CC BY
5
Обнаженный
!20t(iMUH)
Рис. 2. Теплоотдача конвекцией у человека в средствах индивидуальной защиты различной воздухопроницаемости.
1— воздухонепроницаемый костюм: 2, 3 — костюмы с воздухопроницаемостью 16 л/м'-с и 150 л/м'-с соответственно; 4 — обнаженный.
цк(»г) ния имеет место в начальный период
охлаждения и этой потерей в основном определяется дальнейшее тепловое состояние организма, мы считаем, что именно этот период должен быть в поле зрения экспериментатора и по нему целесообразно вести нормирование допустимой воздухопроницаемости ветрозащитного слоя зимней спецодежды.
По нашему мнению, за исходную величину следует принять теплоотдачу конвекцией в изолирующем костюме в силу ее стабильности во времени (рис. 2). Однако эту величину нельзя считать идеальной, так как в этом случае полностью исключается необходимый процесс вентиляции подкостюмного пространства. При ее установлении следует исходить из того, что в гигиенической практике при создании одежды с оптимальной теплозащитной способностью допускается некоторый «недобор» теплоизоляции, соответствующий дефициту тепла в организме, равнбму 60 ккал/ч, в покое. Это делается с той целью, что данная тепловая задолженность будет восполнена физической деятельностью человека.
Следует помнить, что потеря тепла конвекцией с поверхности воздухонепроницаемого костюма изменяется в зависимости от температуры движущегося воздуха, поэтому эта исходная кривая для разных условий будет* различна. Однако она без особого труда может быть установлена при испытании этой одежды в различных температурных и ветровых режимах.
Наши теоретические рассуждения по нормированию воздухопроницаемости базируются на материале, полученном впервые, поэтому носят несколько предварительный характер. Тем не менее на основании уже полученных результатов можно заключить, что настоящий метод определения конвективных теплопотерь у человека должен найти широкое применение при решении многих гигиенических задач, связанных с теплообменом человека в различных условиях окружающей среды и тяжести физической нагрузки.
ЛИТЕРАТУРА. БартонА. ЭдхолмО. Человек в условиях холода. М., 1957. — Кощеев В. С., РоманенкоМ. Я- Гиг. и сан., 1973, № 3, с. 49. — Кэррол Д. Р., ВиссерД. Приборы для научных исслед., 1966, № 9, с. 65.
Поступила 7/11 1974 г.
УДК 614.72-074:546.225-31:543.08
Б. И. Алейникова, канд. техн. наук Н. Ш. Вольберг
МАЛОИНЕРЦИОННАЯ КУЛОНОМЕТРИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ В ВОЗДУХЕ
Ленинградский научно-исследовательский институт гигиены труда и профессиональных заболеваний
Цель настоящей работы — создание малоинерционного датчика — кулонометрической ячейки — для определения сернистого газа. В этом датчике нам представилось целесообразным использовать принцип определения двуокиси серы, предложенный Novak и развитый рядом других исследователей (В. 3. Альперин и соавт.; Н. Ш. Вольберг; Р. Н. Сайфи
Кулонометрическая ячейка. Обозначения в тексте.
и соавт.). Данный принцип заключается в окислении на платиновом аноде йодистого водорода, который образуется при взаимодействии сернистого газа с элементарным йодом, находящимся в электролите — серной кислоте. Реакции протекают в следующим виде:
80» + I, + Н,0 БО" + 21- + 4Н 21~— 2е-у I,.
В качестве вспомогательного электрода был использован предложенный В. 3. Альпериным и соавт. электрод, состоящий из смеси двуокиси марганца с углем, находящейся в контакте с платиновой сеткой. При прохождении тока через ячейку на электроде происходит реакция:
МпО, — 4Н+ + 2е -> Мп++ + 2Нг0.
Приборы, основанные на принципе Ыоуак, при высокой чувствительности определения и выходе тока по веществу, близкому к 100 %, являются более простыми по конструкции, чем получившие довольно широкое распространение за рубежом анализаторы, в которых используется непрерывное кулонометрическое титрование восстановителей электрогенерированным бромом («Титролог» фирмы «Консолидейтид») модель 26-102 и 26-103 (и прибор «РУ/-9700» голландской фирмы «Филипс»).
Как было показано рядом авторов, инерционность кулонометрических ячеек зависит от соотношения объема электролита и величины поверхности индикаторного электрода (Ыоуак; В..З. Альперин и Г. М. Филиппов). В последней из указанных работ приводится зависимость времени переходного процесса, характеризующего инерционность ячейки, от ее параметров, выражаемая соотношением:
7.9-10Д-У '=■ Б »
где V — объем электролита в камере рабочего электрода (в мл); 5 —поверхность индикаторного электрода (в см2).
Таким образом, для получения минимального времени переходного
процесса необходимо добиться возможно большей величины отношения -у .
Поскольку увеличение поверхности платинового электрод^ нежелательно из-за большого расхода драгоценного металла, то единственным путем решения поставленной задачи является уменьшение объема электролита. Однако при этом ухудшаются условия поглощения определяемого вещества из потока воздуха. Для сохранения эффективности улавливания анализируемого соединения нами была сконструирована и испытана ячейка с таким устройством рабочего электрода, которое в определенной степени удовлетворяет изложенным требованиям (см. рисунок).
»
Рабочий электрод выполнен из платиновой проволоки 7, скрученной в виде спирали Архимеда и уложенной между дисками из платиновой сетки 9 и гТлатиновой фольги 8. Одна из платиновых сеток соприкасается с ионообменной мембраной 6, разделяющей электродные пространства и предотвращающей непосредственное взаимодействие йодистого водорода с двуокисью марганца 2. Мембрана лежит на дырчатой пластинке из органического стекла 5. Такая конструкция обеспечивает развитую поверхность соприкоснования электрода, покрытого тонкой пленкой электролита, с анализируемым газом и небольшое внутреннее сопротивление ячейки. Корпус ее 1 изготовлен из органического стекла, а основание 2 — из фторопласта.
26мм
3 Гигиена и санитария № I
65
Исследуемый воздух поступает в камеру рабочего электрода 3 через фторопластовую трубку 11 (0вн. = 1,5—1,7 мм) и проходит по спиральному каналу между платиновыми дисками. Электролит подается из напорной емкости по фторопластовому капилляру (0 = 0,5 мм) через канал 10. Отработанный раствор вытекает через отверстие 4 в сливной сосуд. Постоянство расхода электролита обеспечивается использованием в качестве напорной емкости сосуда Мариотта. Объем электролита, находящегося в анодной камере, составляет примерно 0,055 мл; величина поверхности измерительного электрода — 16 см. Таким образом, отношение
5
— равно 320, тогда как в приборе ГКП- 1 например, оно составляет 13.
Для выяснения метрологических параметров ячейки и оптимальных условий ее эксплуатации были определены следующие характеристики: 1) выход тока по сернистому газу как функция объемной скорости электролита и расхода воздуха; 2) влияние скорости протекания электролита на величину фонового тока; 3) время переходного процесса (время, в течение которого мгновенный ток достигает 95 % установившегося значения) и постоянная времени (время, в течение которого мгновенный ток достигает 63% максимального значения).
Стабильная подача очень небольших количеств двуокиси серы была осуществлена диффузионным дозатором с проницаемой трубкой из фторопласта. . •
Результаты измерений, средние из 20 опытов, приведены в таблице.
Из представленных данных видно, что выход тока по определяемому веществу достигает наибольшего значения при скоростях протекания электролита ^ 0,10 мл/мин и в диапазоне от 20 до 10 мл/мин не зависит от скорости протягивания через ячейку воздуха.
Указанная в таблице величина фонового тока 1,1 мка была получена при использовании электролита, подвергнутого предварительной очистке от примесей восстановителей. Для этого к серной кислоте (1 : 1 в соотношении) перед приготовлением рабочего 5% раствора прибавляли перманганат калия до слаборозового оттенка. Затем избыток окислителя разрушали'кипячением. Следы йодистоводородной кислоты, образующейся при взаимодействии элементарного йода с водой, удаляли путем пропускания электролита вдоль специального электрода очистки. Однако резкого снижения тока фона (более чем на порядок) удалось добиться при подаче паров йода в серную кислоту из газовой фазы. С этой целью дозатор йода помещали в стеклянную трубочку, соединенную каналом 11. При таком варианте дозирования йода фоновый ток ячейки составил 0,08 мка. Выход тока по определенному веществу в этом случае был близок 100% и не зависел от скорости протекания серной кислоты. Описанный способ дозирования йода позволил обойтись без электрода очистки и устройства для стабилизации расхода кислоты.
Чувствительность ячейки, рассчитанная нами согласно ГОСТ как утроенная величина дрейфа фонового тока, составила при указанных выше условиях 0,003 мка/ч, или 10-11 г БОа в секунду. При расходе анализируемого воздуха 100 мл/мин это соответствует минимально определяемой концентрации 0,03 мг/м3. Время переходного процесса оказалось равным 3 с при выходе на показания и 4 с "при возвращении к нулю; постоянная времени 0,6 с.
Таким образом, кулонометрическая ячейка разработанной нами конструкции обладает небольшой инерционностью и высокой чувствительностью, что позволяет рекомендовать ее в качестве основы для создания малоинерционного газоанализатора и селективного газохроматографиче-ского детектора для определения серусодержащих соединений после сожжения их до двуокиси серы.
Зависимость метрологических параметров ячейки от скорости протекания электролита
Скорость протекания электролита (в мл/мин) Выход тока по двуокиси серы (в %) Ток фона (в мка) Время переходного процесса (в с) Постоянная времени (в с)
в начале пика в конце пика в начале пика в конце пика
0,07 95 0,8 3 4 0,6 0,6
0,10 99 3 4 0,6 0,6
0,15 99 1,1 3 4 0,6 0,6
ЛИТЕРАТМ1РА. АльперинВ. 3., ЧернинЛ. М., Сергее в а М. А. В кн.: Автоматизация химических производств. М., 1968, в. 1, с. 76.— Аль п е р и н В. 3., Ф и л и п п о в Г. М. Там же, 1969, в. 6, с. 87. — В о л ь б е р г Н. Iii В кн.: Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха. Л., 1969, с. 107. — С а й ф и Р. Н. БлаженноваА. Н., Альперин В. 3. Бюлл. изобр., 1964, № 12, Авт. свид № 191213. — N о v а k I. V. А., Collect. Czechosl. ehem. commun., 1965, т. 30, с. 2703. — Z. analyt. Chem., 1970, Bd 250, S. 163.
(Поступила 6/1U 1974 г
УДК 614.72-074:847.639.3
Ш. А. Косян, Е. В. Еремян * НОВЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БРОМИСТОГО БЕНЗОИЛА В ВОЗДУХЕ
Ереванский медицинский институт
Разработан метод определения паров бромистого бензоила в воздухе. Количественное определение этого вещества основано на расщеплении его, освобождении свободного брома и его колориметрическом определении. Реакцию проводят при помощи роданида ртути в присутствии трехвалентного железа. Чувствительность метода равна 2 мгк в анализируемом объеме.
Бромистый бензоил (С6Н»СОВг) представляет собой слегка желтоватую, прозрачную летучую жидкость. Применяется в органическом синтезе, получается действием брома или бромсодержащих углеводородов на бензойную кислоту в присутствии катализаторов. Он обладает выраженным мест-нораздражающим и общетоксическим действием (Berger). Предельно допустимая концентрация его паров в воздухе рабочих помещений и атмосфере не установлена. Учитывая дальнейшую перспективу промышленного производства и применения, а также необходимость токсикогигиенического испытания, мы попытались разработать метод определения паров бромистого бензоила в воздухе. В специальной литературе мы не нашли описаний такого метода.
Общеизвестно, что методы определения галоидопроизводных органических соединений основаны на расщеплении галогенов из молекулы соответствующих соединений с дальнейшим колориметрическим, нефелометри-ческим или титрационным определением (М. А. Петров; Д. П. Сендерихина; А. А. Беляков, и др.). Известны также методы определения некоторых хлор-органических соединений, основанных на получении полиметиновых красителей. В основу разработанного нами метода определения бромистого бензоила положен принцип омыления этого вещества с щелочью, образования бром-иона, который определяется роданидом ртути в присутствии трехвалентного железа фотоколориметрическим способом. Для поглощения паров бромистого бензоила из воздуха мы применяли различные органические растворители и при этом было установлено, что лучшим из них является этиловый спирт. Нами проведен ряд исследований по определению чувствительности метода, воспроизводимости результатов анализа, точности определения, вычислению оптической плотности и постройки калибровочных кривых и др.
Результаты изучения калибровочных графиков показали, что бромистый бензоил в концентрации от 2 до 100 мкг в анализируемом объеме подчиняется закону Ламберта — Бера. Нижняя граница чувствительности равна 2 мкг. Ошибка определения заданной концентрации в указанном интервале составляет ±3,2—15,4%. Оптимальная скорость протягивания воздуха равна 0,1 л/мин. Воздух просасывают через два последовательно соединенных поглотителя1 Полежаева или поглотительных прибора с пористыми пластинками, заполненных по 3 или 5 мл этилового спирта. Спедует отметить, что во втором поглотительном приборе искомый ингредиент часто не обнаруживается. При выявлении больших концентраций следует
3«
67
