Утверждаю
Заместитель Главного
государственного
санитарного врача СССР
А.И.ЗАИЧЕНКО
18 апреля 1977 г. N 1625-77
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТАНТАЛА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ
(ОКИСЛЫ И ФТОРТАНТАЛАТ КАЛИЯ) В ВОЗДУХЕ
I. Общая часть
1. Определение основано на реакции
образования окрашенного в красный цвет комплексного соединения с диметилфлуороном.
2. Предел обнаружения - 1 мкг тантала в
анализируемом объеме раствора.
3. Предел обнаружения в воздухе - 0,3
мг/куб. м (расчетная).
4. Железо в количестве до 15 мг в пробе
не мешает определению. Ниобий и титан мешают определению.
5. Предельно допустимая концентрация
окислов тантала в воздухе - 10 мг/куб. м.
II. Реактивы и
аппаратура
6. Применяемые реактивы и растворы.
Тантал (V), окись особой чистоты,
ТУ-6-09-107-70.
Винная кислота, ГОСТ 5817-69,
10-процентный раствор.
Калий сернокислый пиро,
ГОСТ 7172-65, тонкоизмельченный порошок.
Раствор для разбавления: 2 г пиросульфата калия сплавляют в кварцевом тигле до прозрачного плава. По охлаждении плав растворяют в 20 мл
винной кислоты, затем нагревают и разбавляют водой до 100 мл.
Стандартный раствор N 1 с содержанием 200
мкг/мл тантала готовят следующим образом: 0,0122 г пятиокиси
тантала, измельченного до тонкого порошка, тщательно смешивают в кварцевом
тигле с 1 г пиросульфата калия. Тигель ставят у края
нагретой муфельной печи и выдерживают примерно минуту до перехода плава в
жидкое состояние. Тигель с расплавом помещают внутрь печи и выдерживают в
течение 10 мин. при температуре 800 - 900 °C. По охлаждении в тигель наливают
10 мл винной кислоты и раствор осторожно нагревают на
покрытой асбестом электрической плитке до полного растворения плава и получения прозрачного раствора. Раствор переливают
в колбу вместимостью 50 мл и, ополаскивая тигель, доливают водой до метки.
Стандартный раствор N 2, содержащий 20
мкг/мл, готовят разведением стандартного раствора N 1 в 10 раз раствором для
разбавления.
Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, водный
раствор 1:1.
Спирт этиловый, 96-процентный, ГОСТ
5963-67.
Диметилфлуорон (9-парадиметиламинофенил-2,3,7-триокси-6-флуорон), 0,1-процентный
спиртовой раствор. 0,05 г диметилфлуорона растирают
стеклянной лопаточкой с 0,5 мл соляной кислоты и смесь
растворяют в 50 мл этилового спирта.
Желатина, 2-процентный раствор.
Аскорбиновая кислота, 20-процентный
раствор.
Фильтры АФА-ВП-20 или бумажные фильтры
"синяя лента".
7. Применяемые посуда и приборы.
Аспирационное устройство.
Патрон для фильтров.
Кварцевые тигли емкостью 10 - 12 мл.
Пробирки колориметрические плоскодонные
из бесцветного стекла высотой 120 мм и внутренним диаметром 15 мм.
Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1,
2, 5 и 10 мл с делениями на 0,01 и 0,1 мл.
Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью
25, 50 и 100 мл.
Водяная баня.
Муфельная печь.
Фотоэлектроколориметр.
III. Отбор пробы
воздуха
8. Воздух со скоростью 5 л/мин. аспирируют через фильтр, закрепленный в патроне. Для
определения 1/2 ПДК следует отобрать не менее 15 - 20 л воздуха.
IV. Описание
определения
9. Фильтр
помещают в тигель
и озоляют
в печи, постепенно поднимая
температуру до 300
- 400 °C. По охлаждении в
тигель вносят 0,5 г
пиросульфата
калия и тщательно
перемешивают зольный остаток с
плавнем.
Сплавление
производят в две стадии. Сначала помещают тигель у края открытой
печи и
выдерживают во избежание
быстрой потери SO
при температуре
3
300 - 400 °C до
получения жидкого плава. Затем тигель помещают в глубь печи
и выдерживают в
течение 10 мин. при 800 - 900 °C.
По охлаждении в тигель
наливают 5 мл 10-процентного раствора винной кислоты и
осторожно нагревают
до полного
растворения плава.
В тигель добавляют 2 - 3 мл горячей
дистиллированной воды и раствор переливают в мерную колбу вместимостью 25 мл.
Тигель ополаскивают и доливают колбу водой до метки.
Для определения тантала в
колориметрическую пробирку отбирают 4 мл раствора (если менее, то до указанного
объема доливают раствором для разбавления), затем прибавляют по 0,1 мл раствора
желатины и 0,1 мл раствора диметилфлуорона. Пробирки
помещают на 5 мин. в кипящую водяную баню и через 20 мин. фотометрируют
в кюветах с толщиной слоя 10 мм при длине волны 530 нм
по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.
Содержание тантала в анализируемом объеме
определяют по предварительно построенному графику. Для построения
калибровочного графика готовят шкалу стандартов согласно табл. 13.
Таблица 13
ШКАЛА СТАНДАРТОВ
┌─────────┬───────────────────┬─────────────────┬────────────────┐
│ N │ Стандартный │
Раствор для
│ Содержание │
│стандарта│ раствор N 2, мл │ разбавления, мл │ тантала, мкг
│
├─────────┼───────────────────┼─────────────────┼────────────────┤
│1 │0 │4,0 │0 │
│2 │0,05 │3,95 │1,0 │
│3 │0,1 │3,9 │2,0 │
│4 │0,2 │3,8 │4,0 │
│5 │0,3 │3,7 │6,0 │
│6 │0,4 │3,6 │8,0 │
│7 │0,6 │3,4 │12,0 │
│8 │0,8 │3,2 │16,0 │
│9 │1,0 │3,0 │20,0 │
└─────────┴───────────────────┴─────────────────┴────────────────┘
Все пробирки шкалы обрабатывают
аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график. Шкалой
стандартов можно пользоваться для визуального определения, ее готовят в
колориметрических пробирках одновременно с пробами.
Концентрацию тантала в мг/куб. м воздуха
X вычисляют по формуле:
GV
1
X = ----,
VV
20
где:
G - количество тантала, найденное в
исследуемом объеме раствора, мкг;
V -
общий объем пробы, мл;
1
V - объем пробы, взятый для анализа, мл;
V -
объем воздуха, взятый
для анализа и приведенный к стандартным
20
условиям по
формуле (см. Приложение), л.
Примечание. Коэффициент пересчета тантала
на пятиокись тантала - 1,2, на фтортанталат
калия - 2,4.
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.
t
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;
t
ДЕЛЬТА K
- поправка на давление.
p
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 ).
p
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.