Группа Н09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ВОДА ПИТЬЕВАЯ

Метод определения массовой концентрации бериллия

Drinking water. Method for determination of berillium mass concentration

ГОСТ 18294-81

весы лабораторные аналитические по ГОСТ 24104-80 2-го класса точности; электроплитку; термостат;

сито с сеткой по ГОСТ 3584-73 с диаметром ячеек 0,1 мм; воронки стеклянные по ГОСТ 25336-82; воронки Бюхнера по ГОСТ 9147-80;

колбы мерные по ГОСТ 1770-7,4, вместимостью 100, 250, 1000 мл;

насосы водоструйные лабораторные стеклянные по ГОСТ 25336-82;

пипетки мерные по ГОСТ 20292-74, с делениями, вместимостью I, 2, 5, 10 мл;

пробирки стеклянные по ГОСТ. 25336—82, градуированные с пришлифованной пробкой;

стаканы стеклянные лабораторные по ГОСТ 25336-82, вместимостью 50, 100 и 1000 мл;

цилиндры мерные лабораторные стеклянные по ГОСТ 1770-74, вместимостью 100, 250, 1000 мл; мешалку магнитную; чаши выпарительные по ГОСТ 9147-80; фильтры беззольные «белая лента» диаметром 5, 7 и 11 см; аммиак водный по ГОСТ 3760-79, ч. д. а.; бериллий сернокислый; железо хлорное по ГОСТ 4147-74, ч. д. а.; кальций хлористый по ГОСТ 4161-77, кристаллический шестиводный;

кислоту азотную по ГОСТ 4461-77; кислоту аскорбиновую пищевую; кислоту борную по ГОСТ 9656-83, ч. д. а.; кислоту лимонную моногидрат ,и безводную по ГОСТ 3652-69, ч. д. а.;

кислоту серную по ГОСТ 4204-77; кислоту соляную по ГОСТ 3118-77, ч. д. а.; метиловый оранжевый по ГОСТ 10816-64; натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77, ч. д. а.; натрий уксуснокислый 3-водный кристаллический по ГОСТ 199—78, ч. д. а.;

водорода перекись по ГОСТ 177-77, ч. д. а.; силикагель технический КСК-2 по ГОСТ 3956-76; спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962-67; соль динатриевую этилендиамин-Ы^.Ы’.Ы’-тетрауксусной кислоты, 2-водную (трилон Б) по ГОСТ 10652-73, ч. д, а.; морин;

воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72; бумагу универсальную индикаторную.

31

ГОСТ 18294-81

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1.    Приготовление 0,001 н. раствора серной кис» лоты

Раствор готовят из фиксанала 0,1 и. раствора серной кислоты.

3.2.    Приготовление 1 н. раствора соляной кислоты

100 мл концентрированной соляной кислоты (плотность 1,19 г/см*) приливают к 1 л дистиллированной воды. Устанавливают нормальность раствора и разбавляют дистйллировэнной водой до 1 н. концентрации по методике, утвержденной в установленном порядке.

3.3.    Приготовление 0,1 н. раствора соляной кислоты

Раствор готовят десятикратным разбавлением 1 н. раствора соляной кислоты или фиксанала.

3.4.    Приготовление 1%-ного раствора аскорбиновой кислоты

1 г аскорбиновой кислоты растворяют в 100 мл дистиллированной воды.

3.5.    Приготовление 5%-ного раствора перекиси водорода

К 100 мл дистиллированной воды приливают 20 см* 33%-ного раствора пергидроля.

3.6.    Приготовление 5^:% -н о г о раствора аммиака

Раствор готовят разбавлением 25%-ного раствора аммиака в

пять раз дистиллированной водой.

3.7.    Приготовление 2 н. раствора гидроокиси натрия

80 г гидроокиси натрия растворяют в дистиллированной воде я доводят объем до 1 л. Нормальность проверяют 1 н. раствором соляной кислоты.

3.8.    Приготовление рабочего раствора хлорного же л ез а

24 г FeCl3-6H₂0 растворяют в мерной колбе или измерительном цилиндре вместимостью 250 мл в дистиллированной воде, подкисленной 10 мл раствора 1 н. соляной кислоты; 1 мл раствора содержит примерно 20 мг Fe.

3.9.    Приготовление 0,4 н. раствора трилона Б

75 г трилона Б растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л. Мутный раствор фильтруют.

3.10.    Приготовление 5 н. раствора хлористого кальция

550 г СаСЬ-бНгО растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л.

32

ГОСТ 18294-84

3.11.    Приготовление 4н. раствора уксуснокислого натрия

545 г CH3COONа • ЗН₂0 растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л. Мутный раствор фильтруют.

3.12.    Приготовление ацетатного буферного раствора (pH 6,0)

Смешивают 50 мл 4 и. раствора уксуснокислого натрия и 60 см® 0,1 н. раствора соляной кислоты.

3.13.    Приготовление боратного буферного раствора (рН= 13,5).

28,6 г борной кислоты (Н3ВО3) и 96,0 г гидроокиси натрия растворяют последовательно в дистиллированной воде и доводят объем до 1 л.

3.14.    Приготовление комплексующего раствора

2,5 г лимонной кислоты и 5 г трилона Б переносят в мерную

колбу вместимостью 100 мл, растворяют примерно в 80 мл дистиллированной воды.-Если трилон Б не растворяется, прибавляют по каплям 2 н. раствор гидроокиси’ натрия до растворения трилона Б, объем доводят до 100 мл дистиллированной водой.

3.15.    Приготовление 0,02%-ного спиртового раствора морина

0,020 г морина растворяют в 100 мл чистого этилового спирта; раствор хранят в темном месте. Раствор устойчив в течение трех месяцев.

3.16 Приготовление силикагеля

Употребляемый для анализа силикагель КСК-2 должен иметь размер частиц 0,1—0,01 мм и не содержать железа.

Крупный силикагель размалывают и просеивают через сито 0,1 мм. Прошедший через сито силикагель помещают в стеклянный или полиэтиленовый сосуд достаточной, высоты (стакан, цилиндр) и заливают водой до высоты 25 см от уровня поверхности силикагеля. Содержание сосуда интенсивно взбалтывают и оставляют в покое. Через 20 мин взвесь декантируют и вновь заливают водой до высоты 25 см. Эту операцию повторяют до тех пор, пока сливаемая жидкость будет прозрачной (обычно бывает достаточно 3—4 сливаний). Оставшийся в сосуде силикагель будет иметь заданный размер зерен (0,1—0,01 мм). Затем силикагель очищают от железа обработкой горячим раствором 1 н. раствора соляной кислоты в течение 10—20 мин (на 100 г силикагеля берут 300—400 мл кислоты). Отфильтровывают силикагель при помощи водоструйного насоса и проверяют фильтрат на содержание окис-ного железа. При наличии железа обработку силикагеля кислотой повторяют до отрицательной реакции на железо (пользуются роданидным методом и др.).

3-781

ГОСТ 18294-81

Затем отмывают силикагель от соляной кислоты дистиллированной водой до нейтральной реакции по метиловому оранжевому. Промытый силикагель обрабатывают 5 мин при помешивании 300—400 мл ацетатного буфера (pH ~ 6,0). После отстаивания раствор декантируют и силикагель вновь обрабатывают разбавленным ацетатным буфером, отфильтровывают при помощи водоструйного насоса, промывают два раза дистиллированной водой по 200 мл, снимая каждый раз силикагель с воронки в стакан с водой. Промытый силикагель хорошо отсасывают от раствора на воронке, переносят в фарфоровые чашки и высушивают в термостате при 105—110° С.

3.17. Приготовление основного стандартного раствора бериллия

Соединения бериллия ядовиты и работа с ними требует осторожности. Навеску 1,965 г сернокислого бериллия (BeS0₄-4H20) растворяют в воде, содержащей 1 мл концентрированной серной кислоты, и доводят объем раствора водой до 1 л. Получают основной стандартный раствор, который содержит 0,1 мг/см³ бериллия. Раствор хранится в склянке с пришлифованной пробкой. Срок хранения до трех месяцев.

Рабочий стандартный раствор, содержащий 0,1 мкг/см³ бериллия, готовят разбавлением в 1000 раз основного стандартного раствора путем трехкратного разбавления (10 мл более концентрированного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки 0,001 н. раствором серной кислоты). Этот раствор готовят свежим в день проведения анализа.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Бериллий концентрируют и отделяют от мешающих компонентов путем соосаждения гидроокиси бериллия с гидроокисью железа, растворения осадка и последующей сорбции бериллия силикагелем из раствора, содержащего трилон Б и избыток ионов кальция при pH 5,7—6,0. При избытке ионов кальция бериллий замещается последним в соединении с трилоном Б и сорбируется силикагелем. В то же время трилон Б удерживает в растворе элементы, мешающие определению бериллия (хром, медь, алюминий и др.).

В стакан из термостойкого стекла вместимостью 1000 мл помещают 1000 мл консервированной подкислением при отборе пробы исследуемой воды, добавляют 4—5 капель 5%-ного раствора перекиси водорода и 1 мл раствора хлорного железа, содержащего в 1 мл 20 мг окисного железа. Нагревают раствор до 70— 80° С и при интенсивном перемешивании (с помощью магнитной мешалки) нейтрализуют 5%-ным раствором аммиака до слабого

34

ГОСТ 18294-81

запаха. Раствор должен иметь pH 8—9 (проверка универсальной индикаторной бумагой).

Для получения плотного осадка прибавляют к раствору при помешивании около 1,0 г силикагеля.

Дают осадку осесть, осветленный раствор декантируют, отфильтровывают выпавшую гидроокись железа и силикагель через фильтр «белая лента» и промывают два-три раза дистиллированной водой. Затем смывают дистиллированной водой осадок гидроокиси железа и силикагель с раскрытого фильтра в стакан вместимостью 100—150 мл (объем раствора при этом должен составлять 25—40 мл), добавляют 10 мл 1 н< раствора соляной кислоты и нагревают раствор на плитке (f~60°C), не доводя раствор до кипения, до полного растворения гидроокиси железа. После этого силикагель отфильтровывают и промывают два-три раза небольшим количеством 1 н. раствора соляной кислоты (отработанный силикагель может быть повторно использован после регенерации, которая проводится также, как и очистка (п. 3.16).

К фильтрату прибавляют 5 мл 0,4 н. раствора трилона Б и 2 мл 5 н. раствора хлористого кальция, нейтрализуют раствор 5’%-ным раствором аммиака до перехода зеленой окраски в желтую. Если прибавлен избыток аммиака (раствор становится розовым), подкисляют содержимое стакана 1 н. раствором соляной кислоты до перехода розовой окраски в зеленую и вновь нейтрализуют аммиаком по каплям до появления желтой окраски. Затем прибавляют 10 мл ацетатного буфера, перемешивают, вносят около 1 г силикагеля и вновь- перемешивают в течение 1—2 мин. Отфильтровывают силикагель через фильтр «белая лента» и повторяют сорбцию бериллия в фильтрате с новой порцией силикагеля (около 0,5 г).

Затем снова отфильтровывают силикагель через тот же фильтр, на котором находится первая порция силикагеля. Промывают силикагель три-четыре раза дистиллированной водой на фильтре, смывают с развернутого фильтра небольшим количеством дистиллированной воды (5—7 см³) в стаканчик вместимостью 50 мл, прибавляют 1 мл 1 н. раствора соляной кислоты и нагревают на плитке 5—10 мин, не доводя раствор до кипения. Затем отфильтровывают раствор через фильтр «белая лента» диаметром 5 см в градуированную пробирку вместимостью 10 мл, промывают стаканчик и силикагель на фильтре небольшим количеством дистиллированной воды, доводя объем до 10 мл. Прибавляют 0,5 мл 1%-ного свежеприготовленного раствора аскорбиновой кислоты, 0,5 мл 2 н. раствора гидроокиси натрия, 1 мл комплексующего раствора, 0,20 мл 0,02%-ного спиртового раствора морина и 1 см* боратного буферного раствора.

Флуоресценцию раствора измеряют через 5—10 мин, используя флуориметр. Яркость свечения развивается в течение 5—10 мин

35

ГОСТ 1*294—81

в затем медленно снижается. На протяжении первого часа она уменьшается на 5-—10%.

5. ПОСТРОЕНИЕ ГРАДУИРОВОЧНОГО ГРАФИКА

5.1. В ряд стаканов вместимостью по 1000 мл отбирают 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 мл рабочего стандартного раствора бериллия. Массовая концентрация бериллия в растворах соответственно будет равна 0,00; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40 мкг/л. В каждый стакан приливают L л дистиллированной воды, добавляют 3 мл концентрированной азотной кислоты и дальнейший ход анализа проводят по п. 4.1.

По полученным результатам строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс массовую концентрацию бериллия в мкг, а по оси ординат—показания прибора. График должен иметь прямолинейный характер.

Холостые пробы могут обладать незначительной флуоресценцией, обусловленной чистотой реактивов.

Построение градуировочного графика проводят в день анализа проб.

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

6.1. Массовую концентрацию бериллия (X) в анализируемой воде в мг/дм³ вычисляют по формуле

с_

V’

где С — массовая концентрация бериллия, найденная по градуировочному графику, мкг;

V — объем анализируемой воды, взятый для определения, мл.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 30% при массовой концентрации бериллия на уровне предельно допустимой концентрации.

Результаты округляют до двух значащих цифр при массовой концентрации бериллия более 0,0001 мг/дм³ и одной значащей цифры при концентрации менее 0,0001 мг/дм³.

Сходимость результата анализа (Л) в процентах вычисляют по формуле

л _ 2 (Pi — Р₂) Pi + Pz

где Pi — больший результат из двух параллельных определений; Рг — меньший результат из двух параллельных определений.