Способ определения гексафторида селена в воздухе

 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для контроля загрязненности воздуха производственных помещений гексафторидом селена. Технический результат: разработка более удобного и оперативного способа анализа. Способ включает приготовление раствора соединения селена, поглощением гексафторида селена из воздуха н-бутиловым спиртом, насыщенным иодидом калия, реэкстракцию соединения селена водой или 5%-ным водным раствором хлорида натрия и определение селена фотометрическим методом.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для контроля загрязненности воздуха производственных помещений гексафторидом селена.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) гексафторида селена в воздухе составляет 1 мг/м³ [1].

Известна реакция взаимодействия гексафторида селена с сульфитом натрия в присутствии воды, которая протекает по уравнению SeF₆+9Na₂SO₃+4H₂O ---> 6NaF + Na₂SO₄ + Na₂SeO₃ + 8NaHSO₃ (прототип) [2] .

При разработке способа определения селена в воздухе эта реакция была опробована авторами для улавливания гексафторида селена из воздуха с тем, чтобы приготовить водный раствор соединения селена с последующим определением в нем селена известными методами.

Известен метод фотометрического определения селена, включающий обработку водного раствора соединения селена 3,3'-диаминобензидином с образованием окрашенного труднорастворимого в воде комплекса - пиазоселенола и фотометрирование либо окрашенного водного псевдораствора пиазоселенола, либо раствора пиазоселенола в толуоле, полученного экстракций водного раствора [3].

Другой фотометрический метод определения селена включает восстановление соединения селена, находящегося в водном растворе, до элементного состояния с получением окрашенного золя элементного селена, который фотометрируют. Золь элементного селена образуется в кислой среде в присутствии защитного коллоида. В качестве защитного коллоида, препятствующего коагуляции восстановленного селена, применяют гуммиарабик, желатин или поливиниловый спирт. Восстановителями соединения селена служат хлорид олова, гидразин, аскорбиновая кислота, тиомочевина. Хлорид олова в 3-4-молярном растворе хлористоводородной кислоты быстро восстанавливает селен на холоду с образованием коричневато-желтого золя элементного селена [4].

Для приготовления водного раствора селена (пробы) с использованием реакции [2] воздух, содержащий гексафторид селена, пропускали через последовательно установленные поглотительные сосуды с насыщенным водным раствором сульфита натрия. Содержание селена в полученных растворах определяли фотометрическим методом [4].

Исследования показали, что гексафторид селена в динамике не поглощается сульфитом натрия при комнатной температуре (20^oC25^oC), поглощение происходит только при нагревании поглотительного раствора, что значительно усложняет способ. При температуре поглотительного раствора 50-70^oC происходит поглощение гексафторида селена, при этом он полностью поглощается в первом поглотительном сосуде при скорости потока воздуха не более 0,2 л/мин. При большей скорости имеет место проскок в последующие поглотительные сосуды, а значит разбавление пробы и увеличение ее объема. Для надежного определения концентрации гексафторида селена в воздухе, равной 0,5 ПДК (0,5 мг/м³), необходимо пропустить через поглотительный раствор ≈ 50 л воздуха, при этом, если скорость пропускания составляет всего 0,2 л/мин, отбор пробы займет около 4 ч.

Задачей изобретения является разработка более удобного и оперативного способа анализа.

Поставленную задачу решают тем, что в способе определения гексафторида селена в воздухе, включающем приготовление водного раствора соединения селена и определение селена фотометрическим методом, гексафторид селена поглощают из воздуха н-бутиловым спиртом, насыщенным иодидом калия, а из полученного раствора соединение селена резкстрагируют водой.

Соединение селена реэкстрагируют 5%-ным водным раствором хлорида натрия.

Способ осуществляют следующим образом: Готовят раствор н-бутилового спирта, насыщенный иодидом калия. Для этого 0,5 г иодида калия встряхивают со 100 мл н-бутилового спирта в течение 30 мин. Готовый раствор помещают в поглотительные сосуды Рыхтера (по 8 мл в каждый), соединяют сосуды последовательно и пропускают через них анализируемый воздух, содержащий гексафторид селена, с постоянной скоростью. Полученный раствор из всех сосудов переносят в делительную воронку и осуществляют реэкстракцию соединения селена из насыщенного иодидом калия н-бутилового спирта водой или 5%-ным водным раствором хлорида натрия (хлорид натрия ускоряет расслоение фаз). Содержание селена в водном реэкстракте определяют фотометрическим методом, например, [4] . Для этого в водный реэкстракт добавляют при перемешивании концентрированную соляную кислоту, раствор поливинилового спирта и восстановитель - раствор хлористого олова, после чего замеряют оптическую плотность полученного псевдораствора. Содержание селена в водном реэкстракте можно определить другим фотометрическим методом, например, /3/.

При использовании предлагаемого способа установлено, что при содержании гексафторида селена в воздухе до 4 мг/м³ поглощение происходит полностью в первом поглотительном сосуде при скорости пропускания воздуха 1 л/мин.

При более высоких концентрациях имеет место проскок во второй поглотительный сосуд. При скорости пропускания воздуха 2 л/мин поглощение происходит в двух первых поглотительных сосудах. При скорости более 3 л/мин селен обнаруживается и в четвертом поглотительном сосуде.

Использование н-бутилового спирта, не смешивающегося с водой, делает методику отбора проб очень удобной в том, что можно использовать большой объем спирта (несколько поглотительных сосудов), из которого соединение селена легко реэкстрагируется небольшим объемом воды, т.е. исключается разбавление пробы.

Надежное определение 0,5 мг/м³ гексафторида селена (1/2 ПДК) обеспечивается отбором 50 л воздуха в течение 50 мин со скоростью 1 л/мин.

Источники информации 1. Диагностические и лечебные мероприятия по оценке действия тетраметил олова и гексафторида селена на здоровье человека: Отчет о НИР / Научно-исследовательский сектор Сибирского медицинского университета. Похряев Е.Н. Инв. N 3389, 1995. - 10 с.

2. Бэгналл К. Химия селена, теллура и полония. - М.: Атомиздат, 1971, с. 99, (прототип).

3. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. - М.: Мир, 1971, с. 347-348. (Метод с применением 3,3'-диаминобензидина).

4. Марченко З. Фотометрическое определение элементов. - М.: Мир, 1971, с. 346-347. (Метод восстановления до элементного селена).

Формула изобретения

Способ определения гексафторида селена в воздухе, включающий приготовление водного раствора соединения селена и определение селена фотометрическим методом, отличающийся тем, что гексафторид селена поглощают из воздуха н-бутиловым спиртом, насыщенным иодидом калия, а из полученного раствора соединение селена реэкстрагируют водой или 5%-ным водным раствором хлорида натрия.