RU1804605C - Способ подготовки пробы дл определени содержани соединений хрома (С @ ) в воздухе - Google Patents

Abstract

Сущность; дл  подготовки пробы с целью дальнейшего определени  содержани  бис(трифенилсилил)хромата в воздухе воздух аспирируют через фильтр, обрабатывают фильтр последовательно смесью воды и лед ной уксусной кислоты с объемным соотношением вода: кислота 1 : (0,75 - 1,25) и 2-5 М раствором щелочи, а затем кип т т в течение 30-60 с, при этом адсорбированное на фильтре соединение хрома переводитс  в раствор. 2 табл. ел С

Description

Изобретение относитс  к аналитической химии, а именно к способу подготовки пробы дл  анализа воздуха рабочей зоны по измерению в нем концентрации вредного вещества - бис(трифенилсилил) хромата (БТФСХ).

Цель изобретени  - разработка способа подготовки пробы, пригодного дл  определени  концентрации БТФСХ в воздухе рабочей зоны.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном способе подготовки пробы дл  определени  соединений хрома (Сг64) в воздухе рабочей зоны провод т концентриро- ванием определ емого компонента на фильтре путем пропускани  через него воздуха , обработкой фильтра реагентом дл  перевода полученного концентрата в раствор, в котором, согласно изобретению, обработку фильтра осуществл ют последовательно водным раствором лед ной уксусной кислоты при соотношении объемов вода : кислота 1 : (0,75-1,25) и раствором щелочи концентрации 2-5 мол/л при кип чении в течение 30-60 с.

Устойчивость БТФСХ по отношению к уксусной кислоте, по крайней мере до температуры +50°С, иллюстрируетс  тем, что в среде уксусной кислоты при +50°С получаетс  чистый и с высоким выходом БТФСХ, который в уксусной кислоте практически нерастворим и выпадает в осадок.

Нами найдено, что несмотр  на нерастворимость БТФСХ в воде и уксусной кислоте , использование водного раствора уксусной кислоты в соотношении вода : кислота от 1 : (0,75-1,25) позвол ет осуществить эффективное смачивание аэрозольного

00

о о о ел

со

фильтра с отобранным концентратом БТФСХ. Это дало возможность провести дальнейшие операции по анализу.

Предлагаемый способ прост в выполнении и его сущность заключаетс  в следующем: исследуемый воздух рабочей зоны со скоростью 20 дм /мин в течение 15 мин аспирируют через аэрозольный фильтр АФА-ВП, помещенный в фильтродержа- тель. Фильтр с отобранным концентратом БТФСХ перенос т в термостойкий стакан, равномерно смачивают 0,3 см3 водного раствора лед ной уксусной кислоты (соотношение вода : уксусна  кислота от 1 : 0,75 до 1-1,25), добавл ют 3 см3 раствора гидрокси- да кали  с концентрацией от 2 до 5 моль/л. Стакан помещают на гор чую электроплитку и кип т т раствор в течение 30-60 с. При более длительном кип чении происходит изменение структуры фильтра, он уменьшаетс  в объеме и затвердевает, что, в свою очередь, затрудн ет полное удаление с фильтра образующегос  хромат-иона. После охлаждени  стакан многократно обмывают 1 см3 дистиллированной воды, перенос т раствор количественно в мерную колбу вместимостью 25 см3. После перевода БТФСХ в раствор, дальнейшее определение его содержани  в растворе может быть проведено, например, по следующей методике . К раствору в колбе добавл ют 3,5 см3 раствора серной кислоты (1:9), раствор перемешивают и охлаждают на вод ной бане. Затем к раствору в колбе добавл ют 4 см раствора дифенилкарбазида и довод т объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой. При этом окраска раствора из бесцветной переходит в светло-фиолетовую .

Растворы выдерживают в течение 10 мин, затем замер ют их оптическую плотность при длине волны 540 нм в стекл нных кюветах с толщиной оптического сло  50 мм по отношению к контрольному опыту.

Контрольный опыт провод т через все стадии анализа, исключа  отбор пробы испытуемого воздуха.

Содержание хрома в фотометрируемом растворе наход т по градуировочному графику , построенному в координатах (D -С), где D - оптическа  плотность фотометриру- мого раствора, С - содержание хрома в фотометрируемом растворе, МКГ

Концентрацию хрома в мг/м в воздухе рабочей зоны (Xi) вычисл ют по формуле

Xi

V20

(1),

где С - содержание хрома, найденное в фотометрируемом растворе, ,мкг;

N/20- объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным услови м по формуле (2), дм3.

/ - М273+2°) Р 20 (273 +1) 101,33

(2)

где t - температура воздуха во врем  и в месте отбора пробы, °С;

/20 объем воздуха, отобранный на анализ , дм3;

Р - барометрическое давление во врем  отбора пробы, КПа.

Концентрацию БТФСХ в мг/м3 в воздухе рабочей зоны вычисл ют по формуле:

20

БТФСХ К -Xi ,

(3),

где К - коэффициент перерасчета хрома на БТФСХ, равный 12,1932;

Xi - концентраци  хрома в воздухе рабочей зоны, мг/м .

Экспериментально в качестве оптимальной выбрана концентраци  водного раствора лед ной уксусной кислоты при соотношении вода : кислота 1 : 1 (табл.1). Способ при концентрации уксусной кислоты менее 0,75 характеризуетс  недостаточной смачивающей способностью по отношению к БТФСХ и аэрозольному фильтру , что затрудн ет в последюущем проведении процесса разложени  БТФСХ

раствором щелочи (табл.1). При использовании более концентрированного раствора уксусной кислоты (более 1,25) ухудшаютс  услови  дл  проведени  разложени  БТФСХ и последующего комплексообразовани  хромат-иона с дифенилкарбазидом, что приводит к плохо воспроизводимым результатам анализа (табл.1).

Экспериментально подобранные оптимальные интервалы времени разложени 

30-60 с (табл.1, опыты №5-10) и концентрации щелочи 2-5 моль/л (табл,1, опыты № 14-19) позволили получить правильные и воспроизводимые результаты.

Насто щий способ позвол ет определить концентрацию БТФСХ в диапазоне от 0,0085 до 0,06 м/м3 (от 0,0007 до 0,005 мг/м3 в пересчете на хром).

Предел измерени  в воздухе составл ет 0,0085 мг/м3 БТФСХ (0,0007 мг/м3 вв пересчете на хром) при отборе 300 дм3 исследуемого воздуха. Ориентировочный безопасный уровень воздействи  (ОБУВ) бис(трифенилсилил)хромата в воздухе орил

ентировочно прин т 0,06 мг/м , что в пересчете на хром составл ет 0,005 мг/м3.

В табл.2 приведены результаты анализа нескольких образцов воздуха рабочей зоны с использованием насто щего способа подготовки пробы. Примеры 4,7-9, 16-18 (таблица 1) демонстрирует правильность насто щего способа.

П р и м е р 1. Аэрозольный фильтр АФА- ВП-10 помещают вфильтродержатель, который затем подсоедин ют к электроаспиратору. Устанавливают скорость аспирировани  20 дм3/м и в течение 15 мин аспирируют через фильтр исследуемый воздух рабочей зоны.

Фильтр с концентратором БТФСХ вынимают из фильтродержател  и перенос т в термостойкий стакан вместимостью 50 см3. Фильтр равномерно смачивают 0,3 см3 водного раствора лед ной уксусной кислоты (1 : 1), добавл ют 3 см водного раствора гид- роксида кали  с концентрацией 4 моль/дм . Стакан помещают на электроплитку и кип т т раствор в течение 40 с. После охлаждени  стакан многократно обмывают 13 см3 дистиллированной воды, перенос т раствор количественно в мерную колбу вместимостью 25 см3. К раствору в колбе добавл ют 3,5 см3 раствора серной кислоты (1 : 9), раствор перемешивают и охлаждают на вод ной бане, Затем к раствору в колбе добавл ют 4 см3 раствора дифенилкарбази- да (если при этом у раствора по вл етс  красноватый оттенок, то добавл ют еще 1-2 капли раствора серной кислоты) и довод т объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой. При этом окраска раствора из бесцветной переходит в слабо-фиолетовую .

Аналогично провод т через все стадии раствор контрольного опыта, исключа  отбор пробы воздуха.

Растворы выдерживают 10 мин, затем измер ют их оптическую плотность при длине волны 540 им, в стекл нных кюветах с толщиной оптического сло  50 мм, использу  в качестве раствора сравнени  раствор контрольного опыта.

По полученным значени м оптической плотности, использу  градуировочный график , определ ют содержание хрома в фото- метрируемых растворах в мкг. По графику найдено, что содержание хрома в трех параллельных определени х равно: 0,56 мкг; 0,52 мкг: 0,53 мкг.

Среднее содержание хрома ССр 0,54 мкг.

Пробы воздуха отбирали при t 18°C и р 99,5 кПа.

Объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным услови м , рассчитывают по формуле

5.. 300 (273+20) 99.5 goR а V2° (273 + 18)101,33 2966

Таким образом, концентраци  хрома в воздухе рабочей зоны равна:

0,54

0,0018 мг/м3 296,6

Результаты определени  представлены в табл. 1 (№ 20).

Концентраци  БТФСХ в воздухе рабочей зоны равна БТФСХ 12,1932 0,0018 0,022 мг/м3, следовательно, найденна  концентраци  БТФСХ ОБУВ.

П р и м е р 2. Пробы воздуха отбирают и провод т через все стадии анализа аналогично тому, как описано в примере 1.

По графику найдено, что содержание хрома в трех параллельных определени х равно: 1,24 мкг; 1,32 мкг; 1,34 мкг. Сср 1,30 мкг.

Объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным усло- ви м, равен

V20 300 (273 +20) 99,5 V2° (273+18)101,33 Концентраци  хрома в воздухе рабочей зоны равна

X

1,30

296,6

0,0044 мг/м .

Концентраци  БТФСХ 12,,0044 0,054 мг/м .

Найденна  концентраци  ОБУВ.

Результаты определени  представлены в табл.1 (№21).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ подготовки пробы дл  определени  содержани  соединений хрома (Сг )

   в воздухе, заключающийс  в том, что концентрируют определ емое соединение на фильтре пропусканием воздуха через фильтр, обрабатывают фильтр реагентом дл  перевода полученного концентрата в

   раствор, отличающийс  тем, что, с целью определени  содержани  бифрифе- нилсилил)хромата, обработку фильтра осуществл ют последовательно водным

   раствором лед ной уксусной кислоты при соотношении объемов вода - кислота 1 :

   (0,75-1,25) и 2-5 М раствором щелочи, а затем кип т т в течение 30-60 с.

   5Таблица1

   Результаты определени  концентрации БТФСХ ( по содержанию хрома) в воздухе (на искусственных смес х опыты 1-19 и реальном воздухе рабочей зоны производственных помещений опыты № 20,21), .

   мкг;

   Не обнаружено означает содержание хрома менее предела его обнаружени , т.е. 0,2 п- число параллельных определений.

   Результаты определени  БТФСХ (по содержанию хрома) в воздухе рабочих помещений (на искусственных смес х) ()

   Не обнаружено означает содержание хрома менее предела его обнаружени , т.е. менее 0,0007 мг/м3.

   Таблица 2