CC BY
29
КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СОЕДИНЕНИЙ В ВОЗДУХЕ
Младший научный сотрудник Э. М. Степаненко
Из Ленинградского научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных заболеваний
Алюминий, по литературным данным, обладает токсическим действием, проявляющимся при вдыхании его в виде пыли или дыма1 (Н. В. Лазарев). При этом поражаются главным образом легкие. Заболевание легких, обусловленное вдыханием алюминия, получило.название алюминоза. В связи с нормированием предельно допустимой концентрации алюминия представилось необходимым разработать метод
его определения. Извест-ОЩ ные из литературы коло-
риметрические методы определения алюминия основаны на образовании так называемых окрашенных лаков. Так, алю миний образует лаки с ализарином-Э, гематоксилином, стильбазо и алюминоном (Л. М. Куль-берг).
Особое внимание как аналитический реактив привлекла к себе аммонийная соль ауринтри-карбоновой кислоты — алюминон, впервые при мененный Гамметом и Соттери (ОаттеМ а. БоМегу, 1925) для определения следов алюминия. Алюминон с алюминием образует внутри-комплексное соединение, окрашенное в интенсивно красный цвет. Чувствительность реакции 1 у/10 мл.. Исследованиями А. К- Бабко (1939) установлено, что алюминон имеет ряд преимуществ перед широко применяемым ализарином-Б. Гак, комплекс алюминия с алюминоном получается в широком интервале рН и мало диссоциирует, что обусловливает большую устойчивость его против побочных реакций с анионами буферных растворов. Окрашенный комплекс имеет также значительно больший коэффициент абсорбции, чем комплекс с ализа-рином-Э.
Известно, что определению алюминия при помощи алюминона мешает ряд катионов: железо, кобальт, хром, никель, марганец и магний. Для отделения железа, наиболее часто сопутствующего алюминию, предложены различные способы. Так, А. П. Мусакин (1936) рекомендует вести отделение железа в виде роданида с последующим извлечением его амиловым спиртом. Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбникова (1958) предлагают извлекать железо оксихинолином в хлороформе при. рН 1,7—1,95. Ряд авторов (Ю. И. Усатенко и др., 1952; В. Д. Конкин, 1959; И. В. Богданова, 1955) устраняют влияние железа путем восстановления его аскорбиновой кислотой
При разработке метода определения алюминия в воздухе мы основывались на реакции образования внутрикомплексного .соединения алюминия с алюминоном. В сериях опытов с дозированными количе-
и Зц Ьц 5 ц бц ц в ц 9 ц Юц
ЙЕ!/ГОн/г
Градуировочный график.
Оптическая плотность стандартных серий растворов алюминия
ствами алюминия изучали влияние рН среды на образование окраски, изыскивали рациональный способ устранения влияния железа. В процессе работы мы убедились, что образующееся окрашенное соединение алюминия с алюминоном коагулирует.
Для предотвращения коагуляции необходимо добавление в раствор алюминона известного количества крахмала. В дальнейшем мы пользовались 0,1 % раствором алюминона, приготовленным на 0,3% растворе крахмала.
В результате изучения влияния рН среды на определение алюминия в виде алюминиевого комплекса мы убедились, что наЦболее благоприятным рН является
4,7, постоянство которого Таблица 1
обеспечивается добавлением ацетатного буферного раствора.
Специальное внимание было уделено вопросу устойчивости окраски во времени. С этой целью измеряли оптическую плотность стандартных серий растворов через определенные промежутки времени — 0,5, 1, 24, 48 часов в фотоколориметре ФЭК-М, в кювете с расстоянием между рабочими гранями 25 мм и с зеленым светофильтром (530 тц). Результаты приведены в табл. 1.
На основании данных табл. 1 окраска достигает максимума через I час после добавления реактивов и остается постоянной в течение 2 суток. Устойчивость окраски в течение нескольких суток является крайне благоприятным моментом в случае колометрирования растворов при помощи стандартных шкал.
Устранение влияния железа на определение алюминия достигается внесением в реакционную смесь 0,2 мл 2% свежеприготовленного раствора аскорбиновой кислоты. , Результаты измерения оптической плотности искусственных смесей алюминия с железом и растворов алюминия, не содержащих железа, представлены в табл. 2. .
Далее проводили опыты с навесками химически, чистой , окиси алю-Навески АЬОз (1—3 мг), взятые на торсионных весах, перено-фарфоровые тигли и сплавляли с 60% раствором едкого кали.
разбрызгивания, нагревали на электриче-
Количество алюминия (в к) Оптическая плотность
30 минут 1 час 24 часа 48 часоЕ
0,0 0,030 0,038 0,040 0,040
1,0 0,041 0,085 0,087 0,088
2.0 0,080 0.110 .0,110 . 0,112
4.0 0,130 0.158 0,158 0,158
6,0 0,176 0,208 0,207 0,208
8,0 0,220 0,253 0,254 0,255
10,0 0,254 0,322 0,320 0,322
Таблица 2
Оптическая плотность стандартных серий растворов алюминия и его смеси с железом
Количество алюминия (в у)
Оптическая плотность
AI
Al + Fe"
0,00 1,00 2.00 4,00 6,00 8,00 10,00
0,035 0,087 0,108 0,178 0,204 0,278 0,320
0,041 0,085 0,105 0,156 0,204 0,258 0,320
МИНИЯ.
сили в
Раствор осторожно, избегая ской плитке, а затем выпаривали досуха. Плав выщелачивали горячей дистиллированной водой. Аликвотн\ю часть водного раствора переносили в колориметрическую пробирку и нейтрализовали 5% раствором серной кислоты в присутствии фенолфталеина. Объем раствора доводили до метки дистиллированной водой и добавляли 0,5 мл аскорбиновой кислоты. Через 5 минут в раствор вносили 4,6 мл. буферного раствора
Таблица 3
Определение содержания алюминия при разном количестве его в навесках
Взято А1,01т] мг
Найдено А1,0,ч мг
Ошибка %
и при взбалтывании 0,2 мл алюминона. Результаты опытов представлены в табл. 3.
Аналогичные опыты были проведены со сплавом, содержащим 7,5% алюминия, 9% кремния и 83,5% железа, называемым альсифе-ром. Навески сплава в фарфоровых тиглях растворяли при нагревании
в 2 мл 5% растворе серной кислоты, кислоту выпаривали и остаток растворяли в горячей воде. В водном растворе производили определение алюминия, как описано выше (табл. 4).
На основании проведенной экспериментальной работы определен следующий ход анализа.
Исследуемый воздух со скоростью 5 л/мин протягивают через воронку с беззольным фильтром. Для анализа отбирают не менее 20 л воздуха. Фильтр с пробой осторожно снимают с воронки, складывают пылью внутрь и помещают в фарфоровый тигель. Избегая воспламенения, фильтр сжигают в муфельной печи при 500° до образования белой или слегка желтоватой (в присутствии железа) золы.
При определении
Таблица 4
2,50 2,50 1,47 1,17 1,02 0,083
2.46
2.47 1,59 1,02 0,95 0,76
—1,6 -1,2 +8,1 — 12,8 —6,9 -8,5
Определение содержания алюминия в разных навесках альсифера
Навеска аль- Содержание Найдено алю- Ошибка %
сифера, мг алюминия, миния, мг
3,60 3,50 2,85 2,90 2,50 2,40 2,25 1,40
0,270 0,260 0,210 0,220 0,190 0,1 0 0,170 0,105
0,310 0,240 0,200 0,210 0,180 0,200 0,170 0,097
+14.0 —7,5 -4,8 —4,6 —5,3 +10,0 0,0 -7,3
окислов алюминия остаток в тигле сплавляют с едкой щелочью. Для этого в тигель вносят 1 мл 60% раствора едкого ка-лщ, раствор осторожно, избегая разбрызгивания, нагревают на электрической плитке, а затем выпаривают досуха. Плав выщелачивают 20 мл горячей дистиллированной воды, добавляя ее отдельными порциями по 5 мл.
При определении металлического алюминия остаток после сжигания фильтра растворяют в 5% растворе серной кислоты при нагревании, раствор выпаривают, сухой остаток растворяют в 20 мл воды.
По 2 мл предварительно отфильтрованного анализируемого раствора вносят в колориметрические пробирки с чертой на 5 мл и нейтрализуют 5% раствором серной кислоты в присутствии 1—2 капель фенолфталеина. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки, после чего добавляют 0,2 мл свежеприготовленного 2% раствора аскорбиновой кислоты. Через 5 минут в раствор вносят 4,6 мл буферного раствора (рН 4,7), который готовят смешением равных объемов 0,1 М уксуснокислого натрия и уксусной кислоты. Далее при взбалтывании добавляют 0,2 мл 0,1% раствора алюминона. При наличии в пробе алюминия образуется красная окраска, которая достигает максимальной интенсивности через 1 час после добавления реактивов. Интенсивность окраски измеряется по стандартной шкале, приготовленной согласно табл. 5, или при помощи фотоколориметра ФЭК-М по заранее составленному графику (см. рисунок).
Таблица 5
Приготовление стандартной шкалы для определения алюминия при помощи алюминон
№ стандарта
Реактивы 2 3 4 5 6 1
Стандартный раствор алюминия (в мл) (0,01 мг/мл) 0,00 0,10 0,20 0,40 0,60 0,80 ! 1.00
Дистиллированная вода (в мл) 5,00 4,90 4,80 4,60 | 4,40 4,20 4,00
Раствор аскорбиновой кислоты (в мл) Во все пробирки по 0,2 мл
Буферный раствор (в мл) ' Во все пробирки по 4,6 мл
Раствор алюминона (в мл) Во все пробирки по 0,2 мл
Содержание алюминия (в 7) 0,00 1,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00
Измерение оптической плотности растворов в фотоколориметре ФЭК-М производится в кювете с расстоянием между рабочими гранями 25 мм при зеленом светофильтре.
Градуировочный график, построенный на основании средних данных из 5 измерений опытных серий стандартов, изображен на рисунке.
Вывод
Разработан колориметрический метод определения алюминия в воздухе, основанный на улавливании аэрозоля бумажными фильтрами и определении его по образованию окрашенного соединения с алюминоном. Устранение влияния железа достигается добавлением в реакционную смесь аскорбиновой кислоты. Чувствительность метода 1 у/10 мл.
ЛИТЕРАТУРА
Баб ко А. К- Журн. приклад, химии, 1939, т. 12, в. 10. сгр. 1560. — Богдане в а И. В. Завод, лабор., 1955, № 9, стр. 1043. — Конкин В. Д. Там же, 1954, № 4, стр. 414. — Кульберг Л. М. Там же, 1940, № 9, стр. 940. — Лазарев Н. В. Химически вредные вещества в промышленности. Л., 1954, ч. 2, стр. 344. — Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод. М„ 1958, стр. 104. — У с а т е н ко Ю. И., Гринберг Е. И., К о п е л и о-вич В. М. Завод, лабор., 1952, № 9, стр. 1063.
Поступила 23/V 1960 г.
т5г т5г -й-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ а-ИЗЛУЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ ОСТАТКОВ ВОДЫ И ПОЧВЫ
В. Ф. Жевержеева Из Института общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР
В радиологической лаборатории Института общей и коммунальной гигиены имени А. Н. Сысина АМН СССР с 1957 г. систематически производятся измерения активности а-излучения твердых остатков воды и
