"Технические условия на метод определения бензола и нитробензола в воздухе"
(утв. Минздравом СССР 20.03.1975 N 1263-75)

Настоящие технические условия распространяются на метод определения содержания паров бензола и нитробензола в воздухе промышленных помещений при санитарном контроле.

1. Метод основан на нитровании бензола или нитробензола и колориметрическом определении окрашенного в фиолетовый цвет продукта, образующегося при реакции динитробензола со щелочью в толуольно-ацетоновом растворе.

2. Минимально определяемое количество - 0,3 мкг бензола и 0,5 мкг нитробензола в анализируемом объеме раствора.

3. Гомологи бензола, эфиры, спирты и карбонильные соединения устраняются окислением и не мешают определению. Хлорбензол, дифенил и дифенилоксид мешают определению. Бензол и нитробензол мешают определению друг друга.

4. Предельно допустимая концентрация: бензола в воздухе - 5 мг/куб. м, нитробензола - 3 мг/куб. м.

5. Применяемые реактивы и растворы.

Серная кислота, ГОСТ 4204-66, плотностью 1,82 - 1,84.

Калий азотнокислый, ГОСТ 4217-65.

Нитрационная смесь: 10 г калия азотнокислого растворяют в 100 мл серной кислоты.

Калий двухромовокислый, ГОСТ 4220-65, 7,5-процентный раствор.

Калий двухромовокислый мелкокристаллический (толченый).

Толуол, ГОСТ 5789-69, бесцветный.

Ацетон, ГОСТ 2603-63, бесцветный, содержащий не более 1% воды и не содержащий кислых примесей. Для устранения избытка воды и кислых примесей 0,5 л ацетона интенсивно встряхивают 4 - 5 мин. в склянке или делительной воронке с 50 мл 40 - 50-процентного раствора едкого натра. После расслоения сливают ацетон и фильтруют его от мути через ватный тампон, вставленный в горлышко химической воронки.

Примечания: 1. Если применяемые растворители - толуол и ацетон слегка окрашены, их обесцвечивают перегонкой или настаиванием на активированном угле в течение суток. На 1 л растворителя берут 20 - 30 г измельченного угля.

2. Необходимо избегать контакта растворителей с черными резиновыми пробками.

Натр едкий, ГОСТ 4328-66, 0,1 н раствор.

Натрий углекислый безводный, ГОСТ 83-63, 2-процентный раствор, подкрашенный фенолфталеином до розового цвета.

Уксусная кислота, ГОСТ 61-69, 10-процентный раствор.

Бензол, ГОСТ 5955-68, температура кипения 80 °С.

Нитробензол, ГОСТ 5846-51, температура затвердевания 5,5 - 5,8 °С.

Раствор бензола в нитрационной смеси (исходный раствор). Мерную колбу на 25 мл с пробкой, содержащую 10 - 15 мл нитрационной смеси, взвешивают на аналитических весах. Вводят в колбу 0,05 мл бензола, растворяют его и снова взвешивают. Разность взвешиваний дает массу бензола в колбе. Раствор доводят до метки нитрационной смесью, тщательно перемешивают и вычисляют содержание бензола в 1 мл.

Раствор нитробензола в нитрационной смеси готовят так же, как раствор бензола.

Толуольный экстракт динитробензола N 1, содержащий 50 мкг бензола в 1 мл. В пробирку вводят пипеткой 2 мл исходного раствора бензола в нитрационной смеси (дают стечь жидкости со стенок пипетки не менее минуты) и 1 мл 7,5-процентного раствора бихромата калия. Растворы хорошо смешивают и пробирку помещают в кипящую водяную баню на 30 мин. Затем содержимое пробирки сливают в колбу, содержащую 10 мл воды. Пробирку ополаскивают 2 раза по 3 - 5 мл воды. После охлаждения раствор из колбы переносят в делительную воронку, ополаскивают колбу 2 - 3 мл воды. В воронку вводят толуол из расчета 1 мл толуола на 50 мм бензола, содержащегося в воронке в виде динитросоединения, и энергично встряхивают 2 мин.

Дают расслоиться и удаляют водный слой. В воронку вводят 5 - 10 мл раствора соды и промывают экстракт, несколько раз встряхнув воронку. Если слой соды обесцветился, его удаляют, а промывку повторяют. Отделив слой соды, переносят экстракт в сухую посуду с пробкой. Для длительного хранения экстракт в этой посуде оставляют на 2 - 3 ч для осаждения следов мути, после чего сливают в сухую склянку и закрывают плотной корковой пробкой.

Толуольный экстракт динитробензола N 2, содержащий 5 мкг бензола в 1 мл, готовят разбавлением экстракта N 1 толуолом в 10 раз.

Толуольные экстракты динитробензола N 1 и 2, содержащие 50 и 5 мкг нитробензола в 1 мл, готовят таким же образом, исходя из раствора нитробензола и нитрационной смеси.

Экстракты N 1 и 2 при хорошей укупорке и при хранении годны до 1 года.

6. Применяемые посуда и приборы.

Фотоэлектроколориметр.

Колбы конические емкостью 50 - 100 мл.

Воронки делительные емкостью 60 - 120 мл.

Поглотительные приборы с пористой пластинкой N 1 или N 2.

Пипетки, ГОСТ 1770-59, емкостью 1; 2; 5; 10 мл.

Пробирки колориметрические плоскодонные из бесцветного стекла высотой 120 мм с внутренним диаметром 15 мм.

Склянки с хорошо притертыми пробками.

Цилиндры мерные, ГОСТ 1770-59, емкостью 10 и 25 мл.

Колбы мерные, ГОСТ 1770-59, емкостью 25; 50; 100 мл.

7. Для определения бензола 1 л, а для определения нитробензола 2 л воздуха протягивают со скоростью до 0,5 л/мин. через поглотительный прибор с пористой пластинкой, содержащий 4 мл нитрационной смеси. Если бензол находится в воздухе в виде аэрозоля (например, при пневматической окраске и т.п.), то после отбора пробы закрывают входной отвод поглотительного прибора заглушкой и оставляют прибор на час.

8. После отбора пробы поглотительный прибор выдерживают не менее 5 - 10 мин. при температуре выше 10 °С для окончания нитрования бензола или нитробензола. Далее в прибор вводят 2 мл 7,5-процентного раствора двухромовокислого калия и сразу же тщательно смешивают его с нитрационной смесью. Для этой цели удобно использовать резиновую грушу.

После перемешивания поглотительный прибор помещают в кипящую водяную баню на 30 мин. При выполнении массовых анализов обработку проб бихроматом на бане удобнее проводить не в поглотительных приборах, а в химических пробирках.

Для этого из поглотительных приборов после тщательного перемешивания отбирают по 2 мл проб и переносят их в пробирки, давая стечь жидкости со стенок пипетки не менее минуты. Вводят в пробирки по 1 мл 7,5-процентного раствора бихромата, смешивают и помещают в кипящую водяную баню на 30 мин.

Если в течение нагрева на бане жидкость в поглотительном приборе или в пробирке примет чисто зеленый цвет (полное окисление бихромата), вносят в жидкость 100 - 200 мг порошка бихромата и продолжают нагрев еще 25 - 30 мин.

Цвет жидкости в конце нагрева должен быть характерным для бихромата или промежуточным между ним и зеленым (цвет хаки).

После извлечения из бани окисленные пробы с помощью нескольких промываний водой переносят в колбы емкостью 50 - 100 мл. Для переноса пробы из поглотительного прибора (4 мл нитросмеси) используют 20 мл воды, для 2 мл нитросмеси из пробирки - 10 мл воды. Растворы из колб после охлаждения до температуры ниже 30 °С сливают в делительные воронки, ополаскивая колбы 2 - 3 мл воды.

В делительную воронку вводят 2 мл толуола и энергично встряхивают 2 мин. После расслоения удаляют водный слой, а экстракт промывают 3 - 5 мл раствора соды при легком встряхивании. Если раствор соды обесцветился, то вводят в воронку еще 3 - 5 мл раствора соды.

Дав отстояться, удаляют слой соды, а экстракт сливают через горлышко воронки в пробирку, следя, чтобы капли воды не перенести в пробирку вместе с экстрактом. Небольшая мутность экстракта не влияет на результаты анализа. В совершенно сухую колориметрическую пробирку вводят 1 мл экстракта пробы, а в другую пробирку - 0,1 мл этого экстракта и 0,9 мл толуола. Одновременно в колориметрических пробирках по табл. 27 готовят шкалу стандартов для определения бензола или нитробензола, используя соответствующие толуольные экстракты динитробензола N 1 и 2.

Далее в пробирки, содержащие по 1 и по 0,1 мл экстракта проб, и в пробирки шкалы вносят по 8 мл ацетона и по 0,5 мл (не более) 0,1 н раствора едкого натра (удобно использовать титровальную установку), перемешивают и оставляют при комнатной температуре на 20 мин., по истечении которых подкисляют все растворы 2 каплями 10-процентной уксусной кислоты и проводят колориметрирование.

Если окраска в пробирке с 0,1 мл экстракта пробы сильнее окраски последнего стандарта, то поступают следующим образом. Из контрольной (нулевой) пробирки удаляют 20% жидкости (1,9 мл). Вместо удаленной вводят в пробирку 1,9 мл жидкости, окрашенной сильнее последнего стандарта. Растворы смешивают и колориметрируют, как обычно, считая, что для анализа взято 0,02 мл экстракта пробы.

Для колориметрирования на ФЭК по градуировочному графику следует конечные растворы, используемые для построения графика, а также растворы анализируемых проб выдерживать после добавления щелочи точно 20 мин. в сосуде с водой при температуре 20 °С; затем подкислить и в течение последующих 10 мин. (не более) проводить градуировку или определение, используя зеленый светофильтр.

Концентрацию бензола или нитробензола в воздухе в мг/куб. м Х вычисляют по формуле:

Примечания. 1. Если известно, что в исследуемом воздухе отсутствуют гомологи бензола, то операцию окисления бихроматом можно исключить.

2. При использовании в работе комплектных колориметрических пробирок с меткой 10 мл можно в пробирки с экстрактами проб и в пробирки шкалы стандартов прибавлять по 9 мл ацетона (до метки). При колориметрировании пробы, окрашенной сильнее последнего стандарта, из нулевой пробирки следует отобрать 2,1 мл жидкости (20% объема) и вводить 2,1 мл конечного раствора этой пробы.

Приведение объема воздуха к нормальным условиям производят согласно газовым законам Бойля - Мариотта и Гей-Люссака по следующей формуле: