Указы СССР 1917-1992

 

Утверждаю

Заместитель Главного

государственного

санитарного врача СССР

А.И.ЗАИЧЕНКО

18 апреля 1977 г. N 1615-77

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

НА КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕРМАНИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ

(ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫЙ ГЕРМАНИЙ, ДВУОКИСЬ ГЕРМАНИЯ,

ГИДРИД ГЕРМАНИЯ) В ВОЗДУХЕ

 

I. Общая часть

 

    1. Определение    основано   на   взаимодействии   иона    германия   с

фенилфлуороном в солянокислой среде с образованием комплекса, окрашенного в

розовый цвет.  При определении гидрида германия его предварительно окисляют

                      4+

азотной кислотой до Ge  .

2. Предел обнаружения - 0,25 мкг германия в анализируемом объеме раствора.

3. Предел обнаружения в воздухе четыреххлористого германия - 0,16 мг/куб. м, германия и окиси германия - 0,001 мг/куб. м, гидрида германия - 1,1 мг/куб. м.

4. Мышьяк, сурьма, олово, кремний не мешают определению германия. Определению гидрида германия мешает мышьяковистый, сурьмянистый и оловянистый водород.

5. Предельно допустимая концентрация четыреххлористого германия (в пересчете на германий) - 1 мг/куб. м, германия и окиси германия в воздухе - 2 мг/куб. м, гидрида германия - 5 мг/куб. м.

 

II. Реактивы и аппаратура

 

6. Применяемые реактивы и растворы.

Двуокись германия, ч., ЦМТУ 3431-53.

Стандартный раствор N 1 с содержанием 100 мкг/мл германия готовят путем растворения 0,0144 г двуокиси германия в 100 мл горячей дистиллированной воды. Раствор устойчив 3 - 4 месяца.

Стандартный раствор N 2 с содержанием 10 мкг/мл германия готовят путем разбавления раствора N 1 в 10 раз дистиллированной водой или (в случае анализа гидрида германия) поглотительным раствором. В первом случае раствор устойчив в течение месяца, во втором случае - 2 - 3 дня.

Фенилфлуорон, МРТУ 6-09-6654-70, 0,05-процентный раствор в этиловом спирте. Готовят путем растворения 0,05 г реактива в 90 мл этилового спирта, к которому добавлен 1 мл 6 н раствора соляной кислоты или 1,5 мл 6 н раствора серной кислоты (в случае анализа гидрида германия). После охлаждения доводят спиртом до 100 мл.

Натр едкий, ГОСТ 4326-66, 1-процентный раствор.

Серебро азотнокислое, ГОСТ 1277-63, 0,01 н раствор в 1 н растворе азотной кислоты - поглотительный раствор.

Соляная кислота, ГОСТ 3118-67, концентрированная, разведенная 3:1, 1:1 и 10-процентный раствор.

Азотная кислота, ГОСТ 4461-67, 1 н раствор.

Пергидроль, ГОСТ 10929-64.

Четыреххлористый углерод, ГОСТ 20228-74.

Желатин, ТУ 10 П-317-69, 1-процентный раствор.

Нейтрализованный раствор щелочи. Готовят путем нейтрализации 1-процентного раствора щелочи вначале концентрированной, затем 10-процентным раствором соляной кислоты до нейтральной реакции.

7. Применяемые посуда и приборы.

Аспирационное устройство.

Газовые пипетки емкостью 250 мл.

Патроны для фильтров.

Пробирки колориметрические из бесцветного стекла высотой 120 мм, внутренним диаметром 15 мм.

Пипетки, ГОСТ 20292-74, емкостью 1, 2, 5 и 10 мл с делениями на 0,01 и 0,1 мл.

Поглотительные приборы с пористой пластинкой.

Делительные воронки емкостью 50 - 100 мл.

Стаканы химические емкостью 100 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-64, вместимостью 50 - 100 мл.

Колбы конические, ГОСТ 1770-74, вместимостью 100 мл.

Воронки химические.

Фильтры АФА-ВП-20.

 

III. Отбор пробы воздуха

 

8. Воздух на содержание паров четыреххлористого германия аспирируют со скоростью 1 л/мин. через два поглотительных прибора с 10 мл воды. Для определения 1/2 ПДК следует отобрать 2 - 3 л воздуха.

Воздух на содержание пыли германия и его двуокиси аспирируют со скоростью 10 л/мин. через фильтр АФА, помещенный в патрон. Для определения 1/2 ПДК необходимо отобрать 20 - 30 л воздуха. Отбор проб на содержание гидрида германия проводят в газовые пипетки обменным способом. Для определения 1/2 ПДК достаточно отобрать 0,2 - 0,25 л воздуха.

 

IV. Описание определения

 

9. А. Определение четыреххлористого германия, двуокиси германия и германия.

Из каждого поглотительного прибора для анализа берут по 5 мл раствора в колориметрические пробирки. Если проба отбиралась на фильтр, его переносят в стакан, смачивают 2 - 3 каплями этилового спирта и обрабатывают 10 мл раствора едкого натра и 0,5 мл пергидроля. Стакан с содержимым нагревают на плитке до растворения германия и переливают раствор в коническую колбу. Фильтр вновь обрабатывают 5 мл щелочи при нагревании, отжимают и жидкость выливают в ту же колбу. Колбу закрывают воронкой и нагревают при слабом кипении в течение 15 мин. для разрушения перекиси водорода. По мере выкипания раствора добавляют 3 - 4 мл воды.

Раствор охлаждают и нейтрализуют сначала концентрированной, а затем 10-процентным раствором соляной кислоты до нейтральной реакции по лакмусу.

Если проба содержит только двуокись германия, фильтр обрабатывают раствором щелочи без пергидроля и затем нейтрализуют. В обоих случаях измеряют общий объем растворов. 5 мл пробы вносят в колориметрическую пробирку. Одновременно готовят шкалу стандартов согласно табл. 4.

 

Таблица 4

 

ШКАЛА СТАНДАРТОВ

 

┌───────────┬─────────────────────┬──────────────────┬───────────┐

│N стандарта│     Стандартный     │     Вода или     │Содержание │

│           │раствор германия N 2,│нейтрализованный │ германия, │

│           │         мл          │раствор щелочи, мл│    мкг    │

├───────────┼─────────────────────┼──────────────────┼───────────┤

│1          │0                    │5,0               │0          │

│2          │0,025                │4,98              │0,25       │

│3          │0,05                 │4,95              │0,5        │

│4          │0,1                  │4,9               │1,0        │

│5          │0,2                  │4,8               │2,0        │

│6          │0,4                  │4,6               │4,0        │

│7          │0,6                  │4,4               │6,0        │

│8          │0,8                  │4,2               │8,0        │

│9          │1,0                  │4,0               │10,0       │

└───────────┴─────────────────────┴──────────────────┴───────────┘

 

При анализе на содержание четыреххлористого германия объем растворов доливают до 5 мл водой, при анализе пыли германия - нейтрализованным раствором щелочи.

К растворам проб и шкалы добавляют по 0,1 мл соляной кислоты 1:1 и взбалтывают. Затем приливают по 0,2 мл раствора желатина и по 0,1 мл раствора фенилфлуорона. Растворы перемешивают и через 10 мин. сравнивают интенсивность окраски проб со шкалой стандартов <*>.

--------------------------------

<*> Так как окраска комплекса неустойчива, проводят визуальное колориметрирование.

 

Если наряду с пылью германия в воздухе содержится пыль мышьяка, сурьмы, олова, кремния, то для отделения германия от мешающих примесей поступают следующим образом: к раствору пробы (после нейтрализации и измерения объема) добавляют концентрированной соляной кислоты из расчета три объема на один объем жидкости (45 мл кислоты на 15 мл раствора). Растворы охлаждают, переносят в делительную воронку, приливают 10 мл четыреххлористого углерода и экстрагируют в течение 2 мин. Слой четыреххлористого углерода спускают во вторую делительную воронку, а солевой раствор еще раз экстрагируют 10 мл четыреххлористого углерода. Соединенные экстракты во второй делительной воронке 2 раза промывают по 10 мл 9 н раствором соляной кислоты, взбалтывая каждый раз в течение 1 мин.

Промытый экстракт переливают в третью воронку и взбалтывают в течение 1 мин. с 10 мл воды. При этом германий переходит в водный слой, который сливают в пробирку, а органический слой обрабатывают еще 2 раза по 5 мл воды, сливая их в отдельные пробирки. Для анализа берут по 5 мл каждой вытяжки.

Шкалу стандартов обрабатывают аналогичным образом. Для этого берут в колбу 1,25 мл стандартного раствора N 1, приливают 15 мл нейтрализованного раствора щелочи и экстрагируют как пробы. Реэкстракцию германия водой проводят дважды по 10 мл, а затем 5 мл. Все вытяжки сливают в мерную колбу емкостью 25 мл. Объем до метки доводят водой. В 1 мл раствора содержится 5 мкг германия. Для построения шкалы берут этот раствор в количестве 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2 мл, что соответствует 0; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 10 мкг, до 5 мл доливают водой. Во все пробирки шкалы и проб добавляют по 0,1 мл соляной кислоты (1:1), 0,2 мл раствора желатина и 0,1 мл раствора фенилфлуорона.

Б. Определение гидрида германия

В пипетку с отобранной пробой вносят 10 мл поглотительного раствора и оставляют на 3 ч, периодически взбалтывая. При наличии гидрида германия раствор несколько мутнеет, затем вновь становится прозрачным. Для анализа берут 5 мл раствора. Шкалу стандартов готовят с таким же содержанием германия, как при анализе четыреххлористого германия и его двуокиси, и объем доводят до 5 мл поглотительным раствором. Затем во все пробирки шкалы и проб добавляют по 0,25 мл раствора желатина и 0,2 мл раствора фенилфлуорона. Перемешивают и через 30 мин. колориметрируют.

Концентрацию германия в мг/куб. м воздуха X вычисляют по формуле:

 

                                     GV

                                       1

                                 X = ----,

                                     VV

                                       20

 

    где:

    G - количество германия, найденное в анализируемом объеме пробы, 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. При расчете концентрации гидрида германия полученные результаты умножают на 1,06 (коэффициент пересчета германия на гидрид германия).

 

 

 

 

 

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 �/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.