Способ определения фосгена в воздухе в присутствии хлора и хлористого водорода Советский патент 1983 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналити ческой химии, а именно к способам количественного фотометрического оп ределения содержания фосгена в воздухе рабочей зоны. Известен способ определения фосгена в воздухе поглощением анализир емого газа водным рвствором анилина с последующим фотометрированием .образующегося раствора дифенилмочевины в УФ части спектра f1ЗЧувствительность определения 5 м в 10 мл раствора. Чувствительность метода нескольк вышепри применении экстракционного концентрирования продукта реакции смесью органических экстрагентов с последующим фотометрированием экстракта в УФ части спектра 2. Однако при этом методе чувствительность достигает 1 мг в 10 мл экстракта или 40 мг в 1 м воздуха. Известен фотометрический метод определения фосгена, основанный на реакции последнего с И-диметиламинобензальдегидом Сз. Однако реакция также недостаточн чувствительная. Наиболее близким к изобретению по техническому решению является способ фотометрического определения фосгена в воздухе рабочей зоны, заключающийся в аспирации пробы через поглотительный прибор с хромогенным реактивом, состоящим из ацетонового раствора смеси норсульфазола и нитри та натрия и последующем фотометрировании полученного окрашенного раство ра.. ЧувЬтвительность определения 2 мкг в 5 мл раствора t .Недостатками этого способа являют ся взаимодействие углекислоты воздуха (0,03.% и хромогенного реактива, .приводящего также, .как и фосген к образованию окрашенного раствора, отражающегося на результатах анализа невозможность определения концентрации паров фосгена на уровне 0,5-крат ной величины предельно допустимой концентрации (ПДК 0,5 мг/м), неустойчивость проб, снижающая воспроизводимость результатов, невысокая избирательность метода. Цель изобретения - повышение чувствительности, избирательности и воспроизводимости результатов анализ Постав ленная цель достигается тем что согласно способу, заключающемуся в пропускании анализируемой пробы через хромогенный реактив, в качестве хромогенного реактива используют смесь, содержащую 55-56 об.% пиридина, 5-6 об.% анилина и до 100 об,% укусуной кислоты с последующим фотометрированием полученного окрашенного раствора. nise naraBMbri способ основан на образовании полиметинового красителя в результате двухступенчатого процесса. На первой стадии, протекающей при значительном избытке пиридина, выделяется продукт расщепления пиридинового цикла Ll, на второй образование полиметинового красителя вследствие взаимодействия с анилином в буферной среде с рН 3,5-6. Скорость хемосорбционного процесса образования красителя зависит, главным образом, от соотношения (концентрации коьотонентов хромогенного реактива и приводит к количественным результатам при указанном составе компонентов смеси. Пробы устойчивы в течение 3-х ч. Используют следующие необходимые реактивы. Пиридин. Кипятят 1 ч с обратным холодильником над кристаллической едкой щелочью, сливают с осадка и перегоняют. Отбирают фракцию, кипящую при 114-115°С. Хранят в склянке из темного стекла, Хромогенный реактив. Смешивают пиридин, анилин и ледяную уксусную кислоту в соотношении соответственно 55:5:40 об.%. Сохраняют в течение 5-6 сут.. Адсорбционная трубка. Гигроскопическую вату, прогллтую горячим этиловым спиртом и водой, сушат при 9095°С. Погружают 10 г ваты в 2829%-ный раствор йодистого калия на 20 мин. Отжимают между листами фильтт ровальной бумаги и сушат при 90-95С. В стеклянную трубку диаметром 5-7 мм и длиной 6-8 см помещают 0,2-0,3 г ваты, импрегированной йодистым калием, служащей для устранения влияния хлора.. , Дл.я состава хромогенного реактиваj выполнена серия опытов следующего содержания. В дозатор емкостью 0,5л вводят шприцом 50-100 сМ газовой смеси известной концентрации паров фосгена и аспирируют 2-2,5 л очищенного воздуха через последовательно установленный поглотительный прибор Зайцева, содержащий 2 мл хромогенного реактива различного состава. С целью устранения влияния адсорбции фосгена стеклянной поверхностью до затора, последний термостатируют при вО-бЗ С. TeMrttepaTypa газовой смеси на входе в поглотительный прибор в пределах 23-26°С. Из .результатов исследования, приведенных в табл. 1 следует, что уменьшение процентного содержания пиридина и анилина от оптимальных значений наряду с увеличением содержания ледяной укусуной кислоты снижает скорость хемосорбционного процесса поглощения паров фосгена. При указанном разбавлении раствора хромогенного реактива уксусной кислоты рН раствора снижается с 5,5 до 3,5. Повышение содержания

иридина и анилина соответственно о 70-7% не дает аналитического премущества.

Разбавление хромогенного реактива птимального состава не уксусной кислотой, а водой с целью сохранения концентрации водородных ионод на ровне рН 4,9-5, приводит к еще большему снижению абсорбционньк свойств поглотителя паров фосгена.

Результаты поглощения паров фосгена 10 хромогенным реактивом ПДК 0,5 мг/м , обьем газовой смеси 3, поглотите.льный прибор с 2 мл хромогенного реактива) приведены в табл 1.

Для доказательства влияния степени j разбавления хромогенного реактива на указанный хемосорбционный процесс поглощения паров фосгена, а не, например, на снижение чувствительности еакции, выполнена следующая серия наблюдений. В аналогичных опытах; результаты которых приведены в табл. 1, к поглотительному прибору с исследуемым хромогенным реактивом послеовательно присоединяют дополнительно поглотительный прибор с хромоген- - ным реактивом оптимального состава. Из табл. 2 видно, что по мере разбавления хромогенного реактива уксусной кислотой десорбирующая часть фосгена количественно улавливается во 30 втором приборе.

- Результаты распределения фосгена при аспирации газовой смеси через два поглотительных прибора с хромогенным реактивом (1-й прибор с испьз- 35 туемлм, 2-й с хромогенным реа}стивом оптимального состава, О не обнаружё-но, п 3) представлены в табл. 2. . .

Пример. Определение содержания фосгена в воздухе рабочей зоны -л в присутствии примесей хлора и хлористого водорода. До 2л исследуемого воздуха аспирируют со скоростью 0,4-0,5 л/ыян через поглотительнъй прибор Зайцева, содержащий 2 мл хромогенного реактива; Через 15 мин, 5 но не позднее 3 ч после отбора пробы воздуха, полученный раствор фотометируют при 480-495 им в кювете 0,5 см.

Содержание фосгена вычисляют по 50 градуировочному графику. Для по- . строения градуировочного графика, спирируют 100-200 см газовоздушной меси фосгена известной концентрации

через поглотительный прибор с 4 мл хромогенного реактива. Исходную концентрацию паров фосгена, находящихся в стеклянном газометре , устанавливают известным, а в последующем предлагаемым способом. От 0,1 до 2 мл полученного окрашенного рвствора полиметинового красителя известной , концентрации разбавляют хромогенным реактивом до объема 2 мл и фотометрируют. По данным измерения строят градуировочный график.

Предлагаекым способом определяют содержание фосгена от 0,3 мкг до 5 кг в 2 мл хромогенного реактива или 0,2-2,5 мг/м газовоздушной смеси. Относительное стандартное отклонение при определении в воздухе паров фосгена с указанной концентрацией находится в пределах соответственно 0,240-0,050 при допустимом отклонении 0,250.

Содержание примесей хлористого водорода и хлора, обычно встречающих ся в воздухе рабочей зоны, не оказывает заметного влияния. При концентрации паров хлора более 2,5 мг/м последний улавливают во время аспи рации пробы адсорбционной трубкой, содержащей гигроскопическую вату, импрегнированную йодистым калием, не задерживающей фосген. На результатах анализа также не отражается содержание примесей формальдегида, метанола, хлорбензола, изоцианатов. Такую же реакцию дают хлорциан и бромциан.

. Определение фосгена предлагаеквлм способом по сравнению с известным отличается высокой чувствительногстью и устойчивостью отобранных пооб и независимостью от влияния примесей хлора и хлористого водорода {табл.3)

Характеристика способов определения фосгена в воздухе (предельно допустимая концентрация 0,5 мг/м) представлены в табл. 3. Предлагаемый способ обеспечивает возможность гигиенической оценки длительных и особенно кратковременных производственных операций. Предлагаемый способ может Оытъ использован для повседневного санитарного контроля за загрязненностью воздуха рабочей зоны, осуществляемого лабораTopHHhQi промьшшенных предприятий и санитарно-эпидемиологических станций

Таблица i

Продолжение табл.. 2

СПСХ:ОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСГЕНА В ВОЗДУХЕ В ПРИСУТСТВИИ ХЛОРА И ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА путем прсшускания анализируемой пробы через хромогенный реактив с последующим фотометрированием полученного окрашенного раствора, отличающийся теп f что, с целью повышения чувствительвести, избирательности и воспроизводимости способа, в качестве хромогейнЬго реактива используют смесь, содержащую 55-56 об.% пиридина, 5-6 об.% анилина и до 100 об.% уксусной кислоты.