ГОСТ 18294-89 Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации бериллия

ГОСТ 18294-89

Группа Н09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


ВОДА ПИТЬЕВАЯ

Метод определения массовой концентрации бериллия

Drinking water.
Method for determination of beryllium mass concentration

ОКСТУ 9109

Дата введения 1990-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством геологии СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.К.Кирюхин, канд. хим. наук (руководитель темы); И.Ю.Соколов, канд. хим. наук; Л.В.Феньева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16.03.89 N 520

3. ВЗАМЕН ГОСТ 18294-81

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ПЕРЕИЗДАНИЕ

Настоящий стандарт распространяется на питьевую воду и устанавливает флуоресцентный метод определения массовой концентрации бериллия.

Метод основан на измерении интенсивности флуоресценции соединения, образующегося при взаимодействии бериллия с морином в щелочной среде.

Предел обнаружения бериллия с доверительной вероятностью = 0,95 составляет 0,05 мкг/дм при объеме пробы 1000 см, диапазон измерений без разбавления пробы составляет 0,05-1 мкг/дм.

1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

Отбор проб - по ГОСТ 24481*. Объем пробы воды для двух параллельных определений массовой концентрации бериллия должен быть не менее 2000 см. Пробу воды консервируют добавлением 3 см концентрированной азотной кислоты плотностью 1,40 г/см (в расчете на 1000 см пробы).

_______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51593-2000.

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

Флуориметр любой марки с первичным светофильтром, выделяющим линию спектра 366 нм (светофильтры СЭС-10, УФС-2 и др.), и вторичным светофильтром, обеспечивающим пропускание максимума флуоресценции при длине волны 595 нм (светофильтры ЖС-17 и др.).

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 20-200 г.

Электроплитка.

Термостат.

Сито с сеткой по ГОСТ 6613 диаметром ячеек 0,1 мм.

Воронки лабораторные по ГОСТ 25336.

Воронки Бюхнера по ГОСТ 9147.

Колбы мерные по ГОСТ 1770 вместимостью 100, 250, 1000 см, 2-го класса точности.

Насосы водоструйные лабораторные стеклянные по ГОСТ 25336.

Пипетки мерные с делениями по ГОСТ 29227, вместимостью 1, 2, 5, 10 см, 2-го класса точности, исполнения 1, 2, 8.

Пробирки мерные П-2-10-0,1 ХС по ГОСТ 1770.

Стаканы стеклянные лабораторные по ГОСТ 25336 вместимостью 50, 100, 500, 1000 см.

Цилиндры мерные по ГОСТ 1770, вместимостью 100, 250, 1000 см.

Мешалка магнитная.

Чашки выпарительные по ГОСТ 9147.

Фильтры беззольные "белая лента" диаметром 5, 7 и 11 см.

Аммиак водный по ГОСТ 3760, ч.д.а.

Бериллий сернокислый по ТУ 6-09-2561.

Железо (треххлористое 6-водное) по ГОСТ 4147, ч.д.а.

Кальций хлористый шестиводный по ТУ 6-09-3834.

Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,40 г/см, ч.д.а.

Кислота аскорбиновая.

Кислота борная по ГОСТ 9656, ч.д.а.

Кислота лимонная моногидрат и безводная по ГОСТ 3652, ч.д.а.

Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,83 г/см, ч.д.а.

Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см, ч.д.а.

Метиловый оранжевый по ТУ 6-09-5171.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, ч.д.а.

Натрий уксуснокислый 3-водный по ГОСТ 199, ч.д.а.

Водорода перекись по ГОСТ 10929, ч.д.а.

Силикагель технический КСК-Г по ГОСТ 3956.

Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962.

Соль динатриевая этилендиамин - , , , - тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, ч.д.а.

Морин.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Бумага универсальная индикаторная.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление раствора серной кислоты молярной концентрации эквивалента 0,001 моль/дм

Раствор готовят из фиксанала серной кислоты разбавлением в 100 раз.

3.2. Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации 1 моль/дм

100 см концентрированной соляной кислоты приливают в 1 дм дистиллированной воды. Устанавливают концентрацию раствора и разбавляют дистиллированной водой до концентрации 1 моль/дм.

3.3. Приготовление раствора соляной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм

Раствор готовят десятикратным разбавлением раствора соляной кислоты концентрации 1 моль/дм или из фиксанала.

3.4. Приготовление раствора аскорбиновой кислоты с массовой долей 1%

1 г аскорбиновой кислоты растворяют в 100 см дистиллированной воды.

3.5. Приготовление раствора перекиси водорода с массовой долей 5%

К 100 см дистиллированной воды приливают 20 см перекиси водорода с массовой долей 33%.

3.6. Приготовление раствора аммиака с массовой долей 5%

Раствор готовят разбавлением раствора аммиака с массовой долей 25% в пять раз дистиллированной водой.

3.7. Приготовление раствора гидроокиси натрия молярной концентрации 2 моль/дм

80 г гидроокиси натрия растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 дм. Концентрацию проверяют по раствору соляной кислоты (1 моль/дм).

3.8. Приготовление рабочего раствора хлорного железа

24 г растворяют в мерной колбе или измерительном цилиндре вместимостью 250 см в дистиллированной воде, подкисленной 10 см раствора соляной кислоты (1 моль/дм); 1 см раствора содержит 20 мг .

3.9. Приготовление раствора трилона Б молярной концентрации эквивалента 0,4 моль/дм

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

3.10. Приготовление раствора хлористого кальция молярной концентрации эквивалента 5 моль/дм

550 г растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 дм.

3.11. Приготовление раствора уксуснокислого натрия молярной концентрации 4 моль/дм

545 г растворяют в дистиллированной воде и доводят объем до 1 дм. Мутный раствор фильтруют.

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

Смешивают 50 см раствора уксуснокислого натрия (4 моль/дм) и 60 см раствора соляной кислоты (0,1 моль/дм).

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

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

3.14. Приготовление комплексующего раствора

2,5 г лимонной кислоты и 5 г трилона Б переносят в мерную колбу вместимостью 100 см; растворяют примерно в 80 см дистиллированной воды. Если трилон Б не растворяется, прибавляют по каплям раствор гидроокиси натрия (2 моль/дм) до растворения трилона Б, объем доводят до 100 см дистиллированной водой.

3.15. Приготовление спиртового раствора морина с массовой долей 0,02%

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

3.16. Приготовление силикагеля

Употребляемый для анализа силикагель КСК-Г 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. Содержимое 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 не 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 соляной кислоты (1 моль/дм) в течение 10-20 мин (на 100 г силикагеля берут 300-400 см кислоты). Отфильтровывают силикагель с помощью водоструйного насоса и проверяют фильтрат на содержание окисного железа. При наличии железа обработку силикагеля кислотой повторяют до отрицательной реакции на железо (пользуются роданидным методом и др.).

Затем отмывают силикагель от соляной кислоты дистиллированной водой до нейтральной реакции по метиловому оранжевому. Промытый силикагель обрабатывают 5 мин при помешивании 300-400 см ацетатного буфера (рН ~ 6,0). После отстаивания раствор декантируют и силикагель вновь обрабатывают разбавленным ацетатным буфером, отфильтровывают с помощью водоструйного насоса, промывают два раза дистиллированной водой по 200 см, 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 градуировочных растворов бериллия

Навеску 1,965 г сернокислого бериллия () растворяют в воде, содержащей 1 см концентрированной серной кислоты, и доводят объем раствора водой до 1 дм. Получают основной градуировочный раствор массовой концентрации бериллия 100 мкг/см. Раствор хранится в склянке с пришлифованной пробкой. Срок хранения до трех месяцев.

Рабочий градуировочный раствор массовой концентрации бериллия 0,1 мкг/см готовят разбавлением в 1000 раз основного градуировочного раствора путем трехкратного разбавления [10 см более концентрированного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 см и доводят до метки раствором серной кислоты (0,001 моль/дм)]. Этот раствор готовят в день проведения анализа.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

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 рН 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 см помещают 1000 см консервированной подкислением при отборе пробы исследуемой воды, добавляют 4-5 капель раствора перекиси водорода с массовой долей 5% и 1 см раствора хлорного железа. (Если проба не консервировалась при отборе, в склянку с исследуемой водой приливают концентрированную азотную кислоту из расчета 3 см на 1 дм анализируемой воды, тщательно перемешивают и после этого переносят пробу в термостойкий стакан и далее - по прописи методики).

Нагревают раствор до 70-80 °С и при интенсивном перемешивании (с помощью магнитной мешалки) нейтрализуют раствором аммиака с массовой долей 5% до слабого запаха. Раствор должен иметь рН не выше 8 (проверка по универсальной индикаторной бумаге или потенциометрически, или по бумаге "рифан").

Для получения плотного, хорошо фильтруемого осадка гидроокиси железа к раствору при помешивании прибавляют 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 подаммиаченной до рН 7-8 дистиллированной водой. Осадок гидроокиси железа и силикагеля смывают дистиллированной водой с неразвернутого фильтра в стакан вместимостью 100-150 см (объем раствора при этом должен составлять 25-40 см), добавляют 10 см раствора соляной кислоты (1 моль/дм) и нагревают раствор на плитке ( ~ 60 °С), не доводя раствор до кипения, до полного растворения гидроокиси железа. Затем силикагель отфильтровывают через тот же фильтр, промывают два-три раза соляной кислотой (1 моль/дм). Отработанный силикагель может быть повторно использован после регенерации, которая проводится так же, как и очистка (см. п.3.17).

К фильтрату прибавляют 5 см раствора трилона Б (0,4 моль/дм), 2 см раствора хлористого кальция (5 моль/дм) и нейтрализуют раствором аммиака с массовой долей 5% до перехода зеленой окраски в желтую. Если прибавлен избыток аммиака (раствор становится розовым), подкисляют содержимое стакана раствором соляной кислоты (1 моль/дм) до перехода розовой окраски в зеленую и вновь нейтрализуют аммиаком по каплям до появления желтой окраски.

Затем прибавляют 10 см ацетатного буфера, перемешивают в течение 1-2 мин. Отфильтровывают силикагель через фильтр "желтая 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, смывают силикагель с неразвернутого на воронке фильтра небольшим количеством дистиллированной воды в стаканчик вместимостью 50 см, прибавляют 1 см раствора соляной кислоты (1 моль/дм) и нагревают на плитке 5-10 мин, не доводя раствор до кипения. Отфильтровывают раствор с силикагелем через тот же фильтр в градуированную на 10 см пробирку вместимостью 15-20 см, промывают стаканчик и силикагель на фильтре небольшим количеством дистиллированной воды, доводя объем до 10 см. Если объем раствора превысил 10 см, его переносят в стаканчик, где находился силикагель, упаривают до 5 см и переливают в градуированную пробирку, доводя объем до 10 см. Прибавляют 0,5 смсвежеприготовленного раствора аскорбиновой кислоты с массовой долей 1%, 0,5 см раствора гидроокиси натрия (2 моль/дм), 1 см комплексующего раствора, 0,20 см спиртового раствора морина с массовой долей 0,02% и 1 см боратного буферного раствора.

Флуоресценцию раствора измеряют через 5-10 мин, используя флуориметр. Яркость свечения развивается в течение 5-10 мин и затем медленно снижается. На протяжении первого часа она уменьшается на 5-10%.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Для построения градуировочного графика готовят шкалу рабочих градуировочных растворов. Для этого в ряд стаканов вместимостью по 1000 смотбирают 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 см рабочего градуировочного раствора бериллия, что соответствует 0,00; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40 мкг бериллия.

В каждый стакан приливают 1000 см дистиллированной воды, 3 см концентрированной азотной кислоты и далее анализируют по приведенной методике.

По полученным результатам строят градуировочный график, откладывая по оси абсцисс содержание бериллия в мкг, 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.

5.2. Массовую концентрацию бериллия (), мкг/дм, вычисляют по формуле

где - масса бериллия в анализируемом объеме пробы, найденная по градуировочному графику, мкг;

- объем воды, используемый для анализа, см.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 30%.

5.3. Нормы погрешности измерений при соблюдении требований настоящего стандарта соответствуют требованиям ГОСТ 27384. В диапазоне концентрации бериллия 0,05-0,1 мкг/дм норма точности составляет 80%.

5.4. Значение систематической составляющей погрешности измерений должно быть не более нормы точности (см. п.5.3).

5.5. Точность измерений контролируют путем анализа зашифрованных (в том числе стандартных проб), включенных в каждую партию. Контрольные пробы должны составлять не менее 30% при количестве анализируемых рядовых проб более 15 и 100% - при меньшем количестве проб в партии. Стопроцентный контроль проводят также при оценке качества воды в целях возможности ее применения для питьевого водоснабжения при содержании массовой концентрации бериллия на уровне ПДК = 0,2 мкг/дм (ГОСТ 2874*).

_________________

*На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51232-98.

5.6. Расхождение между основным и контрольным результатами измерения одной пробы () вычисляют по формуле

где - результат основного измерения;

- результат контрольного измерения.

Результат считают удовлетворительным, если фактическое значение не превышает норму точности (см. п.5.3).

5.7. Систематическую погрешность () контролируют по стандартным образцам (не реже двух раз в год, а также при смене оборудования и стандартных растворов) и вычисляют по формуле

при числе параллельных определений не менее 15,

где - среднее значение измерений;

- аттестованное значение содержания бериллия.

Текст документа сверен по:

Государственный контроль качества воды. Сб. ГОСТов. -
М.: ИПК Издательство стандартов, 2001