"Методические указания на фотометрическое определение тантала и его соединений (окислы и фтортанталат калия) в воздухе" // Мегабиблиотека по охране труда

Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

18 апреля 1977 г. N 1625-77

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТАНТАЛА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ

(ОКИСЛЫ И ФТОРТАНТАЛАТ КАЛИЯ) В ВОЗДУХЕ

I. Общая часть

1. Определение основано на реакции образования окрашенного в красный цвет комплексного соединения с диметилфлуороном.

2. Предел обнаружения - 1 мкг тантала в анализируемом объеме раствора.

3. Предел обнаружения в воздухе - 0,3 мг/куб. м (расчетная).

4. Железо в количестве до 15 мг в пробе не мешает определению. Ниобий и титан мешают определению.

5. Предельно допустимая концентрация окислов тантала в воздухе - 10 мг/куб. м.

II. Реактивы и аппаратура

6. Применяемые реактивы и растворы.

Тантал (V), окись особой чистоты, ТУ-6-09-107-70.

Винная кислота, ГОСТ 5817-69, 10-процентный раствор.

Калий сернокислый пиро, ГОСТ 7172-65, тонкоизмельченный порошок.

Раствор для разбавления: 2 г пиросульфата калия сплавляют в кварцевом тигле до прозрачного плава. По охлаждении плав растворяют в 20 мл винной кислоты, затем нагревают и разбавляют водой до 100 мл.

Стандартный раствор N 1 с содержанием 200 мкг/мл тантала готовят следующим образом: 0,0122 г пятиокиси тантала, измельченного до тонкого порошка, тщательно смешивают в кварцевом тигле с 1 г пиросульфата калия. Тигель ставят у края нагретой муфельной печи и выдерживают примерно минуту до перехода плава в жидкое состояние. Тигель с расплавом помещают внутрь печи и выдерживают в течение 10 мин. при температуре 800 - 900 °C. По охлаждении в тигель наливают 10 мл винной кислоты и раствор осторожно нагревают на покрытой асбестом электрической плитке до полного растворения плава и получения прозрачного раствора. Раствор переливают в колбу вместимостью 50 мл и, ополаскивая тигель, доливают водой до метки.

Стандартный раствор N 2, содержащий 20 мкг/мл, готовят разведением стандартного раствора N 1 в 10 раз раствором для разбавления.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, водный раствор 1:1.

Спирт этиловый, 96-процентный, ГОСТ 5963-67.

Диметилфлуорон (9-парадиметиламинофенил-2,3,7-триокси-6-флуорон), 0,1-процентный спиртовой раствор. 0,05 г диметилфлуорона растирают стеклянной лопаточкой с 0,5 мл соляной кислоты и смесь растворяют в 50 мл этилового спирта.

Желатина, 2-процентный раствор.

Аскорбиновая кислота, 20-процентный раствор.

Фильтры АФА-ВП-20 или бумажные фильтры "синяя лента".

7. Применяемые посуда и приборы.

Аспирационное устройство.

Патрон для фильтров.

Кварцевые тигли емкостью 10 - 12 мл.

Пробирки колориметрические плоскодонные из бесцветного стекла высотой 120 мм и внутренним диаметром 15 мм.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл с делениями на 0,01 и 0,1 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25, 50 и 100 мл.

Водяная баня.

Муфельная печь.

Фотоэлектроколориметр.

III. Отбор пробы воздуха

8. Воздух со скоростью 5 л/мин. аспирируют через фильтр, закрепленный в патроне. Для определения 1/2 ПДК следует отобрать не менее 15 - 20 л воздуха.

IV. Описание определения

9. Фильтр помещают в тигель и озоляют в печи, постепенно поднимая

температуру до 300 - 400 °C. По охлаждении в тигель вносят 0,5 г

пиросульфата калия и тщательно перемешивают зольный остаток с плавнем.

Сплавление производят в две стадии. Сначала помещают тигель у края открытой

печи и выдерживают во избежание быстрой потери SO при температуре

300 - 400 °C до получения жидкого плава. Затем тигель помещают в глубь печи

и выдерживают в течение 10 мин. при 800 - 900 °C. По охлаждении в тигель

наливают 5 мл 10-процентного раствора винной кислоты и осторожно нагревают

до полного растворения плава.

В тигель добавляют 2 - 3 мл горячей дистиллированной воды и раствор переливают в мерную колбу вместимостью 25 мл. Тигель ополаскивают и доливают колбу водой до метки.

Для определения тантала в колориметрическую пробирку отбирают 4 мл раствора (если менее, то до указанного объема доливают раствором для разбавления), затем прибавляют по 0,1 мл раствора желатины и 0,1 мл раствора диметилфлуорона. Пробирки помещают на 5 мин. в кипящую водяную баню и через 20 мин. фотометрируют в кюветах с толщиной слоя 10 мм при длине волны 530 нм по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.

Содержание тантала в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному графику. Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 13.

Таблица 13

ШКАЛА СТАНДАРТОВ

┌─────────┬───────────────────┬─────────────────┬────────────────┐

│ N │ Стандартный │ Раствор для │ Содержание │

│стандарта│ раствор N 2, мл │ разбавления, мл │ тантала, мкг │

├─────────┼───────────────────┼─────────────────┼────────────────┤

│1 │0 │4,0 │0 │

│2 │0,05 │3,95 │1,0 │

│3 │0,1 │3,9 │2,0 │

│4 │0,2 │3,8 │4,0 │

│5 │0,3 │3,7 │6,0 │

│6 │0,4 │3,6 │8,0 │

│7 │0,6 │3,4 │12,0 │

│8 │0,8 │3,2 │16,0 │

│9 │1,0 │3,0 │20,0 │

└─────────┴───────────────────┴─────────────────┴────────────────┘

Все пробирки шкалы обрабатывают аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график. Шкалой стандартов можно пользоваться для визуального определения, ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.

Концентрацию тантала в мг/куб. м воздуха X вычисляют по формуле:

X = ----,

где:

G - количество тантала, найденное в исследуемом объеме раствора, мкг;

V - общий объем пробы, мл;

V - объем пробы, взятый для анализа, мл;

V - объем воздуха, взятый для анализа и приведенный к стандартным

условиям по формуле (см. Приложение), л.

Примечание. Коэффициент пересчета тантала на пятиокись тантала - 1,2, на фтортанталат калия - 2,4.

Приложение 2

РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНОГО ВЕЩЕСТВА В ВОЗДУХЕ

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-76 объем воздуха, аспирированного при отборе проб, приводят к стандартным условиям: температуре 20 °C и барометрическому давлению 101,33 кПа (760 мм рт. ст.) по формуле:

(273 + 20) P

V = V ---------------- = V K,

ст t (273 + t) 101,33 t

где V - объем воздуха, измеренный при t °C и давлении 101,33 кПа.

Для упрощения расчетов пользуются коэффициентами K (Приложение 3), вычисленными для температур в пределах от 6 до 40 °C и давлений от 97,33 до 104,0 кПа (730 - 780 мм рт. ст.).

В сборниках ТУ, некоторых МУ и во многих практических руководствах по санитарной химии в составе приложений имеются таблицы коэффициентов пересчета объема воздуха к нормальным условиям (0 °C и 101,33 кПа).

Численные значения коэффициентов в этих таблицах приведены с точностью до четвертого знака для температур от 5 до 40 °C с интервалом в 1° и давлений от 730 до 780 мм рт. ст. с интервалом в 2 мм рт. ст.

Однако нет практической надобности в столь многозначных и слишком подробных таблицах, так как максимальная погрешность четырехзначных коэффициентов составляет всего лишь +/- 0,006%. Согласно ГОСТ 12.1.005-76 погрешность измерения объема воздуха не должна превышать +/- 10%, поэтому точность коэффициентов пересчета на уровне +/- 1% следует считать вполне достаточной.

Приложение 3

КОЭФФИЦИЕНТЫ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ

ОБЪЕМА ВОЗДУХА К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ

┌───────┬─────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ t °C │ Давление P, кПа/мм рт. ст. │

│ ├──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────┤

│ │97,33/730 │98,66/740 │ 100/750 │101,33/760│102,7/770 │ 104/780 │

├───────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┼──────────┤

│6 │1,009 │1,023 │1,036 │1,050 │1,064 │1,078 │

│8 │1,002 │1,015 │1,029 │1,043 │1,560 │1,070 │

│10 │0,994 │1,008 │1,022 │1,035 │1,049 │1,063 │

│12 │0,987 │1,001 │1,015 │1,028 │1,042 │1,055 │

│14 │0,981 │0,994 │1,007 │1,021 │1,034 │1,048 │

│16 │0,974 │0,987 │1,001 │1,014 │1,027 │1,040 │

│18 │0,967 │0,980 │0,994 │1,007 │1,020 │1,033 │

│20 │0,961 │0,974 │0,987 │1,000 │1,013 │1,026 │

│22 │0,954 │0,967 │0,980 │0,993 │1,006 │1,019 │

│24 │0,948 │0,961 │0,974 │0,987 │1,000 │1,012 │

│26 │0,941 │0,954 │0,967 │0,980 │0,993 │1,006 │

│28 │0,935 │0,948 │0,961 │0,973 │0,986 │0,999 │

│30 │0,929 │0,942 │0,954 │0,967 │0,980 │0,992 │

│32 │0,923 │0,935 │0,948 │0,961 │0,973 │0,986 │

│34 │0,917 │0,929 │0,942 │0,954 │0,967 │0,979 │

│36 │0,911 │0,923 │0,936 │0,948 │0,961 │0,973 │

│38 │0,905 │0,917 │0,930 │0,942 │0,955 │0,967 │

│40 │0,899 │0,911 │0,924 │0,936 │0,948 │0,961 │

└───────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘

ДЕЛЬТА P	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ДЕЛЬТА K	1	3	4	5	7	8	9	10	12

Искомый коэффициент K, пользуясь упрощенной таблицей, находят в соответствии со следующей схемой:

K = K + ДЕЛЬТА K + ДЕЛЬТА K ,

табл t p

где:

ДЕЛЬТА K - поправка на температуру;

ДЕЛЬТА K - поправка на давление.

1. Численное значение давления P, путем исключения единиц, округляют до

целого числа, кратного десяти (P )

табл

P = P + ДЕЛЬТА P.

табл

2. В графе P находят коэффициент, соответствующий заданной температуре. Если цифра °C нечетная, то выписывают значение коэффициента при температуре t + 1 (ближайшее снизу число) и увеличивают его третий знак на 3 единицы (т.е. прибавляют 0,003).

3. Поправку на ДЕЛЬТА P определяют по таблице пропорциональных частей, приведенной (снизу) основной таблицы.

Примеры. Требуется определить коэффициент K для следующих параметров окружающей среды:

┌───┬────┬───────────┬────────────────┬─────────────────┬──────────┬──────┐

│ N │t °C│P │P + ДЕЛЬТА P│K + ДЕЛЬТА K │ДЕЛЬТА K │ K │

│п/п│ │ мм рт. ст.│ табл │ табл t│ p │ │

├───┼────┼───────────┼────────────────┼─────────────────┼──────────┼──────┤

│1 │18 │750 │750 + 0 │0,994 + 0 │0,000 │0,994 │

│2 │5 │788 │780 + 8 │1,078 + 0,003 │0,010 │1,091 │

│3 │23 │743 │740 + 3 │0,961 + 0,003 │0,004 │0,968 │

│4 │29 │732 │730 + 2 │0,929 + 0,003 │0,003 │0,935 │

│5 │22 │781 │780 + 1 │1,019 + 0 │0,001 │1,020 │

└───┴────┴───────────┴────────────────┴─────────────────┴──────────┴──────┘

В первом примере значение искомого коэффициента берется непосредственно

из таблицы. В тех случаях, когда цифра t °C нечетна (примеры 2, 3 и 4),

выписывают K , соответствующий P и температуре (t + 1) °C и

табл табл

прибавляют к нему 0,003.

Поправку на излишек единиц ДЕЛЬТА P определяют по вспомогательной

таблице (их значения вписаны в графу ДЕЛЬТА K ).

Величину коэффициента K определяют как сумму поправок на температуру и

давление и K (графа K).

табл

В примере 5 ввиду четности цифры t °C поправка на температуру

отсутствует.