CC BY
6
Проведенные исследования позволяют сделать заключение о том, что для определения весовой концентрации высокодисперсных дымов, размер частиц которых находится в пределах 0,1—1,5 р., наиболее целесообразно производить отбор проб на бумажные беззольные фильтры любой из испытанных марок или на стеклянные пористые пластинки № 2 и 3. Особенно удобны бумажные фильтры, так как в ряде случаев ори определении вещества их можно сжечь, вследствие чего потери вещества из-за десорбции его фильтрующим материалом могут быть сведены к небольшим величинам. Ватные фильтры, стеклянные пористые пластинки № 1 и жидкостные поглотители Гернет и Рыхтера пропускают значительные количества частиц по весу и не могут быть рекомендованы для отбора проб высокодисперсных дымов.
ЛИТЕРАТУРА
Быховская М. С., Гинзбург С. Л., X а л и з о в а О. Д. Практическое руководство по промышлгмнэ-санитарной химии. Л., 1954, стр. 24—25. — Васхевич Д. Н. и Г у р в и ц С. С. Зав. лаб., 1955, №1, стр. 83—84. — Ш е х т е р А. Б., Р о г и н-ский С. 3. и Сахарова С. В. Изв. Акад. наук СССР, отд. хим. наук, 1946, № 5, стр. 491—495. — Bodo, В о г г i е s. Die Ubermikroskopie, Berlin, 1949. — Drum-m o n d D. G. Journ. royal, microscop. soc., 1952, March, p. 53—55. — Ingram W. T., D i e r i n g e r L. F. Amer. ind. assoc. quart., 1953, v. 14, N. 2, p. 121—132. — Riedel G. Kolloid. Ztschr., 1943, v. 103, N. 3, S. 228—232.
Поступила 21/1 1958 г.
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ МЕТИЛОВОГО ЭФИРА МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ В ВОЗДУХЕ РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИИ
H. JI. Немировский, Г. И. Меерович
Из лаборатории органической химии Ленинградского саннтарно-гигненического
медицинского института
Существующие методы определения содержания акрилатов в воздухе являются малочувствительными, связаны с проведением большого количества операций и требуют затраты большого количества времени. Например, количественное определение метилового эфира метакриловой кислоты по методу, разработанному Московским областным санитарно-гигиеническим институтом (Г. П. Ефремова, 1951), требует затраты около 2'/г часов (не считая времени на отбор пробы воздуха) и проведения сложных операций по гидролизу эфира с последующим окислением продуктов гидролиза.
Колориметрический метод количественного определения содержания метилового эфира метакриловой кислоты в воздухе рабочих помещений, разработанный лабораторией органической химии Ленинградского санитарно-гигиенического медицинского института (ЛСГМИ), основан на способности указанного эфира как непредельного органического соединения присоединять бром. Бром вводится с небольшим избытком путем действия на раствор исследуемого эфира в спирте 1 водными растворами КВг, КВгОз и HCl по известной реакции:
5КВг + КВЮз + 6НС1-6КС1 + ЗН20 + ЗВг2.
Взаимодействие брома с исследуемым метиловым эфиром метакриловой кислоты идет согласно реакции:
Вг
СН2 = С — СООСНз + Вг2 - СН2Вг — С — СООСН3
I I
СН3 СН3
Избыток брома будет окрашивать раствор. Чем больше раствор содержит эфира, тем меньше остаток свободного, не вступившего в реакцию брома и слабее окраска раствора. Сравнивая при помощи компаратора окраску исследуемого раствора с цветными стандартными растворами, окраска которых соответствует заранее известным концентрациям эфира, можно определить количество эфира. Для усиления окраски в раствор исследуемого вещества добавляют несколько капель раствора KJ. Свободный бром, действуя на KJ, вытесняет йод.
Для определения незначительных количеств йода мы остановились на колориметрическом методе, так как метод мнкротитрования требует применения крахмала, кото-
1 Для поглощения эфира из воздуха применяется этиловый спирт.
рый плохо адсорбирует незначительные количества йода из спирта. Плохая адсорбция крахмалом йода из спирта может быть объяснена хорошей растворимостью йода в спирте. Практически это проявляется в отсутствии образования окраски крахмала при наличии сильно разбавленных растворов йода в спирте, что снижает точность определения количества йода.
Необходимые реактивы: раствор № 1: КВг 200 мг, NaBr03 50 мг 1 в 750 мл воды; раствор № 2: КВг 200 мг, NaBr03 50 мг в 250 мл воды; раствор № 3: КВг 200 мг, NaBr03 50 мг в 100 мл воды; раствор HCl; 430 мл HCl удельного веса 1,19 в 1 л воды; раствор К.! (5%); этиловый спирт.
Требуемая аппаратура: 2 аспиратора (5 л), 2 поглотителя на 10 мл жидкости',
2 цилиндра мерных (25 мл), 2 капельницы для раствора KJ, 25 колориметрических пробирок № 120/15, термометр (0—100°), 6 пипеток на 2 и 5 мл и оптический компаратор системы Б. В. Озимова. х
Выше было указано, что для колориметрического определения содержания исследуемого эфира в растворе спирта бром вводится с небольшим избытком. В этом случае даже незначительное изменение концентрации эфира в спирте вызовет относительно заметное изменение окраски раствора. Этим объясняется необходимость изготовления
3 растворов КВг и NaBr03 различной концентрации (см. выше) и, следовательно, 3 шкал цветных стандартных растворов. Цветные стандартные растворы шкалы № 1 должны отвечать незначительным концентрациям эфира в спирте, цветные стандартные растворы шкалы № 2 и 3 — увеличенным концентрациям эфира.
Для изготовления цветных стандартных растворов были приготовлены растворы исследуемого эфира в спирте различной концентрации (до 0,8 мг в 1 мл). Указанные растворы разливали в колориметрические пробирки по 5 мл в каждую. Для концентраций эфира 0,01; 0,02; 0,05 и 0,08 мг в 1 мл спирта приливался раствор № 1 по 2 мл в каждую пробирку, для концентраций эфира от 0,05 до 0.2 мг в I мл — раствор № 2 по 2 мл в каждую пробирку, для концентраций эфира от 0,16 до 0,8 мг в 1 мл — раствор № 3 по 2 мл в каждую пробирку. Затем во все пробирки приливалось по 2 мл раствора HCl. Пробирки Ьыстро закрывались пробками, содержимое их перемешивалось. Через 10 минут в каждую пробирку добавлялось по 5 капель раствора KJ. Пробирки вновь закрывались пробками и перемешивались. Выделившийся йод окрашивал содержимое пробирок в желтый цвет различной интенсивности.
Учитывая идентичность цвета растворов КгСг207 и йода, а также стабильность окраски К2СГ2О7, для изготовления постоянных стандартных растворов были использованы цветные растворы К2СГ2О7 различной концентрации. Каждому раствору из числа перечисленных выше с определенным содержанием эфира подбирался при помощи оптического компаратора соответствующий по цвету раствор К2СГ2О7 необходимой концентрации.
Стандартные растворы разливались в колориметрические пробирки с резиновыми пробками. Таким образом, были составлены три шкалы цветных стандартных растворов желтого цвета различных оттенков (в зависимости от концентрации К2СГ2О7), отвечающих определенному содержанию эфира в I мл спирта (см. таблицу).
Учитывая стабильность окраски, приготовленными стандартными растворами можно пользоваться в течение года.
Отбор пробы исследуемого воздуха производят аспирационным методом. Через 2 поглотителя, соединенные последовательно, содержащие по 10 мл спирта, протягивают 5—10 л воздуха со скоростью 20 л/час. Отмечают температуру воздуха и атмосферное давление. При отборе проб воздуха поглотительные приборы должны быть помещены в охладительную смесь.
Содержимое поглотителей сливают в мерный цилиндр емкостью 25 мл и, ополаскивая их небольшим количеством спирта, доводят объем жидкости в цилиндре до 20 мл. Содержимое поглотителей при помощи пипетки разливают в три колориметрические пробирки по 5 мл в каждую. Затем в первую пробирку пипеткой приливают 2 мл раствора № 1, во вторую пробирку — 2 мл раствора № 2 и в третью пробирку — 2 мл раствора № 3. В каждую пробирку пипеткой приливают по 2 мл раствора HCl. Быстро закрывают резиновыми пробками и перемешивают. Через 10 минут в каждую пробирку приливают по 5 капель растЕора KJ Вновь быстро закрывают пробками, перемешивают и сравнивают при помощи компаратора окраску содержимого пробирок с окраской стандартных растворов. Окраске содержимого первой пробирки подбирают соответствующую окраску стандартного раствора по шкале № 1, окраске содержимого второй пробирки — по шкале № 2 и окраске содержимого третьей пробирки — по шкале № 3. Пользование тремя шкалами позволит уточнить концентрацию. Например, содержимое первой пробирки имеет желтоватый оттенок. Согласно шкале № I, это говорит о том, что содержание эфира 0.05 мг в 1 мл спирта. Окраска содержимого второй пробирки желтая. По шкале № 2 эта окраска соответствует окраске стандартного раствора № 5, отвечающего содержанию эфира 0,05 мг в 1 мл спирта Вполне естественно, что окраска содержимого третьей пробирки будет темнее, чем окраска стандартного раствора № 10 (шкала № 3).
1 Вместо КВгОя взят ЫаВгОл.
2 Могут быть применены поглотители Зайцева, Рыхтера, с пористой пластинкой или др.
№ с гаи-дарт него раствора Концентрация ■К.Сг207 Примерная характеристика окраски^ раствора Отвечает коли- че1.'1в\ V г -.(¡ ира в 1 мл спирта
Стандартная шкала № 1
I 50 мг в 300 мл воды Светло-желтая..... 0,01
2 50 » » 400 » > Слабо-желтая . *. . . 0,02
3 50 » » 1000 » » Желтоватый оттенок . . 0,05
4 Бесцветная ....... 0,08 и выше
Стандартная шкала Л» 2 (для раствора М 2)
5 200 мг в Е00 мл воды Желтая........ 0,05
6 2С0 > > 650 » » Светло-желтая .... 0,08
7 200 > » 1000 » » Слабо-желтая..... 0,12
8 200 » I 5000 » » Желтоватый оттенок . . 0,16
9 Бесцветная....... 0,2 и выше
Стандартная шкала № 3 (для раствора № 3)
10 200 мг в 150 мл РОДЫ Коричневая...... 0,16
11 200 » » 250 » » Темно-желтая..... 0,2
12 200 » » С00 » » Светло-желтая..... 0,3
13 200 » » 900 » 3» Слабо-желтая .... 0,4
14 200 » »4000 » » Желтоватый оттенок . . 0,6
15 Бесцветная ....... 0,8 и выше
Если окраски исследуемых растворов не сходятся ни с одним из стандартных растворов, но являются средними между двумя из них, принимают среднее количество вещества в растворе.
Расчет содержания эфира в воздухе (в мг/л) производится по формуле:
а.б
где х — количество мг эфира в 1 л воздуха; а — количество эфира (в мг) в 1 мл спирта; б — количество спирта в поглотителе (в мл); в — количество воздуха, пропущенного через поглотитель (в л).
Пример расчета. Через поглотители протянуто 8 л воздуха при температуре 20-5 и давлении 754 мм ртутного столба. Объем воздуха при нормальных условиях равен 7,6 л.
Произведенное колориметрическое определение показало, что содержание эфира в спирте в результате протягивания воздуха через поглотители составляет 0,02 мг эфира в 1 мл спирта. Количество мг эфира в 1 л воздуха будет равно:
а ■ б 0,02-20 .
х =-= —Ц—---- 0,052 мг.
в / ,о
Выводы
1. Предлагаемый метод определения содержания метилового эфира метакриловой кислоты отличается простотой выполнения, требует незначительного времени, предусматривает пользование постоянными цветными стандартными растворами, приготовленными один раз на продолжительное время (на 1 год и более).
2. Метод может быть применен для количественного определения других веществ, с которыми бром вступает в реакции присоединения или замещения.
3. Метод позволяет количественно определять эфир при его содержании в спирте 0.01 мг в 1 мл.
ЛИТЕРАТУРА
Карпов Б. Д. Гиг. и сан., 1954, № 10, стр. 25—28. — О з и м о в Б. В. Журн прикл. химии, 1950, № 4, стр. 440—442.
Поступила 21/11 1956 г.
