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

(19) 1)5 6 1 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) 3 йЬЙ 113 В 33 ЙЗВ 1- ТГИИВВ Б): БЯЯЛЕНА ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К ПАТЕНТ(56) Авторское свМ 1559286, кл.1988,Методическнию вредных вество здравоохраМорфлот, 1981, с л. %11енный научно-исследоваут химии и технологии элеих соединенийкова, Ю.В,Макаров, Т,А,Заева и Л.М,Кудряшова енный научно-исследоваут химии и технологии элеих,соединенийидетельство СССР С 01 И 31/16, С 07 Е 7/08, е указания по определеществ в воздухе. Министернения СССР. - М.: ЦРИА, , 50-51 (МУ М 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 СХ).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 /Сг/ 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 не- растворим 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 аэрозольногофильтра с отобранным концентратомБТФСХ. Это дало возможность провестидальнейшие операции по анализу.Предлагаемый способ прост в выполнении и его сущность заключается в следующем: исследуемый воздух рабочей зоны соскоростью 20 дм /мин в течение 15 минаспирируют через аэрозольный фильтрАФА - ВП, помещенный в фильтродержатель, Фильтр с отобранным концентратом "ОБТФСХ переносят в термостойкий стакан,равномерно смачивают 0,3 см водного раствора ледяной уксусной кислоты (соотношение вода: уксусная кислота от 1: 0,75 до1-1,25), 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. Приболее длительном кипячении происходитизменение структуры фильтра, он уменьшается в объеме и затвердевает, что, в своюочередь, затрудняет полное удаление сфильтра образующегося хромат-иона, После охлаждения стакан многократно обмывают 1 см дистиллированной воды, 25переносят раствор количественно в мернуюколбу вместимостью 25 см . После переводазБТФСХ в раствор, дальнейшее определение его содержания в растворе может бытьпроведено, например, по следующей методике. К раствору в колбе добавляют 3,5 смраствора серной кислоты 1:9), раствор перемешивают и охлаждают на водяной бане.Затем к раствору в колбе добавляют 4 смзраствора дифенилкарбазида и доводят объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой. При этом окраска раствора избесцветной переходит в светло-фиолето-вую.Растворы выдерживают в течение 10 40мин, затем замеряют их оптическую плотность при длине волны 540 нм в стеклянныхкюветах с толщиной оптического слоя 50 ммпо отношению к контрольному опыту.Контрольный опыт проводят через все 4стадии анализа, исключая отбор пробы испытуемого воздуха,Содержание хрома в фотометрируемомрастворе находят по градуировочному графику, построенному в координатах (О - С), 5где О - оптическая плотность фотометрирумого раствора, С - содержание хрома в фотометрируемом растворе, М КГ.Концентрацию хрома в мг/м в воздухезрабочей зоны (Х 1) вычисляют по формуле 5где С - содержание хрома, найденное в фотометрируемом растворемкг;Ч 2 о - объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным условиям по формуле (2), дм .з где 1 - температура воздуместе отбора пробы, С;Ч 20 - объем воздуха, отлиз, дм;Р - барометрическое дотбора пробы, КПа.Концентрацию БТФСХхе рабочей зоны вычисляю ха во врем ныи на анавление в в мг/м в воздупо формуле: ТФСХ = К Х 1 предезоне от5 мг/м где К - коэффициент перерасчета хрома наБТФСХ, равный 12,1932;Х - концентрация хрома в воздухе рабочей зоны, мг/м .Экспериментально в качестве оптимальной выбрана концентрация водногораствора ледяной уксусной кислоты при соотношении вода: кислота 1: 1 (табл.1).Способ при концентрации уксусной кислоты менее 0,75 характеризуется недостаточной смачивающей способностью поотношению к БТФСХ и аэрозольному фильтру, что затрудняет в последюущем проведении процесса разложения БТФСХраствором щелочи (табл,1). При использовании более концентрированного раствора ук-сусной кислоты (более 1,25) ухудшаютсяусловия для проведения разложенияБТФСХ и последующего комплексообразования хромат-иона с дифенилкарбазидом,что приводит к плохо воспроизводимым результатам анализа (табл.1).Экспериментально подобранные оптимальные интервалы времени разложения30 - 60 с(табл.1, опыты М 5 - 10) и концентрации щелочи 2 - 5 моль/л (табл,1, опыты М14-19) позволили получить правильные ивоспроизводимые результаты,Настоящий способ позволяет олить концентрацию БТФСХ в диапа0,0085 до 0,06 м/м (от 0,0007 до 0,00в пересчете на хром).Предел измерения в воздухе составляет0,0085 мгм БТФСХ (0,0007 мг/м вв пересчете на хром) при отборе 300 дм исследуемого воздуха, Ориентировочныйбезопасный уровень воздействия (ОБУВ)бис(трифенилсилил)хромата в воздухе ориентировочно 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.П р и м е р 1. Аэрозольный фильтр АФА - ВПпомещают в фильтродержатель, 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 гидзроксида 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-фиолетоаг; кг.Пробы воздуха от=99,5 кПа,и при 1=18 С и вую.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 контрол ьного оп ыта.По полученным значениям оптической плотности, используя градуировочный график, определяют содержание хрома в фотометрируемых растворах в мкг. По графику найдено, что содержание хрома в трех и раллельных определениях равно: 0,56 мк 0,52 мкг; 0,53 мкг.Среднее содержание хрома Сср = 0,54Объем пробы воздуха, отобранный на анализ и приведенный к стандартным условиям, рассчитывают по формуле 296,6 Таким образвоздухе рабочей концентрация хромаы равна: 0,54Хсг =296,6= 0,0018 мг/м 5 Результаты определения представленыв табл, 1 (М 20).Концентрация БТФСХ в воздухе рабочей зоны равна БТФСХ = 12,1932 0,0018 ==0,022 мг/м, следовательно, найденнаяз0 концентрация БТФСХОБУВ.П р и м е р 2. Пробы воздуха отбирают ипроводят через все стадии анализа англогично тому, как описано в примере 1.По графику найдено, что содержание 5 хрома в трех параллельных определенияхравно; 1,24 мкг; 1,32 мкг; 1,34 мкг.Сср = 1,30 мкг.Объем пробы воздуханализ и приведенный к0 виям, равен а, отобранный на стандартным усло - 296,6я хрома в воздухе рабоче Концен 5 зоны равна,0044 мг/ ТФСХ = 12,1932 0,004ОБУВ.редставлены нцентрацпределени изобретения Способ подготовки пробы для опредбеления 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью определения содержания бис(трифенилсилил)хромата, обработку фильтра осуществляют последовательно водным1804605 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 В 20,21), п=3. Найдено.хрома, мкг Введено Варьируемые факторы Номер хрома,По способу-прото- ПредлагаеопытаСоотношеКонцентрациящелочи,моль/л Время кипямкг ние вода:кис- чения фильтмым спосотипу бом ра,с лота 0,2 0,80 1:2 0,2 0,80 1:1,51;1,31:1,251:1 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 фильтрНе обнаружен 0,73 0,80 1:0,75 60 60 60 11 12 13 0,60 0,80 1:0,7 1:0,5 БТФСХ и фильт не сма- чивэется 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, 0,2и- число параллельных определений. мкг; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 16 17 18 19 2021 1;1 1;1 1:1 1:1 1:1 1:1 1;1 1:1 60 60 60 60 20 30 40 50 60 70 60 60 60 60 60 60 40 4010 1804605 Таблица 2 Результаты определения БТФСХ (по содержанию хрома) в воздухе рабочих помещений (на искусственных смесях) (п=3)10 15 20 Составитель О.ТрохаченковаТехред М.Моргентал Корректор Н.Король Редактор Заказ 1077 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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 .