ВЦСПС

ВСЕСОЮЗНЫЙ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОХРАНЫ ТРУДА (г, Москва)

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ

МЕТОДЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОЗДУХЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

ВЫПУСК 1

МОСКВА 18158

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЛЬФРАМА И КОБАЛЬТА В ВОЗДУХЕ СПЕКТРОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ ^!

I. Общая часть

1.    Метод основан на измерении интенсивности почернения аналитических пар линий W 2896,4 А — Си 2882,9 А и Со 3044,0 А —

Си 3036,1 А. Элемент оравнения — медь. Количественное определение проводят по методу 3-х эталонов. Концентрацию вольфрама и кобальта в пробе определяют по калибровочному графику, построенному в координатах AS (разность почернений линий сравнения и линии анализируемого элемента) и логарифм концентрации эталонов.

2.    Чувствительность определения 5 мкг вольфрама и 1,5 мкг Кобальта в сжигаемом объеме пробы. Точность Определения ±12%. относительных.

3.    Метод специфичен.

4.    Предельно допустимая концентрация: вольфрама 6 мг/м³, кобальта 0,5 мг/м³.

11. Реактивы и аппаратура

5. Применяемые реактивы и растворы:

Трехокись вольфрама ч. д. а. Окись кобальта ч. д. а. Окись меди ч. д. а. Метол. Гидрохинон. Калий углекислый. Натрий сернокислый. Калий бромистый.

Угли спектральные, марки С-2. Фильтры беззольные. Проявитель: раствор № 1. Метол 2 г, гидрохинон 10 г, сульфат натрия 104 г, бромид калия 2 г растворяют в воде и затем доливают до 1 л.

¹ Метод разработан Свердловским институтом охраны труда ВЦСПС — И. Л. Липлавком.

4

л

Раствор № 2. Растворяют 80 г паташа в воде и доливают до литра.

Перед употреблением оба раствора смешивают в равных объемах.

Закрепитель: гипосульфит 300 г, хлорид аммония 60 г. Вода до 1 л.

Стандартные эталоны

Для приготовления эталонов используется окись кобальта и трехокись вольфрама заводского изготовления или полученная в лаборатории из х.ч. вольфрамовокислого натрия. В этом случае к двух- или трехкратному объему кипящей концентрированной соляной кислоты прибавляется по каплям теплый насыщенный раствор вольфрамовокислого натрия. Затем смесь ставится на 1 час в кипящую водяную баню. Выпавший осадок промывается на фильтре 5%-ным раствором этой соли до исчезновения реакции на ион хлора. Фильтр с осадком высушивают при 120° С, постепенно повышая температуру до 600° С.

Эталоны готовятся с содержанием вольфрама — 1%, 0,33% и 0,11%, кобальта — 0,3%, 0,1 и 0,03%. Для этого навеска трехокиси вольфрама в количестве 0,1892 г и навеска окиси кобальта в количестве 0,0634 г тщательно перемешивается в ступке с 14,7474 г окиси меди (основа). Содержание вольфрама в пересчете на металлический составит 1%, кобальта 0,3%. Каждая последующая концентрация готовится из предыдущей путем разбавления соответствующей навески эталона окисью меди.

Для приготовления эталона с концентрацией вольфрама 0,33% и кобальта — 0,10% навеска исходного эталона в количестве 5 г тщательно перетирается в. ступке с 10 г окиси меди. Эталон с содержанием вольфрама 0,11% и кобальта 0,03% готовится разбавлением предыдущего эталона (вольфрам 0,33%, кобальт — 0,1%). Для этого 5 г эталона перетирается в агатовой ступке с 10 г окиси меди. Перетирание эталонов ведется с добавлением этилового спирта в течение 4—5 часов. Навески эталонов и основы берутся на аналитических весах.

6. Применяемые приборы и посуда.

Спектрограф ИСП-28 или ИСП-22. Микрофотометр МФ-2 или МФ-4. Дуговой генератор ДГ-2.

Фотопластинки спектральные тип П (для научных целей) чувств. 16 ед.

Агатовая ступка. Патрон для фильтра (см. рис. 1). Электроаспиратор с реометром.

5

Ш. Отбор проб воздуха

Воздух со скоростью 10—15 л/мин протягивают через фильтр, помещенный в патрон. Воздух забирают в таком количестве, чтобы навеска пыли на фильтре была не менее 0,3—0,1 мг.

IV. Описание определения

Фильтр с отобранной пробой переносится в фарфоровый тигель и озоляется в муфеле в течение 15 мин. при температуре 450— 500° С. После охлаждения тигля в него всыпается точно отвешенное количество окиси меди 500—600 мг. Затем проба слегка перемешивается, пересылается в агатовую ступку и тщательно перети-рается пестиком в течение одного часа. В таком виде проба готова для анализа.

Порошки проб и эталонов набиваются в кратер нижних электродов (глубина и диаметр кратера 3 мм). Уплотнение пробы в кратере достигается путем постукивания электродов о твердый предмет. В качестве верхних электродов применяются графитовые угли, заточенные на конус.

Фотографирование спектра ведется при силе тока 10 а, с трехлинзовой системой освещения и с трехступенчатым ослабителем. Ширина щели 0,01 мм, ширина револьверной диафрагмы 2 мм. Экспозиция — 20 сек.

Каждая проба и эталоны снимаются не менее 3-х раз. Фотопластинки проявляются в метолгидрохиноновом проявителе в течение 3 минут при 20° С.

Фотометрирование ведется для вольфрама по линии X =2896,4А

о

при линии сравнения меди X =2882,9 А. Для кобальта по линии

о    о

X =3044,0 А при линии сравнения меди X =3036,1 А. Фотометрирование аналитических линий вольфрама и кобальта ведется по 100% ступеньке, линий сравнения меди по 50%.

Находят разность почернения между аналитической линией определяемого элемента и линией сравнения (Д S_Cp.) и по калибровочному графику определяют содержание вольфрама и кобальта в пробе.

V. Построение калибровочного графика

Калибровочный график строится для стандартных эталонов вольфрама: с содержанием 1%, 0,33% и 0,11% и кобальта — с содержанием 0,3%, 0,1% и 0,03%. Эталоны снимаются на той же пластинке, что и пробы. На оси ординат откладывается Д S^cp* на оси абсцисс — логарифм концентрации соответствующих эталонов.

6

Пользуясь калибровочным графиком, по найденной величине Д S_Cp. анализируемой пробы определяется логарифм концентрации и вычисляется процентное содержание вольфрама и кобальта в пробе.

Концентрацию вольфрама и кобальта в мг/м³ воздуха (х) вычисляют по формуле:

а — содержание вольфрама или кобальта, найденное в пробе по калибровочному графику, в процентах; б — навеска порошка окиси меди, взятая для приготовления пробы, мг.

Vo — количество протянутого воздуха в литрах, приведенного к нормальным условиям (см. приложение).

Коэффициент пересчета волфрама на трехокись вольфрама 1,261.

Коэффициент пересчета кобальта на окись кобальта 1,408.

Если количество вольфрама и кобальта не укладывается в пределы калибровочного графика, то необходимо оставшуюся часть пробы соответственно разбавить основой и вновь проанализировать.

7

ПРИЛОЖЕНИЕ |

Формула приведения объема воздуха к нормальным условиям: при аспирационном методе отбора проб.

v, . V, • 273 • Р ^У1    (273    +    t) ; 76Q ’

где,*

V(— объем воздуха взятый для анализа, в литрах;

t — температура воздуха в месте отбора пробы;

Р ^-'-барометрическое давление в месте отбора проб, в миллиметрах ртутного столба.

Для удобства расчета ¥р можно пользоваться таблицей коэффициентов для различных температур и дар легши. В таблице находят переводной коэффициент, на который надо умножить, ото-браинйй ■объем Воздуха для приведения его' к ййрм;альцым условиям.

61

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Таблица коэффициентов для различных температур и давлений, на которые надо умножить Vt для приведения объема воздуха к нормальным условиям

Температура газа в °С Давление Р в мм ртутного столба 730 732 734 736 738 740 742- 744 5 0,9432 0,9458 0,9484 0,9510 0,9536 0,9561 0,9587 0,9613 6 0,9398 0,9424 0,9450 0,9476 0,9501 0,9527 0,9553 0,9579 7 0,9365 0,9390 0,9416 0,9442 0,9467 0,9493 0,9518 0,9544 8 0,9331 0,9357 0,9383 0,9408 0,9434 0,9459 0,9485 0,9510 9 0,9298 0,9324 0,9349 0,9375 0,9400 0,9426 0,9451 0,9477 Ю 0,9265 0,9291 0,9316 0,9341 0,9367 0,9392 0,9418 0,9443 К 0,9233 0,9258 0,9283 0,9308 0,9334 0,9359 0,9384 0,9410 12 0,9200 0,9225 0,9251 0,9276 0,9301 0,9326 0,9351 0;9376 13 0,9168 0,9193 0,9218 0,9243 0,9269 0,9294 0,9319 0,9344 14 0,9136 0,9161 0,9186 0,9211 0,9236 0,9261 0,9286 0,9311 15 0,9104 0,9129 0,9154 0,9179 0,9204 0,9229 0,9254 0,9279 16 0,9073 0,9097 0,9122 0,9147 0,9172 0,9197 0,9222 0,9247 17 0,9041 0,9066 0,9092 0,9116 0,9140 0,9165 0,9190 0,0215 18 0,9010 0,9035 0,9059 0,9084 0,9109 0,9134- 0,9158 0,9183 19 0,8979 0,9004 0,9028 0,9053 0,9078 0,9102 0,9127 0,9151

20	0,8948	0,8973	0,8997	0,9022	0,9046	0,9071	0,9096	0,9120
21	0,8918	0,8942	0,8967	0,8991	0,9016	69040	0,9065	0,9089
22	0,8888	0,8912	0,8936	0,8961	0,8985	0,9010	0,9034	0Д058
23	0,8858	0,8882	0,8906	0,8930	0,8955	0,8979	0,9003	69028
24	0,8828	0,8852	0,8876	0,8900	0,8924	0,8949	- 0,8973	0,8997
25	0,8798	0,8822	0 8846	0,8870	0,8894	0,8919	0,8943	0,8967
26	6,8769	0,8793	0,8817	6,8841	0,8865	0,8889	0,8913	0,8937
27	0,8739	0,8763	0,8787	0,8811	0,8835	0 8859	0,8883	0,8907
28	0,8710	0,8734	0,8758	0,8782	68806	0,8830	0,8853	0,8877
29	0,8681	0,8705	0,8729	0,8753	0,8776	0,8800	0,8824	0,8848
30	0,8653	0,8676	0,8700	0,8724	08748	0,8771	0,8795	0,8819
31	68624	0,8648	0,8672	0,8695	0,8719	0 8742	0,8766	0,8790
32	0,8596	0,8519	68S43	0,8667	68691	0,8714	0,8736	0,8761
33	0,8568	0,8591	0,8615	0,8638	0,8662	0,8685	0,8709	0,8732
34	0,8540	0,8563	0,8587	0,8616	0,8634	0,8658	68680	0,8704
35	0,8512	0,8535	0,8559	0,8582	0,8605	0,8629	0,8662	0,8675
36	0,8484	0,8508	0,8531	0,8554	0,8577	0,860L	0,8624	0,8647
37	0,8457	0,8480	0,8503	0,8526	0,8549	0,8573	0,8596	0,8619
38	0,8430	0,8453	0,8476	68499	0,8522	0,8545	0,8568	0,8591
39	0,8403	68426	0,8449	0,8472	0,8495	0,8518	0,8541	0,8564
40	68376	0,8399 -	0,8422	0,8444	0,8467	. 0,8490	0,8513	0,8536

Темпе-				Давление	J в мм ртутного столба
ратура газа в°С	746	748	750	752	754	756	758 760		762
5*	0,9639	0,9665	0,9691	0,9717	0,9742	0,9768	0,9794	09820	0,9846
6	0,9604	0,9630	0,9656	0,9682	0,9707 ■	0,9733 : 0,9698	0,9759	09785 .	0,9810
7	0,9570	0,9596	0,9621	0,9647	0,9673		0,9724	0,9750	0,9775
8	0,9536	0,9561	0,9587	0,9613	0,9638	0,9664	0,9689	0,9715	0,9741
9	0,9502	0,9528	0,9553	0,9578	0,9604	0,9629	0 9655	0,9680	0,9706
ГО	0,9468	0,9494	0,9519	0,9544	0,9570	0,9595	0,9621 -	0,9646	0,9671
11	0,9435	0,9460	0,9486	0,9511	0,9536	0,9562	0,9587	0,9612	0,9637
J2	0,9402	0,9427	0,9452	0,9477	0,9503	0,9528	0,9553	09578	0,9603
13	0,9369	0,9394	0,9419	0,9444	09469	0,9495	0,9520	0,9545	0,9570
14	0,9336	0,9363	0,9386	0,9411	0,9436	0,9461	0,9486	0,9511	0,9536
15	0,9304	09329	0,9354	0,9378	0,9404	0,9428	0,9453	0,9478	0,9503
16	0,9271	0,9296	0,9321	0,9346	0,9371	0,9396	0,9420	0,9445	09470
17	0,9239	0,9264	0,9289	0,9314	0,9339	0,9363	0,9388	0,9413	0,9438
18	0,9207	0,9232	0,9257	0,9282	0,9306	0,9331	0,9356	09380	09405
19	0,9176	0,9200	0,9225	0,9250	0,9275	0,9299	09324	0,9348	09373
20	0,9145	0,9169	0,9194	0,9218	0,9243	9,9267	0,9292	0,9316	09341
									-

21	0,9113	0,9138	0,9162	0,91.87	0,9211	0,9236	09260	0,9285	0,9309
22	09083	0,9107	0,9131	09155	09180-	0,9204	09229	0,9253	0,9277
23	- 0,9052	0,9076	0,9100	0,9125	0,9149	0,9173	0,9197	0,9222	09246
24	0,9021	0,9045	0,9070	0,9094	0,9118	0,9142	09165 ,	0,9191	0,9215
25	0,8991	' 0,9015	0,9039	0,9063	0,9087	09112	09135	09160	0,9184
26-	0,8961	0,8985	09009	0,9033 ~	0,9057	0,908f	09W5	0,9120	0,9153
27	09831	0,8955	0,8979	0,9003	0,9027	0.905Г	0,9074	0,9099	: 0,9122
28	0.890L	0,8925	0,8949	0,8973 :	08997	09021	0,9044	0,9069	0,9092
22	0,8872	0,8895	0,8919 ;	0,8943	0,8967	0,8990	0,9014	0,9038	0,9062
30	0,8842	0,8866	0,8890	0,89 Н :	0,8937	0,8961	0,8985	0,9008 :	0,9032
31	0,8813	0,8837	0,8861	0,8884	0,8908	0,8931	0,8955	0,8979	0,9002
32	0,8784	0,8808	0,8831	0,8855	,0,8878	0,8902	0,8926	0,8949	; 0,8973
33	0,8756	0,8779	0,8803	0,8826	0,885®	0,8873	0,8997	0,8920	0,8943
34	0,8727	0,8750	0,8774	0,8797	0,8821	0,8844	0,8867	0,8891	0,8914
35	0,8699	0.8722	0,8745	' 0,8768	0,8792	0,8815	0,8839	0,8862	0,8885
36	0,8670	0,8694	0,8717	0,8740	0,8763	0,8787	0,8810	0,8833	0,8856
37	0,8642	0,8665	0,8689	0,8712	0,8735	0,8758	0,8781	0,8804	0,8828
яг	0,8615	0,8638	0,8661	: 0,8684	0,8707	" 0,8736	0,8753	0,8776	0,8799
39	0,8587	0,8610	0,8633	0,8656	0,8679	-0.8702	0,8725	0,8748	0,8771
40	0,8559	0,8582	0,8605	0,8628	0,8651	0,8674	0,8697	08720	0,8743

Темпе-				Давление	Р в мм ртутногб столба
ратура газа в-^С	764	766	768	770	772	774	776	778	780
5	0,9871	0,9897	0,9923	0,9949	0,9975	1,0001	1,0026	1,0051	1,0078
6	0,9836	0,9862	0,9888	0,9913	0,9939.	0,9965	0,9990	1,0016	1,0042
7.	0,9801	0,9827	0,9852	0,9878	0,9904	0,9929	0,9955'	0,9980	1,0006
8	0,9766	0,9792	0,9817	0,9843	0,9868 -	0,9894	0,9919	0,9945	0,9970
5	0,9731	0,97о7	0,9782	0,9807	0,9833	0,9859	0,9884	0,9910	0,9935
15	0,9697	0,9722	0,9747	0,9773	0,9798	0,9824	0,9849	0,9874	0,9900
и	0,9663	0,9688	0,9713	0,9739	0,9764	0,9789 .	0,9814	0,9839	0,9865
12 -	0,9629	0,9654	0,9679	0,9704	0,9730	00754 '	0,9780	0,9805	0,9830.
13	0,9595	0,9620 -	0,9645	0,9670	0,9695	0,9720	0,9745	0,9771	0,9796
й	0,9561	0,9586	0,9612	0,9637	0,9661	0,9686	0.9711	0,9736	0,9762
15	0,9528	0,9553	0,9578	0,9603	0,9628	0,9653 ,	0,9678	0,9703	0,9728
io	0.9495	0,9520	0,9545	0,9э70	0,9595	0,9619	0,9644	0,9669	0,9694
17	0,9462	0,9487	0,9512.	0,9537	0,9561	0,9586	0,9611 .	0;9636	0,9661
Г8	0,9430	0,9454:	0.9479	0050.4	0,9528	0,9553 ;	0,0578	0,9602	0,9627
19 >	0.9397	0,9422	’ 0,9447	0,9471	0,9496	0,9520 :	0,9545	0,9569	0,9594
20	0.9365	' 0,9390	0,9414	0,9439	0,9463	0,9488	0,9512	0,9537	0,9561

21	0,9333	0,9359	0,9382	0,9407	0,9431	0,9455	0,9480	0,9504	0,9529.
22	0,9302	0,9326	0,9350	0,9375	0,9399	0,9423	0,9448	0,9472	0,9496
25	0,9270	0,9294	0,9319	0,9343	0.9367	0,9391	0,9416	0,9440	0,9464
24	0,9239.	0,9263	0,9287	0,9311	0,9336	0,9360	0,9384	00408	00432
25	0,9208	0,9232	0,9256	0,9280;	00304	0,9328,	0,9352	0,9377	0,9401
26	0,9177	0;9201	0,9225	0,9249	0,9273	0,9297	0,9321	0,9345	0,9369
27	0,9146	0,9170	0,9194	00218	0,9242	0,9266	0,9290	0,9314	. 00338
28	0,914 6	0,9140	0,9164	0,0187	0,9211	0,9235	0,9259	0,9283	0,9307
29	0,9086	0,9109	0,9133	0,9157	00181 :	0,9205	0,9228	0,9252	00276
30	0,9056	- 0,9079	0,9109	00127	0,9151	00174	00198	00222	0,9245
31	0,9026	00050	0,9073	0,9097	00121	00144	0,9168	0,9191	00215
32	0,8996	0,9020	0,9043	00067	0,9091	0,9114	0,9138	0,9161	0,9185
33	0,8967	0,8990	0,9014	0,9037	0,9061	0,9084	00108 .	0,9131	00154
34	0,8938	0,8961	0,8984	0,9008	0,9031	0,9055	0,9078	0,9.101	00125
35	0,8908	0,8932	0,8955	0,8978	0,9002	0,902:5	0,9048	0,9072	0,9092
36	0,8880	0,8903	0,8926	0,8949	0,8972	0,8996	0,9019	0,9042	0,9065
37	0,‘885Г	0,8874	.0,8897	0,8920	0,-8943	0,8967:	0,8990	0,9013	0,9036
38	”0,8822	0,8845	, 0,8869	0,8892	0,8915 .	0,8938	0,8961	0,8984	00007
39	0,8794	0,8817	0,8840	00863	0,8886	0,8909	0,8932	0,8955	0,8978
40.	0,8766	0,8789	0,8812	0,8835	0,8857	0,8881	0,8903	0,8926	0,8949