Методические указания на фотометрическое определение титана и его соединении (двуокись титана, четыреххлористый титан) в воздухе (утв. заместителем Главного государственного санитарного врача СССР 18 апреля 1977 г. N 1626-77)

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 151,5 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

N стандарта	Стандартный раствор N 2, мл	0,5%-ный раствор серной кислоты, мл	Содержание титана, мкг
1	0	5,0	0
2	0,03	4,97	0,3
3	0,05	4,95	0,5
4	0,1	4,9	1,0
5	0,2	4,8	2,4
6	0,4	4,6	4,0
7	0,6	4,4	6,0

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 воздуха X рассчитывают по формуле:

,

где G - количество титана, найденное по калибровочному графику, мкг;

V - 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

N стандарта	Стандартный раствор хлорида калия, мл	Дистиллированная вода, мл	Содержание соляной кислоты, мкг
1	0	5,0	0
2	0,03	4,97	3,0
3	0,06	4,94	6,0
4	0,09	4,91	9,0
5	0,12	4,88	12,0
6	0,15	4,85	15,0
7	0,2	4,8	20,0

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 воздуха X рассчитывают по формуле:

,

где G - количество соляной кислоты, найденное в анализируемом объеме пробы, мкг;

V - 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.

Заместитель Главного государственного санитарного врача СССР

А.И. Заиченко