Способ подготовки пробы для определения содержания соединений хрома (с @ ) в воздухе

 

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

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 1/28

BV5ftYj(2 j E -(jg

К ПАТЕНТУ

» ! () ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4854379/25 (22) 23,07.90 (46) 23.03.93, Бюл. ¹ 11 (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) О.П.Трохаченкова, Ю.В,Макаров, Т,А,3aякина, О.В,Мостяева и Л.М,Кудряшова (73) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических.соединений (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1559286, кл. G 01 N 31/16, С 07 F 7/08, 1988, Методические указания по определению вредных веществ в воздухе. Министерство здравоохранения СССР. — М.: ЦРИА, Морфлот, 1981, с, 50-51 (МУ N 1633-77).

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу подготовки пробы для анализа воздуха рабочей зоны по измерению в нем концентрации вредного вещества — бис(трифенилсилил) хромата (БТФ CX).

Цель изобретения — разработка способа подготовки пробы, пригодного для определения концентрации БТФСХ в воздухе рабочей эоны.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе подготовки пробы для определения соединений хрома (Сг ) в воздухе рабочей зоны проводят концентрированием определяемого компонента на фильтре путем пропускания через него воздуха, обработкой фильтра реагентом для перевода полученного концентрата в раствор, в котором, согласно изобретению, обработ(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРОБЫ ДЛЯ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА /Cr / В ВОЗДУХЕ (57) Сущность; для подготовки пробы с целью дальнейшего определения содержания бис(трифенилсилил)хромата в воздухе воздух аспирируют через фильтр, обрабатывают фильтр последовательно смесью воды и ледяной уксусной кислоты с объемным соотношением вода; кислота 1: (0,75 — 1,25) и

2 — 5 М раствором щелочи, а затем кипятят в течение 30 — 60 с, при этом адсорбированное на фильтре соединение хрома переводится в раствор. 2 табл. ку фильтра осуществляют последовательно водным раствором ледяной уксусной кислоты при соотношении объемов вода: кислота

1: (0,75 — 1,25) и раствором щелочи концентрации 2 — 5 мол/л при кипячении в течение

30 — 60 с.

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

Нами найдено, что несмотря на нерастворимость БТФСХ в воде и уксусной кислоте, использование водного раствора уксусной кислоты в соотношении вода: кислота от 1: (0,75 — 1,25) позволяет осуществить эффективное смачивание аэроэольного

1804605 фильтра с отобранным концентратом

БТФСХ. Это дало возможность провести дальнейшие операции по анализу.

Предлагаемый способ прост в выполнении и его сущность заключается в следующем: исследуемый воздух рабочей зоны со скоростью 20 дм /мин в течение 15 мин аспирируют через аэрозольный фильтр

АФА — ВП, помещенный в фильтродержатель, Фильтр с отобранным концентратом

БТФСХ переносят в термостойкий стакан, равномерно смачивают 0,3 см водного раствора ледяной уксусной кислоты (соотношение вода: уксусная кислота от 1: 0,75 до

1-1,25), добавляют 3 см раствора гидроксида калия с концентрацией от 2 до 5 моль/л.

Стакан помещают на горячую электроплитку и кипятят раствор в течение 30 — 60 с. При более длительном кипячении происходит изменение структуры фильтра, он уменьша- 20 ется в объеме и затвердевает, что, в свою очередь, затрудняет полное удаление с фильтра образующегося хромат-иона, После охлаждения стакан многократно обмывают 1 см дистиллированной воды, переносят раствор количественно в мерную колбу вместимостью 25 см . После перевода з

БТФСХ в раствор, дальнейшее определение его содержания в растворе может быть проведено, например, по следующей мето- 30 дике. К раствору в колбе добавляют 3,5 см раствора серной кислоты (1:9), раствор перемешивают и охлаждают на водяной бане.

Затем к раствору в колбе добавляют 4 см з раствора дифенилкарбазида и доводят объ- 35 ем раствора в колбе до метки дистиллированной водой. При этом окраска раствора из бесцветной переходит в светло-фиолето- вую.

Растворы выдерживают в течение 10 40 мин, затем замеряют их оптическую плотность при длине волны 540 нм в стеклянных кюветах с толщиной оптического слоя 50 мм по отношению к контрольному опыту.

Контрольный опыт проводят через все 45 стадии анализа, исключая отбор пробы испытуемогоо воздуха.

Содержание хрома в фотометрируемом растворе находят по градуировочному графику, построенному в координатах (D — С), 50 где Π— оптическая плотность фотометрирумого раствора, С вЂ” содержание хрома в фотометрируемом растворе, М КГ.

Концентрацию хрома в мг/м в воздухе з рабочей зоны (Х1) вычисляют по формуле 55

X> = /20 где С вЂ” содержание хрома, найденное в фотометрируемом растворе,,мкг;

Ч20 — объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным условиям по формуле (2), дм . з (2) V20 где t — температура воздуха во время и в месте отбора пробы, С;

V20 — объем воздуха, отобранный на анализ, дм;

P — барометрическое давление во время отбора пробы, КПа.

Концентрацию БТФСХ в мг/м в воздуз хе рабочей зоны вычисляют по формуле: (3), БТФСХ = К Х1, где К вЂ” коэффициент перерасчета хрома на

БТФСХ, равный 12,1932;

Х вЂ” концентрация хрома в воздухе рабочей зоны, мгlм .

Экспериментально в качестве оптимальной выбрана концентрация водного раствора ледяной уксусной кислоты при соотношении вода; кислота 1: 1 (табл.1).

Способ при концентрации уксусной кислоты менее 0,75 характеризуется недостаточной смачивающей способностью по отношению к БТФСХ и аэрозольному фильтру, что затрудняет в последюущем проведении процесса разложения БТФСХ раствором щелочи (табл,1). При использовании более концентрированного раствора уксусной кислоты (более 1,25) ухудшаются условия для проведения разложения

БТФСХ и последующего комплексообразования хромат-иона с дифенилкарбазидом, что приводит к плохо воспроизводимым результатам анализа (табл.1).

Экспериментально подобранные оптимальные интервалы времени разложения

30 — 60 с (табл.1, опыты ¹ 5 — 10) и концентрации щелочи 2 — 5 моль/л (табл,1, опыты ¹

14-19) позволили получить правильные и воспроизводимые результаты, Настоящий способ позволяет определить концентрацию БТФСХ в диапазоне от

0,0085 до 0,06 м м (от 0,0007 до 0,005 мг/м в пересчете на хром).

Предел измерения в воздухе составляет

0,0085 мг!м БТФСХ (0,0007 мгlм вв пересчете на хром) при отборе 300 дм исследуемого воздуха, Ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ) бис(трифенилсилил)хромата в воздухе ори1804605 ентировочно принят 0,06 мг/мз, что в пересчете на хром составляет 0,005 мг/м .

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

Пример 1. Аэрозольный фильтр АФА—

В П-10 помещают в фил ьтродержател ь, который затем подсоединяют к электроаспиратору. Устанавливают скорость аспирирования 20 дм /м и в течение 15 мин аспирируют через фильтр исследуемый воздух рабочей зоны.

Фильтр с концентратором БТФСХ вынимают из фильтродержателя и переносят в термостойкий стакан вместимостью 50 см, Фильтр равномерно смачивают 0,3 см водного раствора ледяной уксусной кислоты (1

: 1), добавляют 3 см водного раствора гидроксида калия с концентрацией 4 моль/дм .

Стакан помещают на электроплитку и кипятят раствор в течение 40 с. После охлаждения стакан многократно обмывают 13 см дистиллированной воды, переносят раствор количественно в мерную колбу вместимостью 25 см, К раствору в колбе добавляют

3,5 см раствора серной кислоты (1; 9), раствор перемешивают и охлаждают на водяной бане. Затем к раствору в колбе добавляют 4 см раствора дифенилкарбазида (если при этом у раствора появляется красноватый оттенок, то добавляют еще 1-2 капли раствора серной кислоты) и доводят объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой, При этом окраска раствора из бесцветной переходит в слабо-фиолетовую.

Аналогично проводят через все стадии раствор контрольного опыта, исключая отбор пробы воздуха, Растворы выдерживают 10 мин, затем измеряют их оптическую плотность при длине волны 540 нм, в стеклянных кюветах с толщиной оптического слоя 50 мм, используя в качестве раствора сравнения раствор контрольного опыта.

По полученным значениям оптической плотности, используя градуировочный график, определяют содержание хрома в фотометрируемых растворах в мкг. По графику найдено, что содержание хрома в трех параллельных определениях равно: 0,56 мкг;

0,52 мкг; 0,53 мкг.

Среднее содержание хрома С р = 0,54 мкг.

Пробы воздуха отбирали при t = 18 С и р =99,5 кПа, Объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным условиям, рассчитывают по формуле

V20

296,6

Таким образом, концентрация хрома в воздухе рабочей зоны равна:

0,54

= 0,0018 мг/м

Хсг =

296,6

15 Результаты определения представлены в табл, 1 (N 20).

Концентрация БТФСХ в воздухе рабочей зоны равна БТФСХ = 12,1932 0,0018 =

=0,022 мгlм, следовательно, найденная з

20 концентрация БТФСХ < ОБУВ.

Пример 2. Пробы воздуха отбирают и проводят через все стадии анализа англогично тому, как описано в примере 1.

По графику найдено, что содержание

25 хрома в трех параллельных определениях равно: 1,24 мкг; 1,32 мкг; 1,34 мкг.

Cap = 1,30 MKl .

Объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным усло30 виям, равен

Чго— — 296,6

Концентрация хрома в воздухе рабочей

35 зоны равна

1,30

= 0,0044 мг/м, 296,6

Концентэоация БТФСХ = 12,1932 0,0044

= 0,054 мг/м .

Найденная концентрация < ОБУВ.

Результаты определения представлены в табл.1 (¹ 21).

Формула изобретения

Способ подготовки пробы для определения содержания соединений хрома (Сг )

50 в воздухе, заключающийся в том, что концентрируют определяемое соединение на фильтре пропусканием воздуха через фильтр, обрабатывают фильтр реагентом для перевода полученного концентрата в

55 раствор, отличающийся тем, что, с целью определения содержания бис(трифенилсилил)хромата, обработку фильтра осуществляют последовательно водным

1804605 раствором ледяной уксусной кислоты при (0 75 — 1,25) и 2-5 М раствором щелочи, а засоотношении объемов вода — кислота 1: тем кипятят в течение 30-60 с.

Таблица 1

Результаты определения концентрации БТФСХ (по содержанию хрома) в воздухе (на искусственных смесях опыты 1-19 и реальном воздухе рабочей зоны производственных помещений опыты hL 20,21), n=3.

Найдено хрома, мкг

Введено

Варьируемые факторы

Номер хрома, По способу-протоопыта

СоотношеПредлагаемым спосоКонцентрация щелочи, моль/л

Время кипячения фильтмкг типу ние вода:кисбом ра,c лота

0,2

0,80

1:2

0,2

0,80

1:1,5

1;1,3

1:1,25

1:1

0,3

0,80

0,80

0,80

0,80

Не обнаружено

0,75

0,55

1,75

Не обнаружено*

1,70

1,8

0,82

0,80

1,8

1,8

0,80 Разрушается фильтр

Не обнаружен"

0,73

0,80

1:0,75

11

12

0,60

0,80

1:0,7

1:0,5

БТФСХ и фильт не смачивается

0,80

0,80

0,52

1,5

0,74

0,80

0,78

0,80

0,80

0,77

0,75

0,80

0,69

0,80

5,5

0,54

1,30

* "Не обнаружено" означает содержание хрома менее предела его обнаружения, т.е, 0,2 и- число параллельных определений. мкг;

2

4

6

8

10

16

17

18

19

1;1

1;1

1:1

1:1

1:1

1:1

1;1

1:1

10

1804605

Таблица 2

Результаты определения БТФСХ (по содержанию хрома) в воздухе рабочих помещений (на искусственных смесях) (n=3) 10

20

Составитель О.Трохаченкова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор

Заказ 1077 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

* "Не обнаружено" означает содержание хрома менее предела его обнаружения, т.е. менее 0,0007 мгlм .