РД 52.10.743-2020. Руководящий документ. Общая щелочность морской воды. Методика измерений титриметрическим методом

(введен в действие Приказом Росгидромета от 10.12.2020 № 549)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["РД 52.10.243-92"]:::doc
  click n0 "https://bukva.ai/docs/rukovodstvo-rd-52-10-243-92" "РД 52.10.243-92. Руководящий документ. Руководство по химическому анализу морских вод (утв. Решением Минэкологии России от 28.04.1992)"
  n1["РД 52.10.743-2010"]:::rst
  click n1 "https://bukva.ai/docs/rd-52-10-743-2010" "РД 52.10.743-2010. Руководящий документ. Общая щелочность морской воды. Методика измерений титриметрическим методом (утв. Росгидрометом)"
  n2["РД 52.10.743-2020"]:::doc
  click n2 "https://bukva.ai/docs/prikaz-rd-52-10-743-2020" "РД 52.10.743-2020. Руководящий документ. Общая щелочность морской воды. Методика измерений титриметрическим методом (введен в действие Приказом Росгидромета от 10.12.2020 N 549)"
  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;

Утвержден Руководителем Росгидромета 25 ноября 2020 года

Введен в действие Приказом Росгидромета от 10 декабря 2020 г. № 549

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ОБЩАЯ ЩЕЛОЧНОСТЬ МОРСКОЙ ВОДЫ

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ ТИТРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

РД 52.10.743-2020

Дата введения 22 февраля 2021 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова» (ФГБУ «ГОИН»)

2 РАЗРАБОТЧИКИ И.В. Архипова, Е.Н. Ктиторова, Ю.С. Лукьянов, А.Ф. Алюкаева

3 СОГЛАСОВАН:

• с Управлением мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды (УМСЗ) Росгидромета 25.11.2020;
• с Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-производственное объединение „Тайфун“ (ФГБУ „НПО „Тайфун“) 19.11.2020»

4 УТВЕРЖДЕН Руководителем Росгидромета 25.11.2020.

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 10.12.2020 № 549

5 АТТЕСТОВАНА Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»).

Свидетельство об аттестации методики измерений № 103-202/RA.RU.311787-2016/2019 от 17.12.2019, регистрационный код по Федеральному реестру ФР.1.31.2019.35859

6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН головной организацией по стандартизации Росгидромета ФГБУ «НПО „Тайфун“ 01.12.2020.»

ОБОЗНАЧЕНИЕ РУКОВОДЯЩЕГО ДОКУМЕНТА РД 52.10.743-2020

7 ВЗАМЕН РД 52.10.743-2010 «Общая щелочность морской воды. Методика измерений титриметрическим методом»

8 СРОК ПЕРВОЙ ПРОВЕРКИ 2030 год.

ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ 10 лет

Введение

Общая щелочность морской воды определяется суммарным содержанием в ней анионов слабых кислот — карбонатов, гидрокарбонатов, боратов, силикатов и фосфатов. Общая щелочность морских вод практически определяется карбонатной щелочностью, зависящей от суммарного содержания карбонатных и бикарбонатных ионов, и боратной щелочностью, зависящей от содержания ионов борной кислоты. Вклад ионов фосфорной, кремниевой, сероводородной и органической кислот в общую щелочность морской воды незначителен. Следовательно, под общей щелочностью морской воды понимается содержание анионов слабых кислот, выраженное в эквиваленте угольной кислоты. Количественно общую щелочность определяют числом миллимолей сильной кислоты, необходимой для нейтрализации 1 литра морской воды до pH 5,4 — 5,5 [1].

Установление общей щелочности морской воды и ее составляющих имеет большое значение для расчетов карбонатной системы океана. Щелочность морской воды зависит главным образом от ее солености и содержания в воде углекислого газа. В открытом океане ее величина составляет 2 — 2,5 ммоль/дм3, в определенных участках океанов и во внутренних морях, подверженных воздействию материкового стока, пределы изменения величины щелочности шире.

Основное назначение определения общей щелочности состоит в том, что с ее помощью можно отличить опреснение моря, вызванное стоком материковых вод, от опреснения, вызванного атмосферными осадками и таянием льдов; последние понижают соленость, но не изменяют общую щелочность. Кроме того, щелочность наряду с водородным показателем pH служит для расчета форм карбонатов и баланса углекислоты в море.

1 Область применения

Настоящий руководящий документ устанавливает методику измерений (далее — методика) общей щелочности морской воды титриметрическим методом в диапазоне измерений от 0,800 до 4,100 ммоль/дм3.

Настоящий руководящий документ предназначен для использования в лабораториях, осуществляющих наблюдения за состоянием и загрязнением морской воды.

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ ₈.135-2004 ГСИ. Стандарт-титры для приготовления буферных растворов — рабочих эталонов pH 2-го и 3-го разрядов. Технические и метрологические характеристики. Методы их определения

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 17.1.3.08-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод

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 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 3118-77 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 4107-78 Реактивы. Бария гидроокись 8-водная. Технические условия

ГОСТ 4198-75 Реактивы. Калий фосфорнокислый однозамещенный. Технические условия

ГОСТ 4199-76 Реактивы. Натрий тетраборнокислый 10-водный. Технические условия

ГОСТ 4234-77 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 5962-2013 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 6755-88 Реактив химический. Натронная известь

ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 11773-76 Реактивы. Натрий фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 14919-83 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия

ГОСТ 24363-80 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 28311-89 Дозаторы медицинские лабораторные. Общие технические требования и методы испытаний

ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний

ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-1-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 31861-2012 Вода. Общие требования к отбору проб

ГОСТ Р 53228-2008 Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические действия. Испытания

ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

Примечание - При пользовании настоящим руководящим документом целесообразно проверять действие ссылочных документов:

• стандартов — в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год.

Если ссылочный нормативный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим руководящим документом следует руководствоваться замененным (измененным) нормативным документом. Если ссылочный нормативный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Требования к показателям точности измерений

При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений, характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 1.

Таблица 1

Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих

4 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, реактивам, материалам

4.1 При выполнении измерений применяют следующие средства измерений и вспомогательные устройства:

• весы неавтоматического действия по ГОСТ Р 53228, специального (I) и высокого класса (II) точности с пределами допускаемой абсолютной погрешности не более +/- 0,001 г; +/- 0,05 г, соответственно;
• pH-метр или иономер любого типа с измерительным и вспомогательным электродами (или с комбинированным электродом), с погрешностью измерения pH не превышающей +/- 0,1 pH;
• колбы мерные 2-го класса точности, исполнения 2 или 2а, вместимостью: 100 см3 — 2 шт., 250 см3 — 1 шт., 500 см3 — 2 шт., 1000 см3 — 2 шт., 2000 см3 — 2 шт. по ГОСТ 1770;
• колба коническая Кн, исполнения 2, или плоскодонная П, исполнения 2, термостойкая вместимостью 2000 см3 по ГОСТ 25336;
• дозатор лабораторный, переменного объема с наконечниками 1 — 5 см3 по ГОСТ 28311 или пипетки градуированные 2-го класса точности, типа 1 или 3, исполнения 1 или 2 вместимостью 5 см3 — 1 шт. по ГОСТ 29227;
• бюретки 2-го класса точности, исполнения 2, 3, 4, вместимостью: 10 см3 — 1 шт., 5 см3 — 1 шт. по ГОСТ 29251;
• цилиндры мерные 2-го класса точности, исполнения 1 или 3 вместимостью: 50 см3 — 1 шт., 100 см3 — 1 шт. по ГОСТ 1770;
• стаканы типа В, исполнения 2, вместимостью 400 см3 — 2 шт. и 600 см3 — 1 шт. по ГОСТ 25336;
• стаканчики для взвешивания (бюксы) типа СВ-19/9 по ГОСТ 25336;
• стакан фарфоровый № 5 вместимостью 400 см3 по ГОСТ 9147;
• склянка (бутыль Вульфа), с нижним тубусом исполнения 1 по ГОСТ 25336;
• склянка для промывания газов (Дрекселя), типа СН исполнения 1 вместимостью 200 см3 по ГОСТ 25336;
• ступка с пестиком № 3 или № 4 по ГОСТ 9147;
• палочка стеклянная;
• трубка хлоркальциевая типа ТХ-П исполнения 1 по ГОСТ 25336;
• воронка лабораторная типа В, диаметром 56 мм по ГОСТ 25336;
• капельница исполнения 1, 2 по ГОСТ 25336;
• промывалка;
• микрокомпрессор любого типа;
• эксикатор исполнения 2, с диаметром корпуса 190 мм по ГОСТ 25336;
• аквадистиллятор ДЭ-4-02 [2];
• электроплитка с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева по ГОСТ 14919;
• сосуды полиэтиленовые для хранения растворов и проб воды, вместимостью: 0,1; 0,25; 0,5 и 1,0 дм3;
• пробки резиновые;
• трубки соединительные из силиконовой резины, полипропиленовые (тефлоновые, полихлорвиниловые), стеклянные с внутренним диаметром 5 — 6 мм.

Примечание — 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 При выполнении измерений применяют следующие реактивы и материалы:

• стандарт-титры для приготовления буферных растворов — рабочих эталонов pH, 2-го разряда по ГОСТ 8.135;
• калий хлористый, х.ч. по ГОСТ 4234;
• метиловый красный, ч.д.а. [3];
• метиленовый синий, ч.д.а. [4];
• фенолфталеин, ч.д.а. [5];
• соляная кислота, х.ч. по ГОСТ 3118;
• бария гидроокись 8-водная, ч.д.а. по ГОСТ 4107;
• калия гидроокись, х.ч. по ГОСТ 24363;
• натрия гидроокись, х.ч. по ГОСТ 4328;
• натрий тетраборнокислый 10-водный (бура), х.ч. по ГОСТ 4199;
• натрий бромистый (бромид натрия), ч.д.а. [6];
• спирт этиловый ГОСТ 5962;
• натронная известь по ГОСТ 6755;
• вода дистиллированная по ГОСТ 6709;
• фильтры бумажные обеззоленные «синяя лента» и «белая лента» [7].

Примечание - Допускается использование реактивов и материалов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 4.2.

5 Метод измерений

5.1 Выполнение измерений общей щелочности основано на взаимодействии гидрокарбонатных ионов с сильной кислотой с образованием слабой угольной кислоты, распадающейся в растворе на H2O и свободный CO2. Анионы других слабых кислот, превращаются в соответствующие кислоты, гидроксид-ионы и воду.

5.2 Выполнение измерений осуществляется:

• вариант 1 предусматривает прямое титрование пробы морской воды раствором соляной кислоты с одновременным пропусканием через титруемую пробу потока свободного от CO2 воздуха для удаления выделяющейся углекислоты [8]. Конечную точку титрования определяют по изменению цвета индикатора с точкой перехода pH 5,5;
• вариант 2 предусматривает титрование пробы раствором соляной кислоты с одновременным пропусканием через титруемую пробу потока свободного от CO2 воздуха до pH 5,5 с потенциометрической индикацией точки конца титрования.

6 Требования безопасности, охраны окружающей среды

6.1 При выполнении измерений общей щелочности в пробах морских вод соблюдают требования безопасности, установленные в национальных стандартах и в правилах [9].

6.2 По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся к 2-му и 3-му классам опасности по ГОСТ 12.1.007.

6.3 Массовая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должна превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005.

6.4 При работе с кислотами руки должны быть защищены резиновыми перчатками, глаза — защитными очками.

6.5 Отработанные растворы кислот сливают в канализацию после нейтрализации содой.

7 Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускают лиц с необходимым профессиональным образованием, освоившие методику, со стажем работы в лаборатории не менее 6 мес.

8 Требования к условиям измерений

При выполнении измерений в лаборатории соблюдают следующие условия: - температура воздуха, °C ................................... 22 +/- 5; - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) ............ от 84,0 до 106,7; (от 630 до 800); - влажность воздуха при температуре 25 °C, не более, % ............ 80; - напряжение в сети, В ..................................... 20 +/- 10; - частота переменного тока в сети питания, Гц ............. 50 +/- 0,2.

9 Подготовка к выполнению измерений

9.1 Отбор и хранение проб

Отбор проб производят в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05, ГОСТ 17.1.3.08 и ГОСТ 31861. Оборудование для отбора должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04 и ГОСТ 31861.

Пробу воды для определения щелочности отбирают из батометра после взятия проб на кислород и водородный показатель (pH) в полиэтиленовые сосуды, заполняя их до краев, и герметично закрывают. Объем пробы не менее 200 см3. Щелочность определяют сразу же после отбора пробы. Если это невозможно, пробы хранят при температуре от 4 °C до 8 °C не более 1 сут.

9.2 Приготовление растворов и реактивов

9.2.1 Дистиллированная вода, свободная от CO2

Свободную от CO2 воду готовят кипячением дистиллированной воды в колбе вместимостью 2000 см3 в течение часа. Быстро охлаждают до комнатной температуры и хранят в стеклянной емкости снабженной хлоркальциевой трубкой заполненной гидроокисью калия или натрия, не более 1 мес.

9.2.2 Раствор соляной кислоты с молярной концентрацией 0,05 моль/дм3

При приготовлении из стандарт-титра содержимое ампулы переносят в мерную колбу вместимостью 2000 см3, доводят объем до метки дистиллированной водой свободной от CO2 и перемешивают.

При отсутствии стандарт-титра раствор готовят из концентрированной соляной кислоты. Для этого 2,1 см3 соляной кислоты разбавляют в мерной колбе вместимостью 500 см3 свободной от CO2 дистиллированной водой.

При хранении в герметично закрытой посуде раствор устойчив.

9.2.3 Раствор соляной кислоты с молярной концентрацией 0,02 моль/дм3

Отбирают мерным цилиндром 100 см3 раствора соляной кислоты с концентрацией 0,05 моль/дм3, помещают в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доводят до метки свободной от CO2 дистиллированной водой.

Точную концентрацию раствора соляной кислоты устанавливают в соответствии с 9.2.15.

Срок хранения в герметично закрытой посуде не более 6 мес.

9.2.4 Раствор натрия тетраборнокислого 10-водного (буры) с молярной концентрацией 0,02 моль/дм3

При приготовлении из стандарт-титра содержимое ампулы переносят в мерную колбу вместимостью 2000 см3, доводят объем до метки дистиллированной водой свободной от CO2 и перемешивают.

При отсутствии стандарт-титра раствор готовят из реактива квалификации х.ч. (или перекристаллизованной в соответствии с приложением А). Для приготовления из реактива буру растирают в чистой сухой ступке до однородного состояния, помещают в бюкс и выдерживают до постоянной массы в эксикаторе над бромидом натрия, смоченным несколькими каплями воды.

В мерной колбе на 250 см3 растворяют 0,95 г измельченной и высушенной буры в дистиллированной воде свободной от CO2.

Для предотвращения поглощения CO2 из воздуха раствор хранят в герметично закрытой полиэтиленовой посуде не более 3 мес.

9.2.5 Раствор натрия гидроокиси с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3

Растворяют 4,0 г натрия гидроокиси (NaOH) в 1000 см3 дистиллированной воды.

9.2.6 Раствор натрия гидроокиси 50%-ный

Растворяют 50,0 г натрия гидроокиси (NaOH) в фарфоровом стакане в дистиллированной воде объемом от 50 до 60 см3.

9.2.7 Насыщенный раствор гидроокиси бария (баритовая вода)

Взбалтывают от 10 до 15 мин 8,0 г гидроокиси бария со 100 см3 теплой дистиллированной воды свободной от CO2. После охлаждения раствор декантируют.

Раствор хранят в герметично закрытой полиэтиленовой посуде. Срок годности раствора — до помутнения.

9.2.8 Раствор метиленового синего 0,1%-ный

Раствор метиленового синего готовят растворением 0,1 г индикатора в 100 см3 этилового спирта. Раствор устойчив.

9.2.9 Раствор фенолфталеина 0,5%-ный

Раствор фенолфталеина готовят растворением 0,5 г индикатора в 100 см3 этилового спирта. Раствор устойчив.

9.2.10 Раствор соляной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3

В мерную колбу вместимостью 500 см3 добавляют от 50 до 100 см3 дистиллированной воды свободной от CO2, приливают 4,2 см3 соляной кислоты и доводят до метки этой же водой.

9.2.11 Смешанный индикатор

Для приготовления смешанного индикатора 0,16 г метилового красного растирают в ступке с 5,9 см3 раствора NaOH концентрацией 0,1 моль/дм3. Содержимое ступки смывают в стакан этиловым спиртом и добавляют еще столько спирта, чтобы общий объем раствора был равен 400 см3. В полученный раствор метилового красного добавляют 24 см3 0,1%-ного спиртового раствора метиленового синего.

Правильно приготовленный индикатор должен иметь зеленовато-бурую окраску. Если индикатор получился зеленого цвета, то по каплям прибавляют раствор соляной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3; при буром цвете индикатора прибавляют раствор гидроокиси натрия концентрацией 0,1 моль/дм3. Нейтрализацию проводят очень осторожно и при добавлении каждой капли индикатор тщательно перемешивают или стеклянной палочкой, или на магнитной мешалке. Хранить смешанный индикатор следует в темной, хорошо закрытой склянке в холодильнике. Срок годности — до помутнения или изменения цвета.

9.2.12 Образцовые буферные растворы для определения по варианту 2

Образцовые буферные растворы, имеющие значения pH 4,01 и 6,86 при 25 °C, готовят из стандарт-титров в соответствии с инструкцией по их применению.

При отсутствии стандарт-титров буферные растворы готовят из солей согласно приложению Б.

Буферные растворы хранят в герметично закрытых полиэтиленовых сосудах в холодильнике не более 3 мес.

9.2.13 Насыщенный раствор хлорида калия для определения по варианту 2

60,0 г хлорида калия растворяют в 200 см3 дистиллированной воды при температуре от 50 °C до 60 °C и охлаждают раствор до комнатной температуры. Раствор устойчив.

9.2.14 Подготовка pH-метра (иономера) и электродов для определения по варианту 2

Подготовку pH-метра (иономера), измерительного стеклянного и вспомогательного электродов к работе и градуировку осуществляют в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора и паспортами на электроды.

Ежедневную проверку работы прибора и электродов осуществляют по буферным растворам с pH 4,01 и pH 6,86. Если отклонение измеренной величины pH превышает +/- 0,05 pH от заданной величины, то проводят повторную градуировку прибора.

9.2.15 Определение поправочного коэффициента к концентрации раствора соляной кислоты

В колбу для титрования отбирают пипеткой с одной меткой 10 см3 раствора буры 0,02 моль/дм3, прибавляют одну каплю смешанного индикатора и титруют из бюретки вместимостью 5 см3 раствором соляной кислоты концентрацией 0,02 моль/дм3 при постоянном пропускании через раствор очищенного воздуха свободного от CO2 (рисунок 1). Титрование ведут до бледно-розовой окраски раствора, которая не изменяется при пропускании воздуха в течение минуты. Титрование повторяют от двух до трех раз и, если расхождение между результатами не превышает 0,01 см3, за результат принимают их среднее арифметическое значение.

1 — проба; 2 — штатив; 3 — бюретка; 4 — микрокомпрессор; 5 — склянка с гидроокисью натрия; 6 — склянка с баритовой водой; 7 — склянка Вульфа с соляной кислотой; 8 — хлоркальциевая трубка с натронной известью

Рисунок 1 — Схема установки для выполнения измерений по варианту 1

Поправочный коэффициент K к концентрации соляной кислоты определяют по формуле

K = Vб/Vк, (1)

где Vб — объем раствора буры концентрацией 0,02 моль/дм3, см3;

Vк — объем раствора соляной кислоты концентрацией 0,02 моль/дм3, пошедший на титрование, см3.

10 Порядок выполнения измерений

10.1 Выполнение измерений по варианту 1

Пробы воды для определения щелочности должны принять температуру помещения.

Для выполнения титрования собирают установку в соответствии с рисунком 1. В склянку № 5 приливают 50 см3 раствора гидроокиси натрия 50%-ного, в склянку № 6 — 50 см3 баритовой воды и три-четыре капли 0,5%-ного раствора фенолфталеина. При обесцвечивании баритовой воды необходимо заменить растворы в склянках № 5 и № 6.

Во время титрования должен быть исключен контакт раствора буры с воздухом во избежание поглощения CO2. Для этого склянку с раствором буры герметично соединяют с бюреткой и закрывают пробкой с хлоркальциевой трубкой, заполненной натронной известью.

В колбу вместимостью 100 см3 отбирают мерным цилиндром 50 см3 пробы и добавляют от пяти до шести капель смешанного индикатора. Пробу титруют раствором соляной кислоты с молярной концентрацией 0,02 моль/дм3 из бюретки вместимостью 10 см3, пропуская через пробу очищенный воздух, обеспечивая интенсивное перемешивание пробы. Титрование начинают через 3 — 5 мин с начала пропускания воздуха. Титрование ведут до появления устойчивой в течение 30 с серой окраски со следами красного. Повторяют титрование с аликвотой пробы. При повторном титровании, если результат не отличается более чем на 0,05 см3, за результат принимают среднее арифметическое значение объемов раствора кислоты.

10.2 Выполнение измерений по варианту 2

Для выполнения измерений собирают установку в соответствии с рисунком 2 (заполнение склянок № 5, № 6 и трубки № 8 проводят так же, как и по варианту 1).

1 — проба; 2 — pH-метр; 3 — бюретка; 4 — микрокомпрессор; 5 — склянка с гидроокисью натрия; 6 — склянка с баритовой водой; 7 — склянка Вульфа с соляной кислотой; 8 — хлоркальциевая трубка с натронной известью

Рисунок 2 — Схема установки для выполнения измерений по варианту 2

Опускают конец трубки от микрокомпрессора до дна стакана вместимостью 100 см3, включают подачу очищенного воздуха, добавляют мерным цилиндром 50 см3 пробы, опускают в раствор электроды.

Наконечник бюретки опускают как можно ближе к поверхности раствора и медленно титруют раствором соляной кислоты 0,02 моль/дм3, обеспечивая интенсивное перемешивание пробы очищенным воздухом.

Титрование проводят, добавляя раствор кислоты по каплям, до pH 5,50. Конечная точка титрования должна быть стабильной не менее 30 с.

Повторяют титрование с аликвотой пробы и, если расхождение между параллельными титрованиями не превышает 0,05 см3, за результат принимают среднее арифметическое значение объемов раствора кислоты.

11 Обработка результатов измерений

Общую щелочность морской воды Xalk, ммоль/дм3, рассчитывают по формуле

X_{alk} = \frac{V_{\text{к}} \cdot C_{k} \cdot K \cdot 1000}{V} , (2)

где Vк — объем раствора кислоты, пошедший на титрование, см3;

Ck — молярная концентрация раствора кислоты, моль/дм3;

K — поправочный коэффициент к концентрации раствора соляной кислоты, определенный по 9.2.15;

1000 — коэффициент для пересчета моли в ммоли;

V — объем анализируемой пробы морской воды, см3.

За результат измерений общей щелочности морской воды принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, если выполняется условие приемлемости

|X₁ - X₂| <= r, (3)

где X₁, X₂ - значения двух параллельных определений общей щелочности, ммоль/дм3;

r — предел повторяемости, значение которого приведено в таблице 1, ммоль/дм3.

Если условие (3) не выполняется, то проводят повторные измерения и проверку приемлемости результатов измерений в условиях повторяемости в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 (пункт 5.2.2).

12 Оформление результатов измерений

Результат измерений общей щелочности морской воды в документах представляют в виде

\overline{X_{alk}} \pm \Delta , ммоль/дм3 (P = 0,95), (4)

где \overline{X_{alk}} — среднее арифметическое двух параллельных результатов измерений общей щелочности морской воды, моль/дм3;

\pm \Delta — границы абсолютной погрешности измерений общей щелочности (таблица 1), ммоль/дм3.

Числовое значение окончательного результата измерений должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и числовое значение границ, в которых находится абсолютная погрешность измерений.

13 Проверка приемлемости результатов измерений, полученных в условиях воспроизводимости

Проверку приемлемости результатов измерений общей щелочности морской воды, полученных в условиях воспроизводимости (определение в разных лабораториях, m = 2), проводят с учетом требований ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 (подпункт 5.3.2.1).

Результаты измерений, выполненные в условиях воспроизводимости, считаются приемлемыми, если выполняется условие

|X'₁ - X'₂| <= R, (5)

где X'₁, X'₂ - значения двух параллельных определений общей щелочности, полученные в двух лабораториях, в условиях воспроизводимости, ммоль/дм3;

R — предел воспроизводимости, значение которого приведено в таблице 1, ммоль/дм3.

14 Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории

Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории осуществляют по ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 (пункт 6.2.2), используя метод контроля стабильности стандартного (среднеквадратичного) отклонения повторяемости.

Периодичность контроля стабильности результатов измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.

При неудовлетворительных результатах контроля, превышение предела действия или регулярное превышение предела предупреждения, выясняют причины этих отклонений, в том числе проводят смену реактивов, проверяют работу оператора.

В случае возникновения спорной ситуации следует руководствоваться положениями ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 (пункты 5.3.3, 5.3.4).

Приложение А (рекомендуемое)

ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ НАТРИЯ ТЕТРАБОРНОКИСЛОГО 10-ВОДНОГО (БУРЫ)

А.1 Назначение и область применения

Настоящее приложение регламентирует процедуру перекристаллизации натрия тетраборнокислого 10-водного (буры).

А.2 Оборудование, вспомогательные устройства и материалы

А.2.1 Весы лабораторные по ГОСТ Р 53228, высокого (II) класса точности с пределами допускаемой абсолютной погрешности не более +/- 0,05 г.

А.2.2 Колба коническая Кн, исполнения 2, вместимостью 250 см3 по ГОСТ 25336.

А.2.3 Колба с тубусом (Бунзена) вместимостью 250 см3 по ГОСТ 25336.

А.2.4 Стаканы типа В, исполнения 2, вместимостью 400 см3 по ГОСТ 25336.

А.2.5 Воронка лабораторная типа В, диаметром 100 мм по ГОСТ 25336.

А.2.6 Воронка Бюхнера № 1 или № 2 по ГОСТ 9147.

А.2.7 Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента» [7].

А.2.8 Насос вакуумный.

А.2.9 Чашка Петри исполнения 1, диаметром 100 мм по ГОСТ 25336.

А.2.10 Ступка с пестиком № 3 или № 4 по ГОСТ 9147.

А.2.11 Электроплитка с закрытой спиралью и регулируемой мощностью нагрева по ГОСТ 14919.

А.2.12 Термометр жидкостный стеклянный, диапазон измерений от 0 °C до 100 °C, цена деления шкалы 1 °C по ГОСТ 28498.

А.2.13 Стаканчики для взвешивания (бюксы), типа СВ-19/9 по ГОСТ 25336.

А.2.14 Эксикатор исполнения 2 с диаметром корпуса 190 мм по ГОСТ 25336.

А.2.15 Палочка стеклянная.

А.2.16 Трубки соединительные.

А.3 Исходные компоненты аттестованных растворов

А.3.1 Натрий тетраборнокислый 10-водный (бура), х.ч. по ГОСТ 4199.

А.3.2 Натрий бромистый (бромид натрия), ч.д.а. [6].

А.3.3 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

А.4 Требования безопасности

Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.

А.5 Требования к квалификации операторов

Процедуру может проводить инженер или лаборант, имеющий специальную подготовку.

А.6 Процедура проведения перекристаллизации

В 200 см3 дистиллированной воды растворяют от 41,0 до 42,0 г буры при нагревании не выше 60 °C. Теплый раствор быстро фильтруют через складчатый бумажный фильтр «белая лента» в чистый стакан. Фильтрат охлаждают при перемешивании до комнатной температуры, а затем в воде со льдом.

Выпавшие кристаллы отфильтровывают в воронке Бюхнера с фильтром «белая лента» и сушат на воздухе в чашке, накрытой бумажным фильтром, периодически перемешивая палочкой, в течение 2 — 3 сут. После этого растирают буру в ступке до однородного состояния. Высушенная бура не должна прилипать к сухой стеклянной палочке.

Хранят препарат в бюксе в эксикаторе над бромидом натрия, смоченным небольшим количеством воды.

Приложение Б (рекомендуемое)

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВЫХ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ ИЗ СОЛЕЙ

Б.1 Назначение и область применения

Настоящее приложение регламентирует процедуру приготовления образцовых буферных растворов из солей.

Б.2 Оборудование, вспомогательные устройства

Б.2.1 Весы неавтоматического действия по ГОСТ Р 53228, специального (I) класса точности с пределами допускаемой абсолютной погрешности не более +/- 0,001 г.

Б.2.2 Колба мерная, 2-го класса точности, исполнения 2 или 2а с притертой пробкой, вместимостью 500 см3 — 3 шт. по ГОСТ 1770.

Б.2.3 Стаканчики для взвешивания (бюксы) типа СВ-19/9 по ГОСТ 25336.

Б.2.4 Эксикатор, исполнения 2, диаметром корпуса 190 мм по ГОСТ 25336.

Б.2.5 Шкаф сушильный, обеспечивающий поддержание заданного температурного режима от 20 °C до 200 °C с пределами допускаемой абсолютной погрешности +/- 2 °C.

Б.3 Исходные компоненты аттестованных растворов

Б.3.1 Калий фталевокислый, ч.д.а. по [10].

Б.3.2 Калий фосфорнокислый однозамещенный, ч.д.а. по ГОСТ 4198.

Б.3.3 Натрий фосфорнокислый двузамещенный, ч.д.а. по ГОСТ 11773.

Б.3.4 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Б.4 Требования безопасности

Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.

Б.5 Требования к квалификации операторов

Процедуру может проводить инженер или лаборант, имеющий специальную подготовку.

Б.6 Процедура приготовления буферных растворов

Б.6.1 Буферный раствор с pH 4,01

Количественно переносят 5,10 г предварительно высушенного при температуре 110 °C до постоянной массы калия фталевокислого в мерную колбу вместимостью 500 см3, растворяют в свободной от CO2 дистиллированной воде, доводят объем раствора до метки дистиллированной водой и перемешивают.

При температуре 25 °C этот раствор имеет pH 4,01.

Б.6.2 Буферный раствор с pH 6,86

В мерную колбу вместимостью 500 см3 количественно переносят 0,68 г калия фосфорнокислого однозамещенного и 0,71 г натрия фосфорнокислого двузамещенного, предварительно высушенных до постоянной массы при температуре 110 °C, растворяют в свободной от CO2 дистиллированной воде, доводят объем до метки той же водой и перемешивают.

При температуре 25 °C этот раствор имеет pH 6,86.

Б.7 Требования к маркировке

На склянки с буферными растворами должны быть наклеены этикетки с указанием значения pH и даты приготовления.

Б.8 Условия хранения

Все буферные растворы хранят в герметично закрытых полиэтиленовых сосудах в холодильнике не более 3 мес.

БИБЛИОГРАФИЯ