ---, (2) Тр Zn V
Тр
C — молярная концентрация раствора хлорида цинка, моль/куб. дм КВЭ; Zn
V — объем раствора хлорида цинка, куб. см. Zn
V — объем раствора трилона Б, пошедший на титрование, куб. см. Tp
11. Выполнение измерений
11.1. Выбор условий титрования
Объем аликвоты пробы воды для выполнения измерений массовой концентрации кальция выбирают исходя из известной величины жесткости воды или по результатам оценочного титрования.
Для оценочного титрования отбирают 10 куб. см воды, добавляют 0,2 куб. см 8% раствора гидроксида натрия, 20 — 30 мг индикатора мурексида и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из розовой в красно-фиолетовую. По величине израсходованного на титрование объема раствора трилона Б выбирают из таблицы 2 соответствующий объем аликвоты пробы воды для выполнения измерений массовой концентрации кальция.
МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ КАЛЬЦИЯ
| Величина жесткости воды, ммоль/куб. дм КВЭ | Менее 5 | От 5 до 10 включ. | От 10 до 20 включ. | Более 20 |
|---|---|---|---|---|
| Объем раствора трилона Б, израсходованный при оценочном титровании, куб. см | Менее 2 | От 2 до 4 включ. | От 4 до 8 включ. | Более 8 |
| Рекомендуемый объем аликвоты пробы воды, куб. см | 100 | 50 | 25 | 10 |
В зависимости от концентрации кальция титрование следует проводить из бюретки подходящей вместимости. Если по результатам оценочного титрования объем трилона Б менее 0,4 куб. см или величина жесткости менее 1 ммоль/куб. дм КВЭ, используют бюретку вместимостью 5 куб. см; при объеме трилона менее 0,8 куб. см или величине жесткости от 1 до 2 ммоль/куб. дм КВЭ — бюретку вместимостью 10 куб. см; при более высокой концентрации кальция или величины жесткости — бюретку вместимостью 25 куб. см. При отсутствии бюретки вместимостью 10 куб. см можно использовать бюретку вместимостью 25 куб. см; допускается замена бюретки вместимостью 5 куб. см бюреткой вместимостью 10 куб. см, однако замена микробюретки вместимостью 5 куб. см бюреткой вместимостью 25 куб. см недопустима.
11.2. Титрование
11.2.1. В коническую колбу вместимостью 250 куб. см отмеривают пипеткой требуемый объем аликвоты пробы, доводят, если необходимо, до 100 куб. см дистиллированной водой, добавляют 2 куб. см 8% раствора гидроксида натрия, 0,2 — 0,3 г индикатора мурексида (см. 10.1.5) или смешанного индикатора (см. 10.1.6) и титруют раствором трилона Б до перехода окраски из розовой в красно-фиолетовую при использовании мурексида или из грязно-зеленой в синюю при титровании со смешанным индикатором. Повторяют титрование и, если расхождение объемов трилона Б между параллельными титрованиями не превышает приведенных в таблице 3, за результат принимают среднее значение объема трилона Б. В противном случае повторяют титрование до получения допустимого расхождения результатов.
В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБЪЕМА РАСТВОРА ТРИЛОНА Б
| Объем раствора трилона Б, израсходованного на титрование, куб. см | До 3 включ. | Св. 3 до 8 включ. | Св. 8 до 12 включ. | Св. 12 |
|---|---|---|---|---|
| Допустимое расхождение объемов трилона Б, куб. см | 0,05 | 0,10 | 0,15 | 0,20 |
11.2.2. Если в период хранения в пробе выпал осадок карбоната кальция, непосредственно перед выполнением измерений прозрачную часть пробы декантируют (или сливают посредством сифона) в чистую сухую колбу. Оставшийся в склянке осадок растворяют, добавив 0,5 — 1 куб. см концентрированной соляной кислоты. Затем прозрачную часть пробы и жидкость с растворенным осадком соединяют вместе и нейтрализуют 20% раствором гидроксида натрия, добавляя его по каплям и контролируя pH по индикаторной бумаге. Далее отбирают аликвоту полученного раствора и проводят титрование.
11.2.3. Для получения достаточно четкого перехода окраски при титровании со смешанным индикатором важно соотношение мурексида и нафтолового зеленого в смеси. Для разных партий индикаторов это соотношение может быть разным. Если при использовании сухого смешанного индикатора не удается получить четкий переход окраски в конечной точке титрования, следует использовать нафтоловый зеленый в виде 0,08% раствора (см. 10.1.8). Титрование проводят следующим образом. Отбирают аликвоту воды в коническую колбу, добавляют 2 куб. см 8% раствора гидроксида натрия, 0,2 — 0,3 г индикатора мурексида (см. 10.1.5), перемешивают и приливают раствор нафтолового зеленого Б до тех пор, пока раствор приобретет грязно-зеленую окраску (всего идет примерно 0,9 — 1,2 куб. см раствора). После этого титруют пробу в соответствии с 11.2.1.
11.3. Устранение мешающих влияний
11.3.1. Выполнению измерений массовой концентрации кальция мешают ионы железа (больше 10 мг/куб. дм), кобальта, никеля (больше 0,1 мг/куб. дм), алюминия (больше 10 мг/куб. дм), меди (> 0,05 мг/куб. дм), вызывая нечеткое изменение окраски в точке эквивалентности либо полностью исключая возможность индикации конечной точки титрования.
Другие катионы, например свинец, кадмий, марганец (II), цинк, стронций, барий при высоких концентрациях (как правило не встречающихся в природных водах) могут частично титроваться вместе с кальцием и магнием и повышать расход трилона Б. Для устранения или уменьшения мешающего влияния катионов металлов к пробе перед титрованием прибавляют 0,5 куб. см раствора сульфида или диэтилдитиокарбамата натрия и 0,5 куб. см раствора гидрохлорида гидроксиламина.
11.3.2. Результаты титрования могут быть искажены в присутствии — - - 2-
значительных количеств анионов (HCO , CO , PO , SiO ). Для уменьшения их
3 3 4 3
влияния пробу следует титровать сразу после добавления гидроксида натрия
и индикатора.
11.3.3. Мешающее влияние взвешенных веществ устраняется фильтрованием пробы.
11.3.4. Если проба воды заметно окрашена за счет присутствия веществ природного или антропогенного происхождения, затрудняется фиксация конечной точки титрования. В этом случае пробу перед выполнением измерений следует пропустить со скоростью 3 — 5 куб. см/мин. через хроматографическую колонку, заполненную активным углем (высота слоя 15 — 20 см). Первые 25 — 30 куб. см пробы, прошедшей через колонку, отбрасывают.
Как правило, окрашенные соединения антропогенного происхождения сорбируются активным углем практически полностью, в то время как природного (гумусовые вещества) — лишь частично. При неустраняемой активным углем цветности пробы, обусловленной гумусовыми веществами, определение конечной точки титрования значительно облегчается использованием для сравнения слегка перетитрованной пробы этой же воды (пробы-свидетеля).
11.3.5. Если высокая цветность не позволяет установить конечную точку титрования, для устранения цветности можно использовать суспензию гидроксида алюминия. Для этого в стакан вместимостью 400 — 600 куб. см с помощью пипетки вместимостью 100 куб. см помещают 200 куб. см пробы, приливают к ней градуированной пробиркой 6 куб. см суспензии гидроксида алюминия, перемешивают до обесцвечивания пробы и дают отстояться. Фильтруют пробу через бумажный фильтр «белая лента», промытый дистиллированной водой в мерную колбу вместимостью 250 куб. см.
Осадок в стакане и фильтр промывают 2 — 3 раза небольшими порциями дистиллированной воды, собирая промывные воды в ту же колбу. После этого доводят раствор в колбе до метки, перемешивают, отбирают из колбы необходимую аликвоту и титруют ее в соответствии с 11.2.
11.3.6. При достаточно высокой концентрации кальция устранить мешающие влияния можно разбавлением пробы дистиллированной водой.
12. Вычисление и оформление результатов измерений
12.1. Массовую X, мг/куб. дм, и молярную X , ммоль/куб. дм КВЭ, м концентрацию кальция в анализируемой пробе воды находят по формулам:
20,04 x C x V x 1000 C x V x 1000
mp mp mp mp
X = ------------------------ или X = ----------------, (3)
V м V
20,04 - масса моля КВЭ кальция (1/2Ca ), г/моль; C - молярная концентрация раствора трилона Б, моль/куб. дм КВЭ;
mp
V — объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование пробы, куб. см; mp
V — объем пробы воды, взятый для титрования, куб. см.
Если устранение цветности пробы осуществлялось с помощью суспензии гидроксида алюминия (см. 11.3.5), полученный результат умножают на 1,25.
12.2. Результат измерения в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:
-
X +/- ДЕЛЬТА, мг/куб. дм (P = 0,95), (4)
X - среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (2,77 сигма ). Значения
r
сигма приведены в таблице 1; r
+/- ДЕЛЬТА — границы характеристики погрешности результатов измерений для данной массовой концентрации кальция (таблица 1).
Численные значения результата измерений должны оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения характеристики погрешности; последние не должны содержать более двух значащих цифр.
12.3 Допустимо представлять результат в виде:
-
X +/- ДЕЛЬТА (P = 0,95) при условии ДЕЛЬТА < ДЕЛЬТА, (5) л л где +/- ДЕЛЬТА границы характеристик погрешности результатов
л
измерений, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений.
Примечание — Допустимо характеристику погрешности результатов измерений
при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения ДЕЛЬТА = 0,84 x ДЕЛЬТА с последующим уточнением по мере накопления
л
информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.
12.4. Результаты измерений оформляют протоколом или записью в журнале по формам, приведенным в Руководстве по качеству лаборатории.
13. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории
13.1. Общие положения
13.1.1 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости, погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).
13.1.2. Периодичность оперативного контроля и процедуры контроля стабильности результатов выполнения измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.
13.2. Алгоритм оперативного контроля повторяемости
13.2.1. Контроль повторяемости осуществляют для каждого из результатов измерений, полученных в соответствии с методикой. Для этого отобранную пробу воды делят на две части, и выполняют измерения в соответствии с разделом 11.
13.2.2 Результат контрольной процедуры r , мг/куб. дм, рассчитывают по
к
формуле:
r = |X - X |, (6) к 1 2 где X , X - результаты измерений массовой концентрации кальция в 1 2
пробе, мг/куб. дм.
13.2.3 Предел повторяемости r , мг/куб. дм, рассчитывают по формуле:
n
r = 2,77 x сигма , (7) n r
где сигма — показатель повторяемости, мг/куб. дм (таблица 1). r
13.2.4 Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию:
r <= r . (8) к n
13.2.5 При несоблюдении условия (8) выполняют еще два измерения и
сравнивают разницу между максимальным и минимальным результатами с нормативом контроля равным 3,6 x сигма . В случае повторного превышения
r
предела повторяемости поступают в соответствии с разделом 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6.
13.3. Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок совместно с методом разбавления проб
13.3.1. Оперативный контроль процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок совместно с методом разбавления пробы проводят, если массовая концентрация кальция в рабочей пробе составляет 10 мг/куб. дм и более. В противном случае оперативный контроль проводят с использованием метода добавок согласно 13.4. Для введения добавок используют ГСО или аттестованный раствор кальция (Приложение В).
13.3.2 Оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения
измерений проводят путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры К с нормативом контроля К.
к
13.3.3 Результат контрольной процедуры К , мг/куб. дм, рассчитывают по
к
формуле:
- - -
К = X» + (эта — 1) x X' — X - C, (9) к
X» — результат контрольного измерения массовой концентрации кальция в пробе, разбавленной в эта раз, с известной добавкой, мг/куб. дм; -
X' — результат контрольного измерения массовой концентрации кальция в пробе, разбавленной в эта раз, мг/куб. дм; -
X — результат измерения массовой концентрации кальция в рабочей пробе, мг/куб. дм;
C — концентрация добавки, мг/куб. дм.
13.3.4 Норматив контроля К, мг/куб. дм, рассчитывают по формуле:
____________________________________________
/ 2 2 2 2 К = \/ДЕЛЬТА + (эта - 1) x ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА , (10) лх" лх' лх где ДЕЛЬТА (ДЕЛЬТА и ДЕЛЬТА ) - значения характеристик лх" лх' лх погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории, соответствующие массовой концентрации кальция в разбавленной
пробе с добавкой (разбавленной пробе, рабочей пробе), мг/куб. дм.
Примечание - Допустимо для расчета норматива контроля использовать значения характеристик погрешности, полученные расчетным путем по формулам ДЕЛЬТА = 0,84 x ДЕЛЬТА и ДЕЛЬТА = 0,84 x ДЕЛЬТА . лх' х' лх х
13.3.5 Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию:
процедуру анализа признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (11) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (11), выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
13.4. Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок
13.4.1 Контроль исполнителем процедуры выполнения измерений проводят
путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры К с к нормативом контроля К.
13.4.2 Результат контрольной процедуры К , мг/куб. дм, рассчитывают по
к
формуле:
- -
X' — результат контрольного измерения массовой концентрации кальция в пробе с известной добавкой, мг/куб. дм; -
X — результат измерения массовой концентрации кальция в рабочей пробе, мг/куб. дм;
C — концентрация добавки, мг/куб. дм.
13.4.3 Норматив контроля погрешности К, мг/куб. дм, рассчитывают по
формуле:
_________________________
/ 2 2 К = \/(ДЕЛЬТА ) + (ДЕЛЬТА ) , (13) лх' лх где ДЕЛЬТА (ДЕЛЬТА ) - значения характеристики погрешности лх' лх
результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории, соответствующие массовой концентрации кальция в пробе с добавкой (рабочей пробе), мг/куб. дм.
Примечание - Допустимо для расчета норматива контроля использовать значения характеристик погрешности, полученные расчетным путем по формулам ДЕЛЬТА = 0,84 x ДЕЛЬТА и ДЕЛЬТА = 0,84 x ДЕЛЬТА . лх' х' лх х
3.4.4 Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию:
процедуру признают удовлетворительной.
При невыполнении условия (14) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (14), выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.
14. Проверка приемлемости результатов, получаемых в условиях воспроизводимости
Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях не должно превышать предела воспроизводимости R. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение. Значение R рассчитывают по формуле:
При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6 или МИ 2881.
Примечание - Проверка приемлемости проводится при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями.
(обязательное)
Порцию активного угля, достаточную для заполнения колонки, помещают в термостойкую коническую колбу, добавляют 100 — 150 куб. см раствора соляной кислоты 4 моль/куб. дм и кипятят 2 — 3 ч, накрыв колбу часовым стеклом. Если раствор кислоты окрашивается, повторяют операцию до тех пор, пока он не останется бесцветным. Уголь отмывают дистиллированной водой до значения pH, соответствующего pH дистиллированной воды по универсальной индикаторной бумаге, добавляют 100 — 150 куб. см раствора гидроксида натрия 1 моль/куб. дм и выдерживают 8 — 10 ч. Если появляется окраска, операцию повторяют.
Очищенный уголь отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции по универсальной индикаторной бумаге. Хранят в склянке с дистиллированной водой.
После пропускания каждой пробы воды уголь в колонке регенерируют промыванием 0,4% раствором гидроксида натрия до исчезновения окраски последнего, затем дистиллированной водой до нейтральной реакции.
(обязательное)
ПРИГОТОВЛЕНИЕ СУСПЕНЗИИ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ
В стакан вместимостью 1 куб. дм помещают 500 куб. см дистиллированной воды и растворяют в ней 63 г алюмокалиевых квасцов (KAl(SO ) 12H O). 4 2 2
Нагревают раствор примерно до 60 °C и при постоянном перемешивании медленно прибавляют 28 куб. см аммиака водного. Дают смеси отстояться в течение 1 ч, а затем промывают несколько раз дистиллированной водой, декантируя жидкость
над осадком. Последняя промывная вода не должна давать положительной реакции на сульфаты (проба с раствором хлорида бария). Для приготовления раствора хлорида бария в 80 куб. см дистиллированной воды растворяют 10 г хлорида бария, прибавляют 10 куб. см концентрированной соляной кислоты и перемешивают. Для проведения пробы на сульфаты к 5 куб. см промывной воды приливают 0,5 куб. см раствора хлорида бария. Помутнение свидетельствует о
присутствии сульфатов в промывной воде.
(рекомендуемое)
AP1-Ca И AP2-Ca
В.1. Назначение и область применения
Настоящая методика регламентирует процедуру приготовления аттестованных растворов кальция, предназначенных для контроля точности результатов измерений массовой концентрации кальция в природных и очищенных сточных водах титриметрическим методом.
В.2. Метрологические характеристики
Метрологические характеристики аттестованных растворов приведены в таблице В.1.
РАСТВОРОВ КАЛЬЦИЯ
| Наименование характеристики | Значение характеристики для аттестованного раствора | |
| AP1-Ca | AP2-Ca | |
| Аттестованное значение массовой концентрации кальция, мг/куб. см | 50,00 | 5,000 |
| Границы погрешности установления аттестованного значения массовой концентрации кальция (P = 0,95), мг/куб. см | 0,50 | 0,052 |
В.3. Средства измерений, вспомогательные устройства
В.3.1. Весы лабораторные высокого (II) класса точности по ГОСТ 24104-2001.
В.3.2. Колбы мерные 2 класса точности по ГОСТ 1770-74 вместимостью 250 куб. см — 2 шт.
В.3.3. Пипетка с одной отметкой по ГОСТ 29169-91 вместимостью 25 куб. см.
В.3.4. Цилиндр мерный по ГОСТ 1770-74 вместимостью 100 куб. см.
В.3.5. Стакан химический полипропиленовый вместимостью 250 куб. см.
В.3.6. Стакан В-1, ТХС, по ГОСТ 25336-82 вместимостью 250 куб. см.
В.4. Исходные компоненты аттестованных растворов
В.4.1. Кальций углекислый (карбонат кальция) по ГОСТ 4530-76, х.ч. Основной компонент — CaCO , массовая доля которого не менее 99%, 3 молекулярная масса — 100,09.
В.4.2. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, х.ч.
В.4.3. Вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72.
В.5. Процедура приготовления аттестованных растворов
В.5.1. Приготовление аттестованного раствора кальция AP1-Ca
На весах высокого класса точности взвешивают в полипропиленовом стакане вместимостью 250 куб. см 31,216 г карбоната кальция с точностью до четвертого знака после запятой. Навеску смачивают дистиллированной водой и добавляют постепенно 120 куб. см соляной кислоты (1:1) при перемешивании. Накрывают стакан чистым часовым стеклом и оставляют стоять до растворения.
После растворения осторожно, по палочке, переносят раствор через воронку в мерную колбу вместимостью 250 куб. см. Три-четыре раза ополаскивают стакан и воронку дистиллированной водой, и переносят смывы в ту же колбу. Доводят раствор в колбе дистиллированной водой до метки и перемешивают.
Полученному раствору приписывают массовую концентрацию кальция 50,0 мг/куб. см.
В.5.2. Приготовление аттестованного раствора AP2-Ca
В мерную колбу вместимостью 250 куб. см вносят 25,0 куб. см раствора кальция AP1-Ca пипеткой с одной отметкой вместимостью 5 куб. см. Объем раствора доводят до метки на колбе дистиллированной водой и перемешивают.
Полученному раствору приписывают массовую концентрацию кальция 5,00 мг/куб. см.
В.6. Расчет метрологических характеристик аттестованных растворов
В.6.1. Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора AP1-Ca Аттестованное значение массовой концентрации кальция C мг/куб. см, 1 рассчитывают по формуле:
m x 40,08 x 1000
C = ----------------, (В.1) 1 V x 100,09
m — масса навески карбоната кальция, г;
V — вместимость мерной колбы, куб. см;
40,08 и 100,09 — масса моля кальция и карбоната кальция, соответственно, г/моль.
Расчет предела возможных значений погрешности установления массовой концентрации кальция в растворе AP1-Ca ДЕЛЬТА , мг/куб. см, проводится по
1
формуле:
____________________________________
/ДЕЛЬТА ДЕЛЬТА ДЕЛЬТА
/ мю 2 m 2 V 2
ДЕЛЬТА = C x \/ (--------) + (-------) + (-------) ,
1 1 мю m V
C — приписанное раствору значение массовой концентрации кальция, 1 мг/куб. см;
ДЕЛЬТА — предельное значение возможного отклонения массовой доли мю основного вещества в реактиве от приписанного значения мю, %;
мю — массовая доля основного вещества в реактиве, приписанная реактиву квалификации х.ч., %;
ДЕЛЬТА — предельная возможная погрешность взвешивания, г; m
m — масса навески карбоната кальция, г;
ДЕЛЬТА — предельное значение возможного отклонения объема мерной колбы V от номинального значения, куб. см;
V — номинальный объем используемой мерной колбы, куб. см.
Погрешность установления массовой концентрации кальция в растворе AP1-Ca равна:
__________________________
/1,0 2 0,0006 2 0,3 2 ДЕЛЬТА = 50,0 x \/(---) + (------) + (---) = 0,50 мг/куб. см. 1 100 31,216 250 В.6.2. Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора
AP2-Ca
Аттестованное значение массовой концентрации кальция C , мг/куб. см, 2 рассчитывают по формуле:
C x V
1 1
C = -------, (В.3)
2 V
2
C — приписанное раствору AP1-Ca значение массовой концентрации 1 кальция, мг/куб. см;
V — объем раствора AP1-Ca, отбираемый пипеткой, куб. см; 1
V — вместимость мерной колбы, куб. см. 2
Расчет погрешности установления массовой концентрации кальция в растворе AP2-Ca ДЕЛЬТА , мг/куб. см, проводится по формуле: 2
____________________________________
/ ДЕЛЬТА ДЕЛЬТА
/ДЕЛЬТА V V
/ 1 2 1 2 2 2
ДЕЛЬТА = C x \/ (-------) + (--------) + (--------) , (В.4)
2 2 C V V
1 1 2
C — приписанное раствору AP2-Ca значение массовой концентрации 2 кальция, мг/куб. см;
ДЕЛЬТА — погрешность приготовления аттестованного раствора AP1-Ca, 1 мг/куб. см;
C — приписанное раствору AP1-Ca значение массовой концентрации 1 кальция, мг/куб. дм;
ДЕЛЬТА - предельное значение возможного отклонения объема V от V 1
1
номинального значения, куб. см;
V — объем раствора AP1-Ca, отбираемый пипеткой, куб. см; 1
ДЕЛЬТА — предельное значение возможного отклонения вместимости мерной V 2 колбы от номинального значения, куб. см;
V — вместимость мерной колбы, куб. см. 2
Погрешность установления массовой концентрации кальция в растворе AP2-Ca равна:
_________________________
/0,50 2 0,06 2 0,3 2 ДЕЛЬТА = 5,00 x \/(----) + (----) + (---) = 0,052 мг/куб. см. 1 50,0 25 250
Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.
В.8. Требования к квалификации исполнителей
Аттестованные растворы может готовить инженер или лаборант со средним профессиональным образованием, прошедший специальную подготовку и имеющий стаж работы в химической лаборатории не менее 6 месяцев.
На склянки с аттестованными растворами должны быть наклеены этикетки с указанием условного обозначения аттестованного раствора, массовой концентрации кальция в растворе, погрешности ее установления и даты приготовления.
Аттестованный раствор AP1-Ca хранят в плотно закрытой склянке в течение года.
Аттестованный раствор AP2-Ca хранят в плотно закрытой склянке не более 3 мес.