Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

12 декабря 1988 г. N 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.

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 N 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 N 2 с концентрацией 100 мкг/мл кремния.

Отбирают около 2 мл стандартного раствора N 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 N 3 с концентрацией кремния 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением стандартного раствора N 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.

 

Таблица

 

ШКАЛА ГРАДУИРОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ

 

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

│  Номер  │Стандартный раствор N 3, мл│ Вода, мл  │Содержание кремния, мкг│

│стандарта│                           │           │                       │

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

│    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 N 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.

 

 

 

 

 

Приложение 2

 

КОЭФФИЦИЕНТ K ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ОБЪЕМА ВОЗДУХА

К СТАНДАРТНЫМ УСЛОВИЯМ

 

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

│ °C │                        Давление P, кПа/мм рт. ст.                       │

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

│    │97,33/│97,86/│98,4/ │98,93/│99,46/│ 100/ │100,53/│101,06/│101,33/│101,86/│

│    │ 730  │ 734  │ 738  │ 742  │ 746  │ 750  │  754  │  758  │  760  │  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 │

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