МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
НА ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИТАНА И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ
(ДВУОКИСЬ ТИТАНА, ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫЙ ТИТАН) В ВОЗДУХЕ

     
     
     УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Главного государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко 18 апреля 1977 года N 1626-77
     
     

I. Общая часть

     
     1. Определение титана основано на фотометрировании окрашенного в красный цвет комплекса, образующегося при реакции иона титана с хромотроповой кислотой.
     
     Определение четыреххлористого титана основано на гидролизе его в растворе серной кислоты и последующем анализе образовавшейся соляной кислоты по реакции с нитратом серебра.
     
     2. Предел обнаружения титана 0,3 мкг, соляной кислоты 3 мкг в анализируемом объеме раствора.
     
     3. Предел обнаружения в воздухе титана 0,06 мг/м, четыреххлористого титана 0,6 мг/м (расчетная).
     
     4. Определению титана не мешают магний, алюминий, кремний. Железо не мешает в количестве до 20 мкг, ванадий (5) - до 100 мкг, хром (6) - до 10 мкг, молибден - до 50 мкг. Хром трехвалентный мешает определению. Определению соляной кислоты мешают другие галоидоводородные соединения, кроме плавиковой кислоты.
     
     5. Предельно допустимая концентрация титана и двуокиси титана в воздухе - 10 мг/м, четыреххлористого титана - 1 мг/м (по хлористому водороду).
     
     

II. Реактивы и аппаратура

     
     6. Применяемые реактивы и растворы.
     
     Калий титанофтористоводородный, ГОСТ 9655-65.
     
     Калий хлористый, х.ч., ГОСТ 4234-69.
     
     Стандартный раствор N 1 с содержанием 500 мкг/мл готовят следующим образом. В платиновую чашку помещают 2,692 г фтортитаната калия, 10 мл серной кислоты (1:1), нагревают до сильного выделения паров последней, охлаждают, тщательно смывают стенки чашки водой и снова нагревают до сильного выделения паров. Для уверенности удаления плавиковой кислоты целесообразно в третий раз нагреть до выделения паров серной кислоты, предварительно смыв стенки чашки водой. Холодный раствор выливают в 700-800 мл воды, добавляют 50 мл концентрированной серной кислоты и после охлаждения доводят до 1 л дистиллированной водой.
     
     Стандартный раствор N 2 с содержанием 10 мкг/мл готовят соответствующим разбавлением раствора N 1 0,5%-ным раствором серной кислоты.
     
     Растворы устойчивы 1-2 мес.
     
     Стандартный раствор можно приготовить также из чистой двуокиси титана, предварительно прокаленной до постоянной массы. Навеску 0,1668 г сплавляют с 1-1,5 г бисульфата или пиросульфата калия. Сплав выщелачивают 5%-ным раствором серной кислоты и переводят в мерную колбу вместимостью 1 л. Раствор доводят до метки тем же раствором кислоты. В 1 мл этого раствора содержится 100 мкг титана. Разбавлением 0,5%-ным раствором серной кислоты готовят раствор с содержанием 10 мкг/мл.
     
     Стандартный раствор соляной кислоты готовят растворением 0,2043 г хлорида калия в 1 л дистиллированной воды. 1 мл раствора соответствует 100 мкг хлористого водорода или соляной кислоты.
     
     Серная кислота, ГОСТ 4204-66, разбавленная 1:1,5 и 0,5% растворы.
     
     Азотная кислота, ГОСТ 4461-67, 10%-ный раствор.
     
     Аскорбиновая кислота, ГОСТ 4815-54, 3%-ный раствор.
     
     Уксусная кислота, ГОСТ 61-75, концентрированная.
     
     Хромотроповой кислоты динатриевая соль, МРТУ 6-09-4740-67, 2%-ный раствор.
     
     Натр едкий, ГОСТ 4328-66, 5%-ный раствор.
     
     Калий пиросернокислый (пиросульфат), ГОСТ 7172-65.
     
     Железо сернокислое (окисное), ГОСТ 9485-60, 10%-ный раствор.
     

     Серебро азотнокислое, ГОСТ 1277-63, 1%-ный раствор.
     
     Аммиак, ГОСТ 3760-64, 10%-ный раствор.
     
     Буферный раствор с рН 2,5-3,5. Готовят растворением 6,44 г ацетата натрия в воде, затем добавляют 30 мл концентрированной уксусной кислоты и доводят до 1 л водой.
     
     Фильтры АФА-ВП-20 или АФА-ХП.
     
     Лакмусовая бумага.
     
     7. Применяемые посуда и приборы.
     
     Аспирационное устройство.
     
     Патроны для фильтров (см. рис.1 и 2).
     
     Муфельная печь.
     
     Поглотительные приборы с пористой пластинкой N 2 (см. рис.3).
     
     Колориметрические пробирки из бесцветного стекла, высотой 120 мм, внутренним диаметром 15 мм.
     
     Фотоэлектроколориметр (ФЭК-Н-57).
     
     Химические стаканы, вместимостью 100 мл.
     
     Тигли платиновые.
     
     Колбы мерные, ГОСТ 1770-74, вместимостью 1 л и 100 мл.
     
     Пипетки, ГОСТ 20292-74, вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл с делениями на 0,01 и 0,1 мл.
     
     

III. Отбор пробы воздуха

     
     8. Воздух аспирируют со скоростью 8-10 л/мин через фильтр, помещенный в патрон. Для определения 1/2 ПДК необходимо отобрать 8-10 л воздуха. При анализе четыреххлористого титана воздух аспирируют через два поглотительных прибора с 10 мл дистиллированной воды со скоростью 1 л/мин. Для определения 1/2 ПДК следует отобрать 12 л воздуха.
     
     

IV. Описание определения

     
     9. А. Определение титана и двуокиси титана.
     
     Фильтр с пробой переносят в тигель и осторожно озоляют на газовой горелке или в муфельной печи при температуре 280-300°. К остатку прибавляют 0,5 г пиросульфата калия и помещают для сплавления в муфельную печь, постепенно повышая температуру от 300 до 600 °С.
     
     Сплавление протекает в течение 10-15 мин. Если в пробе присутствовал в основном металлический титан, то через 10-15 мин к застывшему сплаву прибавляют 1-2 капли концентрированной серной кислоты и продолжают сплавление еще 10 мин. По охлаждении к сплаву прибавляют 10 мл горячего 0,5%-ного раствора серной кислоты и помешивают палочкой до растворения сплава. Для анализа берут 5 мл раствора, прибавляют по 0,1 мл раствора сульфата железа и нейтрализуют 10%-ным раствором аммиака до медленно исчезающей желтой окраски, обусловленной гидратом окиси железа (используется как индикатор рН раствора, т.к. выпадает в осадок при рН 2,5-3,5). Затем добавляют по 0,5 мл 2%-ного раствора хромотроповой кислоты и перемешивают. Объем растворов доливают до 8,5 мл буферным раствором и через 10 мин фотометрируют в кюветах с толщиной слоя 1 см с синим светофильтром. В контрольную кювету наливают раствор, приготовленный в аналогичных условиях.
     
     Для построения графика готовят шкалу стандартов согласно табл.14.
     
     

Таблица 14

     
Шкала стандартов

     
     
     Чтобы условия приготовления шкалы и проб были одинаковые, в пробирки со шкалой добавляют 0,25 мл раствора холостого опыта (5 г расплавленного пиросульфата калия растворяют в 5 мл 0,5%-ного раствора серной кислоты) и затем остальные реактивы. Измеряют оптическую плотность и строят график.
     
     Шкалой стандартов можно пользоваться и для визуального определения. В этом случае ее готовят одновременно с пробами. Шкала стандартов устойчива в течение двух часов.
     
     При наличии в пробах сопутствующих элементов в количествах, превышающих вышеуказанные, требуется отделение титана. Для этого к раствору титана после растворения сплава прибавляют 1 мл свежеприготовленного 10%-ного раствора персульфата аммония и кипятят полминуты. При этом 3-валентный хром окисляется до 6-валентного. Затем сюда же вводят 0,1 мл раствора сульфата железа (в отсутствие железа небольшие количества титана осаждаются плохо) и нейтрализуют 5%-ным раствором едкого натра до слабощелочной реакции по лакмусу. Кипятят 1 мин. В осадке - железо и титан, в растворе - хром, ванадий, молибден. Осадок гидроокисей железа и титана отфильтровывают через беззольный фильтр. Стенки колбы, в которой производилось осаждение, смывают водой и фильтруют через тот же фильтр. Осадок промывают на фильтре 10-15 мл 5%-ного горячего раствора едкого натра и затем горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод по лакмусу. Осадок растворяют на фильтре в 10 мл 5%-ного раствора горячей серной кислоты. Для анализа берут 5 мл раствора. Объем растворов в шкале стандартов также доливают 5%-ным раствором серной кислоты. В пробирки шкалы и проб прибавляют по 0,05 мл раствора сульфата железа и далее нейтрализуют аммиаком, как было описано выше.
     
     Концентрацию титана в мг/м воздуха  рассчитывают по формуле:
     

,

     
где  - количество титана, найденное по калибровочному графику, мкг;
     
      - объем пробы, взятый для анализа, мл;
     
      - общий объем пробы, мл;
     
      - объем воздуха, взятый для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле (см. приложение), л.
     
     При определении двуокиси титана в формулу расчета вводят коэффициент 1,66.
     
     Б. Определение четыреххлористого титана
     
     Из каждого поглотительного прибора 4 мл пробы вносят в колориметрические пробирки, приливают по 1 мл 10%-ного раствора азотной кислоты и по 1 мл 1%-ного раствора нитрата серебра. Содержимое пробирок перемешивают и нефелометрируют на ФЭК-Н-57 в кюветах с толщиной слоя 1 см со светофильтром N 9, 10 или 11 по сравнению с контролем, приготовленным аналогично пробам. Содержание соляной кислоты в анализируемом объеме определяют по калибровочному графику. Для построения графика готовят шкалу стандартов согласно табл.15.
     
     

Таблица 15

     
Шкала стандартов

     
     
     Все пробирки шкалы обрабатывают аналогично пробам, измеряют оптическую плотность и строят график.
     
     Шкалой стандартов можно пользоваться и для визуального определения. Ее готовят в колориметрических пробирках одновременно с пробами.
     
     Концентрацию соляной кислоты в мг/м воздуха  рассчитывают по формуле:
     

,

     
где  - количество соляной кислоты, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;
     
      - объем пробы, взятый для анализа, мл;
     
      - общий объем пробы, мл;
     
      - объем воздуха, взятый для анализа и приведенный к стандартным условиям по формуле (см. приложение), л.
     
     Примечание. В случае анализа проб на содержание иона титана к 4,5 мл раствора добавляют по 0,5 мл 5%-ного раствора серной кислоты и по 0,5 мл 2%-ного раствора динатриевой соли хромотроповой кислоты. Шкалу стандартов готовят в таких же условиях.
     
     
     
Текст документа сверен по:
/ Минздрав СССР. Методические указания
на определение вредных веществ в воздухе.
Вып.1-5. - М.: ЦРИА "Морфлот", 1981