"Методические указания на фотометрическое определение окиси этилена в воздухе" // Мегабиблиотека по охране труда

Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

18 апреля 1977 г. N 1682-77

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОКИСИ ЭТИЛЕНА В ВОЗДУХЕ

I. Общая часть

1. Определение основано на гидратировании окиси этилена до этиленгликоля, окислении его до формальдегида и фотометрическом определении последнего по реакции с хромотроповой кислотой.

2. Предел обнаружения 0,25 мкг окиси этилена в анализируемом объеме раствора.

3. Предел обнаружения в воздухе 0,125 мг/куб. м (расчетная).

4. Определению мешают формальдегид и этиленгликоль.

5. Предельно допустимая концентрация окиси этилена в воздухе 1 мг/куб. м.

II. Реактивы и аппаратура

6. Применяемые реактивы и растворы.

Стандартный раствор N 1: в мерную колбу на 25 мл наливают 15 - 20 мл 40-процентного раствора серной кислоты и взвешивают, затем добавляют 1 - 2 капли жидкой окиси этилена и взвешивают колбу вторично. Объем раствора доводят 40-процентным раствором серной кислоты до метки и перемешивают. По разности между второй и первой массой определяют навеску окиси этилена и вычисляют содержание ее в 1 мл.

Раствор устойчив в течение 1 мес.

Стандартный раствор N 2 с содержанием 5 мкг/мл окиси этилена готовят соответствующим разбавлением раствора N 1 40-процентным раствором серной кислоты. Раствор устойчив 2 недели.

При отсутствии жидкой окиси этилена стандартный раствор готовят из этиленгликоля с содержанием 7 мкг/мл, что соответствует 5 мкг/мл окиси этилена.

Для приготовления стандартного раствора может быть применен водный раствор формальдегида (формалин).

Концентрацию формальдегида в растворе устанавливают йодометрическим титрованием с последующим разбавлением 40-процентным раствором серной кислоты до содержания 7 мкг/мл, что соответствует 5 мкг/мл окиси этилена.

Окись этилена.

Этиленгликоль, ГОСТ 10164-62, ч.д.а.

Серная кислота, ГОСТ 4204-66, концентрированная и 40-процентный раствор.

Натрий сернистокислый безводный, ч.д.а., ГОСТ 195-66, 50-процентный раствор. Устойчив 2 - 3 суток.

Калий йоднокислый мета, МРТУ 6-09-6598-70, 1,5-процентный раствор в 10-процентном растворе серной кислоты. Растворение производится при нагревании.

Хромотроповая кислота или ее динатриевая соль, МРТУ 6-09-4740-67. 0,15 г хромотроповой кислоты или ее динатриевой соли растворяют в 5 мл воды, затем прибавляют 125 мл концентрированной серной кислоты. Раствор устойчив в течение 2 - 3 дней.

7. Применяемые посуда и приборы.

Аспирационное устройство.

Поглотительные приборы с пористой пластинкой N 2.

Пробирки колориметрические высотой 120 мм, внутренним диаметром 15 мм.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 25 мл.

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

Фотоэлектроколориметр.

III. Отбор пробы воздуха

8. Воздух со скоростью 0,3 л/мин. аспирируют через два поглотительных прибора, содержащих по 3 мл 40-процентного раствора серной кислоты. Для определения 1/2 ПДК достаточно отобрать 1 - 2 л воздуха.

IV. Описание определения

9. Содержимое обоих поглотительных приборов сливают вместе в пробирку. Для анализа отбирают 3 мл пробы в колориметрическую пробирку с притертой пробкой, приливают 0,5 мл 3-процентного раствора периодата калия, перемешивают и оставляют на 30 мин. Далее для восстановления избытка периодата калия добавляют по 3 капли раствора сульфита натрия и по 1,5 мл раствора хромотроповой кислоты. Осторожно перемешивают и погружают на 30 мин. в кипящую водяную баню, после чего пробирки охлаждают погружением в холодную воду. Затем в каждую пробирку вносят по 2 мл воды и перемешивают, при этом коричневый фон, обусловленный выделением йода, исчезает.

Если желтая окраска исчезла неполностью, необходимо добавить несколько капель воды, так как в слабокислой среде йод вступает в реакцию с избытком сульфита натрия и остается фиолетовое окрашивание, характерное для реакции формальдегида с хромотроповой кислотой.

Затем растворы переливают в кюветы с толщиной слоя 1 см и фотометрируют при длине волны 574 нм по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам. Содержание окиси этилена в анализируемом объеме определяют по предварительно построенному калибровочному графику.

Для построения калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 80.

Таблица 80

ШКАЛА СТАНДАРТОВ

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

│ N │ Стандартный │ Серная кислота, │ Содержание │

│стандарта│ раствор окиси │ 40-процентный │окиси этилена, мкг│

│ │этилена N 2, мл │ раствор, мл │ │

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

│1 │0 │3,0 │0 │

│2 │0,05 │2,95 │0,25 │

│3 │0,1 │2,9 │0,5 │

│4 │0,2 │2,8 │1,0 │

│5 │0,3 │2,7 │1,5 │

│6 │0,4 │2,6 │2,0 │

│7 │0,6 │2,4 │3,0 │

│8 │0,8 │2,2 │4,0 │

│9 │1,2 │1,8 │6,0 │

│10 │1,6 │1,4 │8,0 │

│11 │2,0 │1,0 │10,0 │

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

Шкалу стандартов готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами. Все пробирки шкалы обрабатывают аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график.

Шкалой стандартов можно пользоваться и для визуального определения. Окраска шкалы устойчива в течение 1 - 2 суток.

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

G V

X = -----,

V V

где:

G - количество окиси этилена, найденное в анализируемом объеме пробы,

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.

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.