- USD ЦБ 03.12 30.8099 -0.0387
- EUR ЦБ 03.12 41.4824 -0.0244
Краснодар:
|
погода |
МУК 4.1.1090-02
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
4.1. Методы контроля. Химические факторы
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДА В ВОДЕ
Дата введения: 2002-03-01
1. РАЗРАБОТАНЫ д.б.н. А.Г.Малышевой, к.б.н. Н.П.Зиновьевой, к.т.н. Л.Ф.Кирьяновой, к.б.н. Е.М.Севостьяновой, Д.Б.Каменецкой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н.Сысина РАМН), к.м.н. В.Е.Крутилиным, Л.С.Туркиной, Н.В.Быстряковой (центр госсанэпиднадзора в Смоленской области), Е.А.Костюченковой, к.м.н. А.В.Авчинниковым (Государственная медицинская академия, г.Смоленск).
2. УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации - Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г.Онищенко 4 января 2002 г.
3. ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ
1. Область применения
Методические указания по контролю йода в воде предназначены для центров госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий, лабораторий научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения аналитического контроля йода в водных объектах (питьевой, поверхностных, артезианских, расфасованных минеральных и др.) и оценки соответствия уровня его содержания гигиеническому нормативу.
2. Общие положения
Йод широко распространен в природе. В незначительных количествах он находится повсюду: в морской воде, земной коре, растительных и животных организмах. Соединения йода содержатся в некоторых сточных водах химической и фармацевтической промышленности. В природных водах йод содержится преимущественно в виде йодидов. Йод относится к важнейшим биогенным элементам, необходимым для нормального функционирования организма человека, однако в повышенных концентрациях он представляет опасность для здоровья. В природных водах и в процессе водоподготовки содержание йода может колебаться в пределах от 0,005 до 1 мг/дм. В связи с этим особую актуальность приобретает контроль йода в воде на уровне гигиенического норматива.
Существующая фотометрическая методика определения (1) из-за недостаточной чувствительности не позволяет контролировать содержание йода в воде на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК 0,125 мг/дм). Существенным недостатком йодометрической методики (2) является отсутствие метрологической аттестации.
Настоящие методические указания дают возможность устанавливать количественный титриметрический анализ водных объектов для определения в них содержания йода в диапазоне концентраций 0,01-1 мг/дм. Метод метрологически аттестован и обеспечивает определение йода с пределом обнаружения 0,08 ПДК.
Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТов Р 8.563-96, 17.0.0.02-79.
Методические указания одобрены и рекомендованы секцией по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды Проблемной комиссии "Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды".
3. Физико-химические свойства, токсикологическая характеристика и гигиенические нормативы
|
Молекулярная масса - 253,84 |
Йод - твердое кристаллическое вещество с резким запахом. Температура плавления - 113,7 °С, температура кипения - 182,8 °С, плотность - 4,93 г/см. Растворяется в хлороформе, сероуглероде, спирте, эфире, четыреххлористом углероде. В воде мало растворим (0,028 г на 100 г при 20 °С).
Йод обладает раздражающим действием. Предельно допустимая концентрация в воде (ПДК) - 0,125 мг/дм.
4. Погрешность измерений
Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей ±30%, при доверительной вероятности 0,95.
5. Метод измерений
Измерение концентрации йода основано на окислении йодидов до йодатов в кислой среде бромной водой с восстановлением последних до свободного йода по формуле:
;
;
.
Количественное определение проводят йодометрическим титрованием. Нижний предел измерения йода в анализируемой пробе 10 мкг. Определению не мешают другие галогены.
6. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы
6.1. Средства измерений | |
Весы лабораторные ВЛА-200г-М 2-го класса точности с погрешностью 0,02 г |
ГОСТ 24108-88Е* |
_____________ | |
Меры массы Г-2-2106 2 кл |
|
Пипетки градуированные вместимостью 1, 2, 5, 10 см |
|
Колбы мерные, 1000 см, 100 см |
|
Цилиндры мерные вместимостью 100, 1000 см |
|
Микробюретка вместимостью 5 см |
ГОСТ 20292-84 |
Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2 |
ГОСТ 215-73Е |
6.2. Вспомогательные устройства | |
Воронки делительные, ВД-3-2000 |
ГОСТ 9613-75 |
Чашки фарфоровые N 2, 3 |
|
Колбы плоскодонные, вместимостью 25, 50 см |
ТУ 92-891.029-91 |
Стаканы термостойкие вместимостью 1000 см |
|
Воронки лабораторные, стеклянные |
|
Электропечь сопротивления камерная, лабораторная, обеспечивающая поддержание заданного температурного режима от 150 до 500 °С |
ТУ 79-337-77 |
Шкаф сушильный, обеспечивающий поддержание заданного температурного режима от 40 до 150 °С |
ТУ 16-531-639-78 |
Электроплитка бытовая или горелка газовая |
|
Баня водяная, песочная |
ТУ 64-1-2850 |
Палочки стеклянные оплавленные |
|
6.3. Материалы | |
Фильтры беззольные "синяя лента", диаметром 5 или 7 см |
ТУ 6-09-1678-86 |
Тальк |
|
6.4. Реактивы | |
Йод |
ГСО N 6088-91 |
Дистиллированная вода |
|
Спирт этиловый ректификат |
ГОСТ 5962-67 |
Калий йодистый, х.ч. |
|
Калий углекислый (поташ) |
|
Фенолфталеин |
ГОСТ 5850-72 |
Кислота серная, х.ч. |
|
Кислота хлороводородная, х.ч. |
|
Крахмал |
|
Тиосульфат натрия |
|
Бром |
|
Метиловый красный |
ТУ 6-09-5169-84 |
Муравьиная кислота |
|
Метиловый оранжевый |
ТУ 6-09-5171-84 |
Хлороформ, х.ч. |
ТУ 6-09-4263-76 |
Возможно использование других средств измерений, вспомогательного оборудования, материалов и реактивов с метрологическими и техническими характеристиками не ниже приведенных выше.
7. Требования безопасности
7.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.
7.2. Требования электробезопасности при работе с электроустановками в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79.
8. Требования к квалификации операторов
К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже техника-химика и имеющих навыки работы с титрованием.
9. Условия выполнения измерений
При выполнении измерений согласно ГОСТу 15150-69 соблюдают следующие условия:
- процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20±5 °С); атмосферном давлении (630-800 мм рт. ст.) и влажности воздуха не более 80% при 25 °С.
В комнате, где ведется определение йода, не должно быть никаких йодсодержащих препаратов.
Все применяемые реактивы и дистиллированная вода должны быть очищены от йода.
10. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, отбор проб.
10.1. Приготовление растворов.
Все растворы готовятся на безйодной дистиллированной воде.
Дистиллированная вода. Перегоняется в присутствии .
Спирт ректификат. Перегоняется в присутствии .
Серная кислота, 5%-ный раствор. 30 см концентрированной (уд. вес 1,84) приливают осторожно к дистиллированной воде (400-500 см) в литровой колбе, по охлаждении доводят дистиллированной водой до 1 дм.
Бромная вода насыщенная. К 100 см дистиллированной воды прибавляют приблизительно 5 г жидкого брома и сильно встряхивают, изредка приоткрывая пробку. Пользуются свежеприготовленной.
Серноватисто-кислый натрий, 0,1 Н раствор. Готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно перенести в мерную колбу вместимостью 1000 см и разбавить бидистиллированной водой.
Йодистый калий. Проверяется на йод добавлением 5% (2-3 капли) и крахмала. Пожелтевший препарат выдерживается на воздухе до побеления.
Тальк. Обрабатывается концентрированной хлороводородной кислотой в соотношении 1:3, промывается, высушивается и прокаливается.
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор. 1 г фенолфталеина помещают в мерную колбу вместимостью 100 см и доводят до метки 96% спиртом.
Крахмал, 1%-ный раствор. Смешивают 1 г растворимого крахмала с 10 см дистиллированной воды и приливают к 90 см кипящей дистиллированной воды. Раствор консервируют небольшим количеством хлороформа (1-2 капли).
Метиловый красный, 1%-ный спиртовой раствор. 1 г метилового красного помещают в мерную колбу, вместимостью 100 см и доводят до метки 96%-ным спиртом.
Метиловый оранжевый, 1%-ный спиртовой раствор. 1 г метилового оранжевого помещают в мерную колбу, вместимостью 100 см и доводят до метки 96% спиртом.
Водный раствор готовят из расчета 1 кг на 810 см воды. Раствор встряхивают в течение 5 минут в делительной воронке с 10 см спирта и разделяют. Обработку раствора спиртом повторяют несколько раз. Для измерений используют нижний слой.
10.2. Отбор проб
Пробы воды объемом 0,5-6 дм отбирают в емкость из темного стекла в соответствии с ГОСТами Р 51592-2000, ГОСТ Р 51593-2000. Пробы хранят при охлаждении до 2-5 °С. Анализ - в день отбора проб.
11. Выполнение измерений
11.1. Концентрирование пробы и экстракция йодида из воды
При анализе 1 л пробы определяют содержание йодидов, начиная с 0,01 мг/дм. Пробы с более низким содержанием йодидов предварительно концентрируют упариванием. Для определения отбирают такой объем пробы, чтобы содержание в нем йода было в пределах 0,01-1 мг. В термостойкий стакан помещают пробу исследуемой воды, прибавляют 10 капель 1%-ного раствора фенолфталеина и раствор до ярко красного окрашивания, не исчезающего при помешивании. Пробу выпаривают на электрической или газовой плите до объема 300-400 см (при объеме пробы менее 0,5 дм выпаривание производить в фарфоровой чашке N 3 на водяной бане). Затем пробу переносят в фарфоровую чашку N 3, упаривают до сухого осадка на водяной бане, просушивают в сушильном шкафу и прокаливают в электропечи при температуре до 450 °С. Во избежание потери йода нужно следить, чтобы температура электропечи была не выше 500 °С. Прокаливание продолжают до полного обугливания органического вещества, не добиваясь его окончательного сгорания (остаток может быть серым). Прокаленный остаток увлажняют водой, приготовленной в соответствии с п.10.1 (3-4 капли) и растирают стеклянной палочкой до однородной массы. Если остаток жесткий, прибавляют по каплям и растирают до получения мягкой массы. Потом прибавляют 8-10 см спирта, приготовленного в соответствии с п.10.1, тщательно размешивают и декантируют экстракт в другую чашку меньшего размера (N 2). Если остаток мучнистый и не отстаивается, прибавляют концентрированный раствор при помешивании стеклянной палочкой до тех пор, пока осадок полностью не свернется. Экстрагирование повторяют с новой порцией спирта (8-10 см). После этого к остатку прибавляют 2-3 капли концентрированного раствора , высушивают на водяной бане, потом в сушильном шкафу и опять прокаливают в электропечи, увлажняют водой и снова дважды экстрагируют. Спиртовые экстракты объединяют. Таким образом, экстрагирование йода из сухого остатка производится в 2 приема после прокаливания с предварительным прибавлением . Общий объем экстракта составляет 40 см.
Полученный экстракт выпаривают на водяной бане, прибавив 2 капли концентрированного раствора . После этого чашку просушивают в сушильном шкафу и прокаливают в электропечи. Так как в экстракте минеральных веществ мало, в этих условиях происходит быстрое и полное сгорание всего органического вещества. После охлаждения чашки добавляют 3-4 капли дистиллированной воды и опять экстрагируют небольшими порциями спирта (10 см). Экстракт осторожно выпаривают на водяной, не сильно нагретой бане с таким расчетом, чтобы спирт в чашке не закипел.
Внимание: Сухой остаток в чашке должен быть бесцветным, в противном случае его смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 1-2 капли раствора , сушат и прокаливают снова, но уже не подвергая экстрагированию спиртом.
11.2. Перевод йодида калия в йодат и выделение свободного йода
Бесцветный остаток растворяют в 1-1,5 см дистиллированной воды и фильтруют через воронку в коническую колбу емкостью около 25 см. Объем фильтрата вместе с промывными водами должен составлять около 4 см. К фильтрату добавляют 2 капли раствора метилового оранжевого, осторожно титруют 5% раствором серной кислоты и добавляют еще 2 см титранта. Затем порциями по 20-25 капель приливают бромную воду до окрашивания раствора в желтый цвет, обусловленного избытком бромной воды, и ставят на заранее сильно разогретую песочную баню ( 100 °С). Для равномерного кипения к раствору прибавляют на кончике ножа щепотку талька. После того, как раствор закипит, продолжают кипячение ровно 5 минут. Охлаждают колбу с раствором под краном с холодной водой до температуры 25 °С. Для восстановления брома в колбу добавляют 2-3 капли муравьиной кислоты и осторожно взбалтывают, содержимое испытывают на бром по запаху через 2 минуты. Добавляют каплю раствора метилового красного. Обесцвечивание индикатора свидетельствует о присутствии брома, в таком случае добавляют 1 каплю муравьиной кислоты. Если бледно-розовое окрашивание раствора не исчезает, прибавляют несколько крупинок йодистого калия, 2 капли 1%-ного раствора крахмала и спустя 5 минут титруют 0,001 Н раствором тиосульфата до слабо-розового окрашивания.
12. Вычисление результатов измерений
Концентрацию йода в воде (мкг/дм) определяют по формуле:
мкг/дм, где
- объем 0,001 Н раствора тиосульфата натрия, см;
- титр 0,001 Н раствора йодата, выраженный мкг, равный 127;
- количество йода из при титровании (см. уравнение реакции);
- объем исследуемой пробы, дм.
Для пробы объемом 1 дм концентрацию йода вычисляют по формуле:
мкг/дм
При объеме пробы 3 дм - мкг/дм
За окончательный результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных измерений, выполняемое до первого десятичного знака. Вычисляют среднее значение концентрации йода в воде:
Рассчитывают относительную разницу результатов двух параллельных измерений одной пробы:
, где
- оперативный контроль сходимости, 22%.
13. Оформление результатов измерений
Средние значения результатов измерения концентраций веществ в 2 параллельных пробах воды оформляют протоколом по форме:
Протокол N
количественного химического анализа
Дата проведения анализа _______________________________________________________
Место отбора пробы ____________________________________________________________
Название лаборатории __________________________________________________________
Юридический адрес организации _________________________________________________
Результаты химического анализа
Шифр или номер пробы |
Определяемый компонент |
Концентрация, |
Погрешность измерения, % |
|
|
|
|
Руководитель лаборатории:
Исполнитель:
14. Контроль погрешности измерений
14.1. Контроль сходимости. Выполняют по п.12. При превышении норматива оперативного контроля сходимости эксперимент повторяют. При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
14.2. Оперативный контроль погрешности. Проводится при смене реактивов. Образцами для контроля являются реальные пробы питьевой и поверхностной воды, к которым делаются добавки йода в виде растворов. Отбирают 2 пробы воды и к одной из них делают добавку таким образом, чтобы содержание определяемого вещества увеличилось по сравнению с исходным на 50-150%. Каждую пробу анализируют в точном соответствии с прописью методики и получают результат анализа исходной рабочей пробы - и рабочей пробы и с добавкой .
Результаты анализа исходной рабочей пробы и с добавкой - получают по возможности в одинаковых условиях, т.е. их получает 1 аналитик с использованием одного набора мерной посуды, одной партии реактивов и т.д.
Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:
, где
- добавка вещества, мкг/дм;
- норматив оперативного контроля погрешности, мг/дм.
При внешнем контроле (Р=0,95) принимают:
, где
и - характеристики погрешности измерений для исходной пробы и пробы с добавкой соответственно, мкг/дм.
Их вычисляют по формуле:
При внутрилабораторном контроле (=0,90) принимают: .
При превышении норматива оперативного контроля погрешности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.
Список литературы
1. Определение концентраций химических веществ в воде централизованных систем питьевого водоснабжения: Сборник методических указаний. МУК 4.1.737-99 - 4.1.754-99.
2. Унифицированные методы исследования качества вод. Методы химического анализа вод. - Ч.1. - М., 1977. - с.424.
3. ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ. "Методики выполнения измерений".
4. ГОСТ 17.0.0.02-79. "Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные положения".
5. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01.
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора
Минздрава России, 2002