Методические указания по фотометрическому измерению концентраций гексаметилдисилазана в воздухе рабочей зоны

(утв. Минздравом СССР 12.12.1988 № 4734-88)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ФОТОМЕТРИЧЕСКОМУ ИЗМЕРЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГЕКСАМЕТИЛДИСИЛАЗАНА В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

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 Министерства здравоохранения СССР и других заинтересованных министерств и ведомств.

Методические указания разрабатываются и утверждаются с целью обеспечения контроля соответствия физических концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны их предельно допустимым концентрациям (ПДК) — санитарно-гигиеническим нормативам, утверждаемым 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 одобрены Проблемной комиссией «Научные основы гигиены труда и профессиональной патологии». Методические указания являются обязательными при осуществлении вышеуказанного контроля.

    [(CH ) -Si] -NH                                    М.м. 161,4.
        3 3    2

Гексаметилдисилазан — бесцветная, прозрачная, летучая жидкость со слабым запахом аммиака, Т. кип. 126 °C, упругость пара 7,4 мм рт. ст. Хорошо растворяется в неполярных органических растворителях.

В воздухе находится в виде паров.

Гексаметилдисилазан относится к веществам 3 класса опасности. Обладает выраженным наркотическим действием, хорошо проникает через кожный покров.

ПДК вещества в воздухе 2 мг/куб. м.

Характеристика метода

Метод основан на разрушении гексаметилдисилазана концентрированной серной кислотой, сплавлении минерального остатка с карбонатной смесью и фотометрическом измерении кремневой кислоты по синему кремнемолибденовому комплексу.

Отбор проб проводится с концентрированием на серную кислоту.

Нижний предел измерения содержания гексаметилдисилазана в фотометрируемом объеме 1,5 мкг (по кремнию — 0,5 мкг, коэффициент пересчета кремния на гексаметилдисилазан — 2,9).

Нижний предел измерения гексаметилдисилазана в воздухе 1 мг/куб. м (при отборе 2 л воздуха).

Диапазон измеряемых концентраций от 1 до 20 мг/куб. м.

Измерению не мешают аммиак, углекислый газ, метиламин.

Измерению мешают другие кремнийорганические соединения.

Суммарная погрешность измерения не превышает +/- 25%.

Время выполнения измерения, включая отбор проб, около 70 минут.

Приборы, аппаратура, посуда

Фотоэлектроколориметр.

Аспирационное устройство.

Поглотительные сосуды Рыхтера (внутренний диаметр шариков 8 мм, высота 170 мм).

Пробирки колориметрические высотой 120 мм, вн. дм. 15 мм.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 и 100 мл.

Полиэтиленовые склянки для хранения растворов.

Агатовая ступка.

Секундомер, ГОСТ 5072-72.

Электрическая плитка.

Печь муфельная.

Тигли или чашки платиновые.

Щипцы тигельные (с платиновыми наконечниками).

Реактивы, растворы и материалы

Гексаметилдисилазан, ТУ 6-02-872-74, чда.

Серная кислота, ГОСТ 4207-77, хч, уд. вес 1,84, 10 н и 1 н растворы.

Аммония молибдат, ГОСТ 2677-78, хч; 7,5 аммония молибдата растворяют в горячей воде, прибавляют 32 мл 10 н раствора серной кислоты и по охлаждении доводят водой до 100 мл.

Винная кислота, ГОСТ 5817-77, чда, 5-процентный раствор, свежеприготовленный.

Аскорбиновая кислота, ФХ 6, 1-процентный раствор, свежеприготовленный.

Калия карбонат, безводный, ГОСТ 4221-76, хч, кристаллический.

Натрия карбонат, безводный, ГОСТ 83-79, хч, кристаллический.

Составной плавень. Готовят из составных частей карбонатов калия и натрия, взятых в отношении 5:4, смесь растирают в агатовой ступке. Готовый составной плавень сохраняют в банке с пришлифованной пробкой.

Стандартный раствор гексаметилдисилазана № 1: во взвешенную мерную колбу вместимостью 25 мл, содержащую 5 — 10 мл концентрированной серной кислоты, вносят 1 — 2 капли гексаметилдисилазана, колбу взвешивают вторично. Раствор доводят до метки концентрированной серной кислотой и перемешивают. Рассчитывают концентрации гексаметилдисилазана в мкг/мл.

Стандартный раствор № 2 с концентрацией 100 мкг/мл кремния.

Отбирают около 2 мл стандартного раствора № 1, содержащего 2500 мкг кремния, и помещают в платиновые чашки или тигли. Чашки помещают на электроплитку, покрытую асбестом. Раствор выпаривают досуха, до полного прекращения выделения белых паров, затем дополнительно прокаливают кратковременно в муфельной печи при температуре 800 — 900 °C в течение 5 минут. По охлаждении в чашку вносят 0,1 г составного плавня и 2 мл воды. Слегка наклоняя чашку, осторожно смывают стенки содержащимся в нем щелочным раствором. Чашку сначала помещают на электроплитку, покрытую асбестом, и после выпаривания раствора досуха помещают на 10 минут в раскаленную до 800 — 900 °C муфельную печь до получения однородной расплавленной массы.

По охлаждении плав выщелачивают 4 мл горячей воды, нагревая раствор в чашке почти до кипения. Раствор плава осторожно подкисляют раствором 1 н серной кислоты до pH = 1,5 — 2, сливают в мерную колбу на 25 мл и доводят объем в колбе до метки. Раствор устойчив в течение месяца при хранении в полиэтиленовой склянке.

Стандартный раствор № 3 с концентрацией кремния 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора № 2 водой в день анализа.

Стандартные растворы можно приготовить из метасиликата натрия.

Натрия метасиликат, ГОСТ 4239-77, чда, кристаллический.

Во взвешенную мерную колбу вместимостью 25 мл, содержащую 5 — 10 мл воды, вносят 65 — 70 мг метасиликата натрия, колбу взвешивают вторично. Раствор доводят до метки водой и перемешивают. Рассчитывают содержание кремния в 1 мл раствора. Разбавлением водой готовят стандартные растворы с содержанием кремния, соответствующим концентрации 100 мкг/мл и 10 мкг/мл. Растворы хранятся в полиэтиленовых склянках, устойчивы в течение 10 суток.

Отбор проб воздуха

Воздух с объемным расходом 0,2 — 0,3 л/мин. аспирируют через два последовательно соединенных поглотительных сосуда Рыхтера, содержащих по 2 мл концентрированной серной кислоты. Для измерения 1/2 ПДК гексаметилдисилазана следует отобрать 2 л воздуха. Срок хранения отобранных проб 1 сутки.

Подготовка к измерению

Для количественного измерения содержания вещества в анализируемом объеме пробы готовят шкалу градуировочных растворов согласно таблице.

Номер стандарта	Стандартный раствор № 3, мл	Вода, мл	Содержание кремния, мкг
1	0,00	4,00	0,00
2	0,05	3,95	0,50
3	0,10	3,90	1,00
4	0,20	3,80	2,00
5	0,40	3,60	4,00
6	0,60	3,40	6,00
7	0,80	3,20	8,00
8	1,00	3,00	10,00

Растворы устойчивы в течение часа.

Каждый из градуировочных растворов переносят в колориметрические пробирки, затем добавляет 0,1 мл раствора молибдата аммония. Через 5 минут приливают 1 мл 5-процентного раствора винной и 0,1 мл 1-процентного раствора аскорбиновой кислоты. После каждого внесения реактива содержимое пробирок взбалтывают. Через 20 минут измерят оптическую плотность окрашенных в синий цвет растворов на фотоэлектроколориметре при длине волны 597 нм. Измерение проводят в кюветах с толщиной поглощающего слоя 10 мм по отношению к раствору сравнения, не содержащему определяемого вещества (раствор № 1 по таблице).

Строят градуировочный график: на ось ординат наносят значения оптических плотностей градуировочных растворов, на ось абсцисс — соответствующие им величины содержания вещества в градуировочном растворе (в мкг).

Проверка градуировочного графика проводится 1 раз в 3 месяца или в случае использования новой партии реактивов.

Проведение измерения

После прекращения отбора пробы растворы в поглотительных сосудах перемешивают, смывая адсорбировавшееся вещество со стенок входных трубок этим же раствором с помощью резиновой груши. Содержимое поглотительных сосудов и такой же объем поглотительной жидкости (контрольный раствор сравнения) количественно переносят в платиновые чашки или тигли и проводят дальнейшую обработку и измерение оптической плотности аналогично градуировочным растворам.

Количественное измерение содержания вещества (в мкг) в анализируемой пробе проводят по одновременно построенному градуировочному графику.

Расчет концентрации

Концентрацию гексаметилдисилазана в воздухе в мг/куб. м (C) вычисляют по формуле:

                                а

C = K x -, V

где:

а — содержание кремния в анализируемой пробе, найденное по градуировочному графику, мкг;

K — коэффициент пересчета кремния на гексаметилдисилазан — 2,9;

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

Приложение 1

Приведение объема воздуха к температуре 20 °C и давлению 760 мм рт. ст. проводят по следующей формуле:

                     V  x (273 + 20) x P
                      t

20 = -------------------, (273 + t°) x 101,33

где:

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

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

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

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

°C	Давление P, 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	1,1768	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	1,1158	1,1218	1,1278	1,1338	1,1399	1,1400	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
-6	1,0540	1,0599	1,0657	1,0714	1,0772	1,0829	1,0887	1,0945	1,0974	1,1032
-2	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
+2	1,0234	1,0291	1,0347	1,0402	1,0459	1,0514	1,0571	1,0627	1,0655	1,0712
+6	1,0087	1,0143	1,0198	1,0253	1,0309	1,0363	1,0419	1,0475	1,0502	1,0557
+10	0,9944	0,9999	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	0,9799	0,9851
+28	0,9349	0,9401	0,9453	0,9503	0,9555	0,9605	0,9657	0,9708	0,9734	0,9785
+30	0,9288	0,9339	0,9891	0,9440	0,9432	0,9542	0,9594	0,9645	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

---