Утверждаю

Заместитель Главного

санитарного врача СССР

16 мая 1973 г. N 1087-73

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

НА МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСЛОВ МАРГАНЦА В ВОЗДУХЕ

 

Настоящие Технические условия распространяются на метод определения содержания окислов марганца в воздухе промышленных помещений при санитарном контроле.

 

I. Общая часть

 

1. Метод определения закиси марганца основан на амперометрическом титровании его пирофосфатного раствора (рН 6,0 - 6,5) перманганатом калия при образовании нерастворимого комплекса (двуокись марганца переводят в закись обработкой щавелевой и серной кислот). Метод определения окиси марганца основан на амперометрическом титровании его пирофосфатного раствора (рН 2,0 - 2,5) солью Мора.

2. Минимально определяемое количество - 0,2 мкг.

3. Определению не мешают железо, хром, цинк, никель.

4. Предельно допустимая концентрация марганца (в пересчете на двуокись марганца) - 0,3 мг/куб. м.

 

II. Реактивы и аппаратура

 

5. Применяемые реактивы и растворы.

Пирофосфат натрия, ГОСТ 342-66, 0,25 М раствор. Применяется в качестве буфера и фона (рН = 2,0 - 2,5; 6,0 - 6,5), а также для отделения двух- и трехвалентного марганца от двуокиси марганца. 97 г пирофосфата натрия растворяют в дважды перегнанной воде, находящейся в мерной колбе, при нагревании в присутствии небольшого количества двуокиси свинца. Долив воду до метки, раствор охлаждают, фильтруют и подкисляют серной кислотой до соответствующего рН. Для приготовления буферного раствора с рН = 6,0 - 6,5 необходимо к 1 л раствора прибавить 10 мл концентрированной серной кислоты, а для раствора с рН = 2,0 - 2,5 - около 25 мл. Значение рН необходимо определить на рН-метре. Для растворения окислов марганца используют раствор с рН = 2,0 - 2,5, на четыре части которого добавляют одну часть концентрированной серной кислоты.

Калий марганцевокислый, ГОСТ 4527-65, 0,01 М раствор (является исходным для приготовления титрующего раствора).

Соль Мора, ГОСТ 4208-66, 0,01 М раствор (является исходным для приготовления титрующего раствора).

Кислота щавелевая, ГОСТ 5873-68, 8-процентный раствор.

Кислота серная, ГОСТ 4204-66, концентрированная.

Кислота азотная, ГОСТ 4461-67, концентрированная.

Бидистиллят.

6. Применяемые посуда и приборы.

Микробюретка емкостью 3 мл.

Пипетки, ГОСТ 1770-59, емкостью 1; 5 и 10 мл.

Склянки реактивные.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-59.

Фильтры стеклянные N 4.

Колбы для отсасывания под вакуумом.

Чашки фарфоровые.

Воздуходувка с реометром.

Аллонж, заполненный стеклянной или гигроскопической ватой.

Электрод платиновый (проволока диаметром 0,3 мм и длиной 7 мм, впаянная в стеклянную трубку).

Полуэлемент каломельный.

Вольтметр постоянного тока.

Реостаты или магазин сопротивления.

Аккумулятор или сухой элемент напряжением 4 В.

Гальванометр зеркальный чувствительностью 10 А.

Столик, вращающийся со скоростью не менее 78 об./мин.

рН-метр.

 

III. Отбор пробы воздуха

 

7. Для фазового анализа дым и пыль, содержащие окислы марганца, улавливают в аллонж, заполненный стеклянной ватой, куда предварительно вводят 1 - 2 мл смеси (4:1) пирофосфатного раствора с рН = 2,0 - 2,5 и концентрированной серной кислоты. Для определения общего содержания марганца улавливание производят в аллонж, заполненный гигроскопической ватой, смоченной смесью (1:1) концентрированной серной и 8-процентной щавелевой кислот. Фильтры АФА применять нельзя. Скорость отбора не более 5 - 7 л/мин. при сопротивлении 5 - 6 мм рт. ст. Для анализа необходимо отобрать 100 - 200 л.

 

IV. Описание определения

 

8. Для определения фазового состава аллонж со стеклянной ватой вставляют в пробку стеклянного фильтра N 4, соединенного с колбой для отсасывания. Стеклянную вату полностью заливают горячей (70 - 80 °С) смесью (4:1) пирофосфатного раствора (рН = 2,0 - 2,5) и концентрированной серной кислоты. Для медленного отсасывания дают небольшое разряжение. Постепенно добавляют горячую смесь (на растворение и промывку должно быть затрачено 50 - 60 мл). После полного отсасывания фильтрат сливают в другую емкость. Колбу ополаскивают этой же смесью (5 - 6 мл) и промывную жидкость сливают в фильтрат. Измеряют объем раствора, содержащего фильтрат и промывную жидкость, анализируют его на содержание закиси и окиси марганца. Затем стеклянную вату в аллонже заливают горячей (70 - 80 °С) смесью (1:1) концентрированной серной кислоты и 8-процентной щавелевой кислоты. Фильтрование идет при очень малом разряжении. На растворение или промывку должно быть затрачено 40 - 50 мл смеси. Фильтрат вместе со смывом колбы переводят в фарфоровую чашку и упаривают до появления белых паров серной кислоты и прекращения выделения пузырьков газа. Содержимое чашки разбавляют 5 - 10 мл бидистиллята, объем раствора измеряют и определяют содержание двуокиси марганца.

Для определения общего содержания марганца гигроскопическую вату из аллонжа осторожно переводят в фарфоровую чашку, внутреннюю часть аллонжа протирают несколькими тампонами ваты, которые также помещают в чашку. Вату осторожно сжигают, озоляют и обрабатывают 2 - 3 мл смеси серной и 8-процентной щавелевой кислот. Затем содержимое чашки нагревают до появления белых паров и прекращения выделения пузырьков газа. По охлаждении в чашку наливают 5 - 10 мл воды, объем раствора измеряют и определяют общее содержание марганца в виде закиси марганца.

Для амперометрического титрования из приготовленных растворов отбирают 2 - 3 мл и разбавляют в 5 или 10 раз смесью пирофосфата натрия с серной кислотой. В стакан для титрования наливают 1 - 2 мл анализируемого раствора и до 50 мл пирофосфатного буфера, затем опускают ключ каломельного полуэлемента и платиновый электрод, которые соединяют с полярографом или с приборами, собранными по обычной амперометрической схеме. При определении закиси марганца берут пирофосфатный раствор с рН = 6,0 - 6,5 и титрование производят перманганатом при потенциалах от 0 до +0,2 В. При определении окиси марганца берут пирофосфатный раствор с рН = 2,0 - 2,6 и титрование производят солью Мора при потенциале +1,0 В. Титр перманганата устанавливают по щавелевой кислоте, титр соли Мора - по титрованному раствору перманганата. Титр определяют непосредственно перед опытами. Титрование начинают после установления (в течение 5 - 10 мин.) показаний зеркального гальванометра и ведут его при непрерывном и равномерном вращении электрода. Количество титрующего раствора и показание гальванометра записывают. По полученным данным строят кривую: на оси абсцисс откладывают количество титрующего раствора в мл, на оси ординат - показания гальванометра. С целью правильного титрования необходимо вести опыты при различных разбавлениях анализируемого раствора и при различных концентрациях титрующего раствора. Показателем правильного титрования одного и того же раствора является пропорциональность эквивалентных точек количеству анализируемого раствора.

Концентрацию закиси марганца (Х) в мг/куб. м воздуха вычисляют по формуле:

 

                           В х Т х V  х 1,39 х 1000

                                    1

                       Х = ------------------------,

                                      V

 

    окиси марганца:

 

                           В х Т х V  х 0,14 х 1000

                                    1

                       Х = ------------------------,

                                      V

 

    где:

    В - объем перманганата или соли Мора, пошедший на титрование, мл;

    Т - титр перманганата или соли Мора, мг/мл;

    V  - общий объем фильтрата, мл;

     1

    1,39 и 0,14 - расчетные коэффициенты уравнения реакции титрования;

    1000 - коэффициент пересчета;

    V - объем фильтрата, взятого для титрования, мл.