Кремниевая кислота в воде анализ

Кремний играет важную роль в организме человека. Соединения данного микроэлемента имеются почти во всех органах и тканях человека. Если наблюдается недостаток кремниевых соединений, то ухудшается заживление каких-либо кожных повреждений, ухудшаются функции иммунитета, развиваются артриты и артрозы, значительно снижается уровень лейкоцитов и так далее. Кроме того, недостаток кремниевых микроэлементов приводит к тому, что примерно 70 полезных элементов, которые попадают в организм человека, перестают усваиваться.

Именно поэтому кремниевая вода считается невероятно полезной. Особенно, если она родниковая. Еще в старые времена люди обкладывали этим природным элементом дно у колодцев. Вода, обогащенная кремнием, обладает бактерицидными свойствами воды, настоянной на серебре. Нужно отметить, что минеральные кремниевые воды представляют собой большую редкость. Воду из природных горячих кремниевых источников применяют для целебных ванн и питья.

В наше время существуют современные методы очистки воды при помощи кремния. Также воду настаивают на этом элементе. Тогда она получается активной. Подобная вода имеет множество специфических свойств. Она может предотвратить развитие многих болезней, повысить иммунитет человека. Более того, кремневой водой рекомендуют закапывать в нос, когда возрастает уровень респираторных заболеваний. Об особенностях такой воды можно рассуждать очень долго. Однако все ли так радужно, если при химическом анализе воды, которая течет из вашего крана, выявили повышенное содержание кремния? Тем более, что такая вода имеет и противопоказания. К примеру, ее нельзя принимать тем, у кого наблюдается предрасположенность к онкологическим заболеваниям. Давайте разберемся.

Начнем с того, что предельно-допустимая норма в воде составляет 10 мг на один литр. Но этот уровень может быть намного выше в разных природных водах. К примеру, в речных водах уровень содержания данного микроэлемента может колебаться от 1 до 20 миллиграмм на один литр. В подземных водах этот уровень увеличивается до 30 миллиграмм на литр. Что же касается термальных источников, то в них уровень содержания кремния на один литр просто зашкаливает.

Если говорить о содержание кремния в организме, то его уровень невысок и составляет 0,01 процента от массы всего тела. Если в организме будет иметься дефицит кремния, то это может привести к тому, что стенки сосудов обрастают холестерином. Если же сосуды поражены атеросклерозом, то уровень кремния в них занижен минимум в 10 раз.

Ученые выяснили, что человеческий организм усваивает только 4 процента кремниевых микроэлементов. Суточная потребность для человека составляет от 5 до 30 миллиграмм. Оптимальной нормой потребления этого микроэлемента считается 50 миллиграмм. Он абсорбируется из кишечника в виде ортокремниевой кислоты. За одни сутки с мочой выводится примерно 9 миллиграмм кремния.

Кремний очень положительно влияет на состояние зубов, костей, волос и ногтей. Присутствие данного элемента в воде подавляет бактерии, которые вызывают гниение и брожение, очищает жидкость от тяжелых металлов и улучшает ее вкусовые качества. Кремниевые препараты используют в медицине для лечения язв на деснах, для укрепления сосудов, при комплексной терапии ожирения, ревматизма и дистрофии. Тем не менее во всем нужна норма. Поэтому при повышенном уровне кремниевых соединений в воде необходимо установить очистные фильтры. Для этого имеется сразу несколько причин.

Мы уже писали, что кремний помогает улучшить усваивание микроэлементов, которые попадают в организм человека, улучшает обмен веществ и так далее. Если же будет слишком много кремниевых соединений, то это может привести к развитию сердечных и онкологических заболеваний. Именно поэтому необходимо уделять особое внимание очищению воды от кремния. Его уровень не должен быть больше той нормы, которая установлена законом.

Итак, очистить воду от данного микроэлемента можно следующими методами:

Известковое осаждение.
Сорбция железными и алюминиевыми гидрооксидами.
Использование магнезиального сорбента.
Электрокоагулирование.
Ионный обмен.
Обратный осмос.
Нанофильтрация.
Ультрафильтрация.
Электродеионизация.

С появлением новейших очистных способов классическими вариантами уже мало кто пользуется. Причина кроется в их неэффективности, большой стоимостью реагентов, наличием площади, высоким потреблением электричества. Так, в наше время уже практически никто не использует метод электрокоагулирования и прочие методы, которые были перечислены выше. Исключение составляют ионный обмен, ультрафильтрация и обратный осмос. Давайте рассмотрим каждый из этих трех методов более подробно.

Начнем с обмена ионами. В этом случае для очищения необходимы гелевые аниониты. Их нагревают до 60 градусов по Цельсию, а затем их смешивают с водой. Содержание сильноосновных макропористых элементов позволяет намного снизить уровень кремния.

Что касается ультрафильтрации, то она способна снизить уровень кремния в жидкости аж на 95 процентов. Почти все способы, которые были перечислены ранее, не дают такого результата. Но этот способ очистки отличается технологической сложностью и высокой стоимостью оборудования. Именно поэтому он не приобрел должной популярности.

А вот технологию обратного осмоса ученые изучили более подробно. А все потому, что данный метод фильтрации позволяет очистить воду от кремниевых соединений на 99 процентов. Однако здесь имеются и некоторые недостатки. К таким относится образование осадка на стенках фильтра, который почти невозможно растворить. Именно поэтому многие прибегают к химическому способу их очистки. Изготовители же настоятельно советуют один раз в шесть месяцев либо менять фильтры, либо принимать кардинальные меры, направленные на смягчение поступающей воды. Данная процедура отличается высокой стоимостью. По этой причине многие отдают предпочтение полной замене фильтров.

Автор: Гумерова Л.
Дата публикации – 18.10.2016.
Перепечатка без согласия редакции запрещена.

источник

Фотоколориметр типа КФК-2 или аналогичного типа с набором кювет, толщиной колориметрируемого слоя до 100 мм и набором светофильтров или спектрофотометр (кюветы 100 мм могут быть заказаны заводу, поставлявшему фотоколориметры);

весы лабораторные общего назначения II класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;

печь тигельная с возможностью нагрева до 1200 °С;

штативы для фильтрования и для бюреток с лапками и зажимами;

штатив для широких пробирок при визуально-колориметрических определениях;

плитки электрические нагревательные;

щипцы тигельные с необгорающими наконечниками;

чашка платиновая вместимостью не менее 50 см 3 ;

вставка для эксикатора по ГОСТ 9147;

эксикаторы без крана типа 3;

сосуды полиэтиленовые вместимостью 300 — 500 см 3 , снабженные навинчивающимися полиэтиленовыми крышками;

чашки фарфоровые диаметром 12,0 см по ГОСТ 9147;

тигли фарфоровые диаметром 35, дно 18 мм по ГОСТ 9147;

воронки стеклянные диаметром от 40 до 150 мм;

стаканы химические вместимостью от 50 до 1000 см 3 ;

шкаф сушильные с регулируемой температурой в пределах от 50 до 160 °С;

воронки делительные вместимостью 200 и 300 см 3 ;

колбы мерные вместимостью от 50 до 1000 см 3 ;

колбы конические вместимостью 250 и 500 см 3 ;

колбы плоскодонные вместимостью 1 и 2 дм 3 ;

цилиндры измерительные вместимостью 50, 100, 250 и 500 см 3 ;

пипетки вместимостью 1, 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100 см 3 ;

бюретки для титрования вместимостью по 25 см 3 со стеклянными кранами и без кранов;

кислота соляная (хлористоводородная) х.ч.;

кислота фтористоводородная (плавиковая) х.ч.;

аммоний молибденовокислый х.ч.;

натрий кремнекислый (силикат натрия) ч.д.а.;

натрий кремнефтористый, ч.д.а.;

натрия гидроокись (едкий натр) х.ч.;

натрия сульфит (сернокислый натрий) ч.д.а.;

олово двухлористое 2-водное — по ТУ 6-09-5360;

Допускается применение средств измерений с метрологическими характеристиками и оборудование с техническими характеристиками не хуже, а также реактивов по качеству не ниже указанных в настоящем стандарте.

3.1. Платиновую чашку (или платиновый тигель) очищают концентрированной соляной кислотой; для этого вливают в нее такое количество кислоты, чтобы заполнить чашку или тигель почти до краев и нагревают их с кислотой на кипящей водяной бане до полного испарения кислоты. После этого вливают в чашку или тигель подкисленную соляной кислотой дистиллированную воду и оставляют на несколько часов. Удалив кислоту, ополаскивают очищенной водой, вливают 10 см 3 раствора натрия двууглекислого, выпаривают жидкость досуха, прокаливают чашку или тигель с осадком при 700 — 800 °С в течение часа. После этого в остывшую чашку или тигель вливают 15 — 20 см 3 очищенной воды, нагревают до полного растворения осадка и переносят раствор в мерную колбу, вместимостью 50 см 3 . Далее поступают как описано в п. 4.2, но количество серной кислоты вводят не 1 см 3 , а 2 см 3 5 м раствора.

Чашка или тигель считаются пригодными для работы, если содержание кремнекислоты, определенное таким путем, не превышает ее содержание в контрольной пробе.

Пробу воды, в зависимости от ожидаемого содержания кремниевой кислоты, 5, 10 или 40 см 3 помещают в чистую платиновую чашку или чистый платиновый тигель, приливают 10 см 3 раствора натрия двууглекислого и выпаривают на водяной бане или на плитке досуха. Чашку или тигель помещают в муфель, постепенно доводят температуру в нем до 700 — 800 °С и при этой температуре выдерживают не менее часа. Вынув чашку или тигель из муфеля и дав остыть, вливают в них 15 — 20 см 3 очищенной воды, нагревают на плитке до полного растворения осадка и переносят раствор в мерную колбу вместимостью 50 см 3 . Далее поступают по п. 4.5, но количество серной кислоты удваивают, т.е. вводят не 1 см 3 раствора серной кислоты 5 м, а 2 см 3 .

3.2.2. В тех водах, где не предполагается присутствие «нереакционно-способной» кремниевой кислоты или когда нет необходимости в ее определении, обработка воды по п. 3.2.1 не выполняется.

4.1. Метод применяется для определения кремниевой кислоты в водах, содержащих более 0,3 мг/дм 3 кремниевой кислоты: в исходной, охлаждающей, сетевой (теплофикационной), известково-коагулированной умягченной натрий-катионированием воде.

Сущность метода состоит во взаимодействии соединений кремниевой кислоты с молибденовокислым аммонием с образованием окрашенной в желтый цвет комплексной кремнемолибденовой гетерполикислоты и измерения оптической плотности на фотоколориметре раствора. Чувствительность метода — 2 мкг в пробе.

4.2. Приготовление рабочих растворов

4.2.1. Раствор серной кислоты примерно 5 м концентрации готовят, вливая 280 см 3 концентрированной серной кислоты в 720 см 3 очищенной воды, помещенной в химический стакан. После охлаждения раствор переливают в стеклянный сосуд с пришлифованной пробкой. Раствор устойчив.

4.2.2. Насыщенный раствор бикарбоната натрия. Растворяют около 40 г двууглекислого натрия в 300 см 3 очищенной воды, нагретой до 70 — 60 °С. Жидкость интенсивно перемешивают и переносят вместе с нерастворившимся осадком в полиэтиленовый сосуд, вместимостью 500 см 3 , снабженный навинчивающейся крышкой. При охлаждении раствора до комнатной температуры происходит выделение избытка соли и раствор становится насыщенным. Раствор устойчив.

4.2.3. Раствор молибдата аммония. Растворяют 50 г реактива в 600 см 3 очищенной воды, добавляют 10 см 3 раствора аммиака с массовой долей 25 %, доливают до 1 дм 3 очищенной водой и хорошо перемешивают. Раствор аммония молибденовокислого пригоден в течение месяца. Хранить его следует в полиэтиленовом сосуде с хорошо закрывающейся навинчивающейся крышкой.

4.2.4. Раствор гидроокиси натрия с массовой долей 4 %. Растворяют 40 г гидроокиси натрия в 960 см 3 дистиллированной воды. Хранят раствор в сосуде, защищенном от доступа углекислоты.

4.2.5. Раствор азотнокислого серебра. Растворяют 5 г этой соли в 60 см 3 дистиллированной воды и приливают 40 см 3 концентрированной азотной кислоты. Раствор устойчив, хранить его удобно в капельнице темного стекла.

4.3. Приготовление основного и стандартных растворов

4.3.1. Основной раствор, содержащий около 1 г/дм 3 кремниевой кислоты, может быть приготовлен из кремнекислого натрия или из кремнефторида натрия.

4.3.1.1. Навеску около 5 г кремнекислого натрия ( Na ₂ SiO ₃ × 9H ₂ O) растворяют в 1 дм 3 раствора гидроокиси натрия с массовой долей 4 %, жидкость фильтруют, если она мутна, и устанавливают содержание в ней кремниевой кислоты весовым способом. Для этого пипетками отбирают три пробы (25 или 50 см 3 ) в три фарфоровые чашки, вливают в них по 10 — 15 см 3 концентрированной соляной кислоты и выпаривают на водяной бане досуха. Охладив чашки с образовавшимся осадком, вливают в них еще по 5 см 3 концентрированной соляной кислоты, вновь выпаривают, после чего вливают в чашки по 1 см 3 концентрированной соляной кислоты и по 25 — 30 см 3 горячей дистиллированной воды. Выделившуюся кремниевую кислоту отфильтровывают на беззольные плотные фильтры, чашки обмывают горячей дистиллированной водой, стирая остатки кремниевой кислоты кусочками бумажного фильтра, пользуясь стеклянными палочками. Осадки на фильтре промывают горячей дистиллированной водой до исчезновения в фильтрате положительной реакции на ионы хлора (проба с каплей раствора азотнокислого серебра). Фильтры с осадками помещают во взвешенные, прокаленные фарфоровые тигли, осторожно высушивают, затем озоляют и прокаливают осадки в тигельной или муфельной печи при температуре не ниже 900 °С. Прокаливание ведут до постоянного веса осадка.

Содержание кремниевой кислоты (SiO ₂ ) в граммах на кубический дециметр в приготовленном основном растворе вычисляют по формуле

(1)

где а — масса прокаленной кремнекислоты, г;

V — объем раствора, взятый для анализа.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 2 %.

4.3.1.2. Точную навеску кремнефторида натрия ( Na ₂ SiF ₆ ) 3,16 г растворяют в мерной колбе вместимостью 1 дм 3 в 500 — 600 cм 3 очищенной воды. Растворение протекает медленно, несколько ускоряясь при подогреве жидкости под струей теплой воды. После полного растворения кристаллов соли жидкости дают остыть, если ее подогревали, и доводят ее объем до метки очищенной водой. Раствор хорошо перемешивают и переливают в полиэтиленовый сосуд с хорошо завинчивающейся крышкой, предварительно дважды сполоснув этот сосуд приготовленным раствором. Проверка концентрации раствора не требуется, если кремнефторид имел квалификацию ч.д.а и был просушен перед взятием навески при 110 °С в сечение часа. Раствор устойчив. Хранить его следует в полиэтиленовом сосуде с хорошо завинчивающейся крышкой.

4.3.2. Для приготовления стандартного раствора, содержащего 10 мг/дм 3 кремниевой кислоты в пересчете на SiO ₂ , если пользуются раствором, приготовленным из кремнекислого натрия, отбирают пипеткой объем основного раствора, равный 10:(SiO ₂ ) вливают в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , доливают до метки очищенной водой и тщательно перемешивают.

4.3.4. Стандартный раствор, содержащий 1 мг/дм 3 кремниевой кислоты готовят разбавлением точно в десять раз стандартного раствора, содержащего 10 мг/дм 3 кремниевой кислоты. Разбавление осуществляют очищенной водой. Раствор пригоден лишь в день приготовления.

4.4. Построение градуировочного графика

4.4.1. В пять мерных колб вместимостью по 50 см 3 вводят различные объемы 2, 5, 10, 15, 20 см 3 стандартного раствора, содержащего 10 мг/дм 3 кремниевой кислоты (п. 4.3.2 или п. 4.3.3 ). Эти количества соответствуют 20, 50, 100, 150, 200 мкг кремниевой кислоты в каждой колбе. Очищенной водой доводят объем жидкости в колбах примерно до 40 см 3 , приливают по 5 см 3 молибдатного раствора и по 1 см 3 раствора серной кислоты 5 молярной концентрации, хорошо перемешивают, доводят объем жидкости до метки очищенной водой и еще раз хорошо перемешивают. Получается серия окрашенных в желтый цвет растворов.

Одновременно готовят 3 — 4 контрольных раствора тех же реактивов, но без стандартного раствора кремниевой кислоты. Через 5 — 7 минут изменяют оптическую плотность (А_к) на фотоколориметре со светофильтрами областью светопропускания 400 нм в кюветах 50 или 100 мм, сравнивая с дистиллированной водой. Из полученных результатов составляют среднее арифметическое (А_к). Также измеряют оптическую плотность каждого окрашенного стандартного раствора (А) также в сравнении с дистиллированной водой.

4.4.2. По экспериментальным данным, полученным по п. 4.4.1 , строят график, которым пользуются при анализе проб, полученных по п. 3.2 .

По оси абсцисс откладывают количества введенной кремниевой кислоты, мкг, а по оси ординат — соответствующие этим количествам кремниевой кислоты значения оптической плотности (А) минус контрольные значения (А_к), т.е. величины (А — А_к). По точкам проводят прямую методом наименьших квадратов по приложению А ОСТ 34-70-953.3-88.

Допускается вычисление результатов с помощью множителя, который является средним арифметическим значением из величин, определенных по формуле

(2)

где С — количество кремниевой кислоты в пробе, мкг;

А — соответствующая этому количеству оптическая плотность;

А_к — среднеарифметическое значение оптической плотности контрольных растворов.

4.5.1. В мерную колбу вместимостью 50 см 3 вливают 40 см 3 анализируемой воды, приливают 5 см 3 молибдатного раствора и 1 см 3 раствора серной кислоты 5 молярной концентрации, интенсивно перемешивают, доливают очищенной водой до метки, еще раз хорошо перемешивают и через 5 — 7 минут измеряют оптическую плотность жидкости (А_х) на фотоколориметре со светофильтрами областью светопропускания 400 нм в сравнении с дистиллированной водой.

4.6.1. Пользуясь градуировочным графиком, получают содержание кремниевой кислоты в колориметрируемой пробе. Для этого из оптической плотности раствора пробы (А_х) вычитают оптическую плотность контрольной пробы (А_к). Полученную разность (А_х — А_к) находят на оси ординат графика; далее находят отвечающую этой разности концентрацию кремниевой кислоты в пробе по оси абсцисс (С_р), мкг.

Содержание кремниевой кислоты (SiO ₂ ) в микрограммах на дециметр кубический получают по формуле

(3)

где V — объем пробы воды, отобранной для анализа, см 3 ;

С_р — содержание кремниевой кислоты в пробе, мкг, получаемое по градуировочному графику.

4.6.2. Допустимые погрешности результата определения кремниевой кислоты этим методом с доверительной вероятностью Р = 0,95 указаны в таблице 1.

4.6.3. Результаты определений округляют до сотых долей.

4.6.4. Форма журнала записи результатов приведена в приложении Б ОСТ 34-70-953.3-88 .

Два результата определений, полученные в одной лаборатории, одним исполнителем, на одном оборудовании, на одной пробе признаются достоверными (с доверительной вероятностью Р = 0,95), если расхождение между ними не превышает 0,005 показаний шкалы оптической плотности прибора.

Средние результаты двух испытаний, полученные в разных лабораториях, на одной пробе, двумя исполнителями, признаются достоверными (с доверительной вероятностью Р = 0,95), если расхождение между ними не превышает 0,01 показаний шкалы оптической плотности прибора.

5.1. Метод применяется для определения кремниевой кислоты в водах, содержащих менее 0,3 мг/дм 3 кремниевой кислоты: в питательной и составляющих ее конденсатах, в обессоленной воде, в конденсате пара и котловых водах.

Сущность метода состоит во взаимодействии соединений кремниевой кислоты с молибденовокислым аммонием с образованием окрашенных в желтый цвет комплексной кремнемолибденовой гетерополикислоты и восстановлением ее до соединения, имеющего синюю окраску, и измерении оптической плотности этих растворов. Чувствительность метода — 0,2 мкг в пробе.

5.2. Приготовление рабочих растворов

5.2.1. Растворы для восстановления. Для их приготовления применяют смесь метола с сульфитом натрия или раствор хлористого олова.

5.2.1.1. Раствор метола с сульфитом натрия. Растворяют 10 г метола и 80 г сульфита натрия в 800 см 3 очищенной воды при нагревании до примерно 50 °С. Жидкость интенсивно перемешивают и фильтруют в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 и доливают до метки очищенной водой. Реактив пригоден в течение 15 — 20 суток. Хранить его следует в полиэтиленовом сосуде с хорошо закрывающейся навинчивающейся крышкой.

5.2.1.2. Раствор хлористого олова. Растворяют 2,5 г в 100 см 3 чистого глицерина в фарфоровой чашке, при нагревании на водяной бане хлорида олова ( SnCl ₂ × 2H ₂ O). Для ускорения растворения кристаллы хлорида олова растирают стеклянной палочкой. Глицериновый раствор устойчив против окисления, хранить его следует в стеклянном сосуде вместимостью 150 см 3 .

5.2.2. Раствор щавелевой кислоты с массовой долей 5 %. Растворяют 5 г кристаллической щавелевой кислоты в 95 см 3 очищенной воды. Хранят раствор в полиэтиленовом сосуде с хорошо закрывающейся крышкой. Реактив устойчив, но иногда в нем могут развиваться биологические образования (возникают полупрозрачные комочки или хлопья). Если фильтрованием не удается освободить раствор от этих образований, то следует приготовить свежий реактив, а посуду тщательно вымыть.

5.2.3. Раствор серной кислоты примерно 0,5 м. Готовят, смешивая в стеклянном стакане 30 см 3 концентрированной серной кислоты с 400 см 3 очищенной воды, раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм 3 , доливают очищенной водой до метки, перемешивают и переливают в склянку с пришлифованной стеклянной пробкой. Раствор вполне устойчив.

5.3. Построение градуировочных графиков

5.3.1. Построение градуировочного графика с метол-сульфитным раствором.

В пять мерных колб вместимостью по 50 см 3 вводят пипеткой 1, 2, 3, 5, 10 см 3 стандартного раствора, содержащего 1 мг/дм 3 кремниевой кислоты. Это соответствует содержанию кремниевой кислоты в пробах 1, 2, 3, 5, 10 мкг. Затем во все колбы вливают очищенную воду до общего объема 30 см 3 , по 2 см 3 молибдатного раствора и по 5 см 3 серной кислоты 0,5 м концентрации. Жидкость перемешивают и через 5 мин добавляют в каждую колбу по 2 см 3 восстанавливающего метол-сульфитного раствора, перемешивают, доливают очищенной водой до метки и тщательно перемешивают. Получается серия окрашенных в синий цвет растворов.

Одновременно готовят 3 — 4 контрольные пробы тех же реактивов, но без стандартного раствора. Через 5 минут измеряют оптическую плотность (А_к) контрольных проб в кюветах длиной 50 мм со светофильтрами областью светопропускания 750 нм, сравнивая с дистиллированной водой. Из полученных результатов колориметрирования контрольных проб получают среднее арифметическое. Также измеряют оптическую плотность (А) каждого окрашенного стандартного раствора в сравнении с дистиллированной водой.

5.3.2. Построение градуировочного графика с раствором хлористого олова.

В несколько мерных колб вместимостью по 50 см 3 вводят 1, 2, 3, 5, 10 см 3 стандартного раствора, содержащего 1 мг/дм 3 кремниевой кислоты, что соответствует содержанию кремнекислоты в пробах 1, 2, 3, 5, 10 мкг. Затем во все колбы вливают очищенную воду до общего объема 20 см 3 , по 2 см 3 молибдатного раствора и по 5 см 3 серной кислоты 0,5 м. концентрации. Жидкость перемешивают и через 5 мин добавляют в каждую по 10 см 3 , 5 м концентрации серной кислоты и по 5 капель раствора хлористого олова, доливают до метки очищенной водой и тщательно перемешивают. Получается серия окрашенных в синий цвет растворов. Одновременно готовят 3 — 4 контрольных раствора тех же реактивов, но без стандартного раствора кремниевой кислоты. Через 5 мин измеряют оптическую плотность (А_к) контрольных растворов на фотоколориметре со светофильтром с областью светопропускания 750 нм, сравнивая с дистиллированной водой. Из полученных результатов вычисляют среднее арифметическое значение (А_к). Также измеряют оптическую плотность (А) каждого окрашенного стандартного раствора в сравнении с дистиллированной водой.

5.3.2а. Построение градуировочного графика с щавелевой кислотой.

В пять мерных колб вместимостью 50 см 3 вводят пипеткой 1, 2, 3, 5, 10 см 3 стандартного раствора, содержащего 1 мг/дм 3 кремниевой кислоты, что соответствует 1, 2, 3, 5 и 10 мкг в пробе. Затем во все колбы вливают очищенную воду до общего объема 30 см 3 , по 2 см 3 молибдатного раствора и по 5 см 3 раствора серной кислоты 0,5 молярной концентрации, жидкости перемешивают и вливают по 3 см 3 щавелевой кислоты, и вновь перемешивают. Через 5 мин добавляют в каждую колбу по 5 капель хлористого олова или по 2 см 3 метол-сульфитного раствора, перемешивают, доливают очищенной водой до метки и тщательно перемешивают.

Одновременно готовят 3 — 4 контрольные пробы тех же реактивов, но без стандартного раствора. Через 5 минут измеряют оптическую плотность (А_к) контрольных проб и каждого окрашенного стандартного раствора (А) в кюветах 100 или 50 мм со светофильтрами областью светопропускания 750 нм, сравнивая с очищенной водой.

5.3.3. По экспериментальным данным, полученным по п. 5.3.1 , п. 5.3.2 и п. 5.3.2 а, строят градуировочные графики, которыми пользуются при анализе проб. По оси абсцисс откладывают количества введенной кремниевой кислоты, мкг, а по оси ординат — соответствующие этим количествам значения оптической плотности (А) минус контрольные значения (А_к), т.е. величины (А — А_к). По точкам проводят прямую методом наименьших квадратов по приложению А ОСТ 34-70-953.3-88 .

Допускается вычисление результатов с помощью множителя, который является средним арифметическим из величин, определенных по формуле

(4)

5.4.1. При анализе вод с содержанием кремниевой кислоты менее 50 мкг/дм 3 нельзя пренебрегать загрязненностью реактивов и очищенной воды соединениями кремния. Для проверки чистоты этих объектов и последующего введения поправок в двух колбах готовят растворы, вводя в них реактивы и очищенную воду в соответствии с таблицей 2.

источник

Содержание кремниевой кислоты нормируется только для котлов, работающих при давлении не ниже 69 бар. [2]

Содержание кремниевой кислоты в воде существенно зависит от ионного состава воды. Так, присутствие в воде ионов кальция и магния приводит к образованию малорастворимых силикатов, что снижает концентрацию кремнекислоты. Кремниевые кислоты практически нерастворимы в природной воде и образуют в ней коллоидные, растворы. При рН8 часть кремниевых кислот существует в воде в истинно-растворенном состоянии, причем с повышением рН степень их диссоциации возрастает. [3]

Содержание кремниевой кислоты в воде существенно зависит от ионного состава воды. Так, присутствие в воде ионов кальция и магния приводит к образованию малорастворимых силикатов, что снижает концентрацию кремниевой кислоты. Кремниевые кислоты практически нерастворимы в природной воде и образуют в ней коллоидные растворы. При рН8 часть кремниевых кислот существует в воде в истинно-растворенном состоянии, причем с повышением рН степень их диссоциации возрастает. [4]

Содержание кремниевой кислоты ( в пересчете на SiO2) для котлов давлением 7 МПа и выше не более 15 мкг / кг для ГРЭС и 25 мкг / кг для ТЭЦ. [5]

Если содержание кремниевой кислоты в исходной воде составляет менее 12 мг / л, то небольшое ее количество может перейти из глауконита в воду; с другой стороны, если содержание кремниевой кислоты превышает 20 мг / л, она может осесть на зернах материала. Находящиеся в воде коллоидные формы соединений железа, алюминия или марганца также способны к осаждению, причем они с трудом поддаются удалению без повреждения структуры материала, а поэтому их следует извлекать из воды перед ее обработкой. Рост биологического обрастания смолы может уменьшить эффективность и обменную емкость глауконитов; лучше всего они удаляются путем обработки материала разбавленным раствором гипохлорита с последующей обратной промывкой. Обменная способность глауконитов обычно невысока, но у материалов, подвергаемых иногда химической обработке, этот показатель значительно повышается. [6]

Понизить содержание кремниевой кислоты в котловой воде и промытом паре во время работы регенеративных подогревателей не представлялось возможным вследствие ограничений в продувках котлов из-за больших потерь воды и неудовлетворительной работы соленых отсеков. [7]

Нормирование содержания кремниевой кислоты обусловлено необходимостью предотвратить образование силикатных накипей на поверхностях нагрева парогенераторов. Возможности возникновения малорастворимых соединений CaSiO3 и MgSiOs благоприятствует низкая щелочность котловой воды из-за отсутствия фосфатирования. Поэтому контроль за поддержанием в питательной и продувочной водах парогенераторов кремнесодержания в соответствии с нормами ПТЭ очень важен. Увеличение кремнесодержания в питательной воде происходит при нарушении плотности конденсаторов или в результате ухудшения качества химочищенной воды. Одновременно с принятием мер по ликвидации нарушений увеличивается размер продувки парогенератора для сохранения требуемых нормами ПТЭ значений SIO2 в продувочной воде. [8]

Предварительно определяют содержание кремниевой кислоты . С этой целью 20 мл электролита переносят в платиновую чашечку, добавляют гидроокись аммония в несколько большем количестве, чем это необходимо для нейтрализации. Затем вводят 20 мл холодного насыщенного раствора хлористого натрия, нагревают на водяной бане до коагуляции кремниевой кислоты. [9]

Для вычисления содержания кремниевой кислоты в пробе, мкг) показания прибора следует умножить на полученный коэффициент. [10]

В подземных водах содержание кремниевой кислоты достигает половины их общего анионного состава. Концентрация кремниевой кислоты в воде равнинных рек обычно значительно ниже, чем в воде горных рек. Формы присутствия в воде кремниевой кислоты варьируются от коллоидной до ионно-дис-персной в зависимости от ее температуры, рН и от соотношения различных примесей воды. [11]

В качестве эксплуатационной нормы установлено содержание кремниевой кислоты в питательной и котловой воде соответственно 0 2 и 20 мг / кг. [12]

Общепризнано при таком подходе, что содержание кремниевой кислоты в паре не должно превышать 0 05 мг / кг пара; некоторые авторы рекомендуют 0 02 мг / кг. [13]

Из примера 9 видно, как можно оценить содержание кремниевой кислоты в паре по графику Коултера и определить вероятность отложения кремниевой кислоты в турбине по имеющимся данным о характере растворимости ее в перегретом паре. Тот же самый метод можно использовать для определения условий, при которых в турбине или в нескольких турбинах становится возможным образование отложений кремния. Насыщение кремниевой кислотой не всегда означает перенасыщение, и в случае образования отложений их количество может не иметь серьезных последствий. [14]

Фильтрование воды через отдельные образцы анионитов позволяет снизить содержание кремниевой кислоты до ничтожно малых величин ( фиг. Остаточное содержание кремниевой кислоты в фильтрате часто настолько мало, что оно не обнаруживается даже таким чувствительным методом, как экстракционный. [15]

источник

В питьевой воде содержится целый ряд элементов, среди них и кремний — второй по распространенности в земной коре минерал. Его свойствам и влиянию на здоровье человека придают огромное значение. Содержащийся кремний в воде помогает железам внутренней секреции нормально функционировать. Он является составляющей соединительных тканей и стенок кровеносных сосудов, способствует нормальной работе легких и принимает участие в генерации костной ткани. Значение питьевой воды, содержащей кремний, трудно переоценить. Но нельзя недооценивать и ее пагубное влияние при избыточной концентрации минерала.

В земной коре минерала содержится около 28.4% по массе. Отсюда он и попадает в подземные воды. На стол вода с содержанием кремния попадает из скважин и колодцев, родников. Минералом очень богаты артезианские и минеральные источники. Грунтовые воды в некоторых районах России тоже могут похвастать достаточной концентрацией полезного вещества. При естественно протекающих климатических и химических процессах содержание кремния в источниках не превысит норму, но техногенные изменения в последние 15-20 лет сильно повлияли на перераспределение химических элементов в природе. Учеными были выявлены аномальные зоны, на территории которых в подземных источниках обнаруживается избыток минерала. Здесь кремний в питьевой воде содержится в повышенной концентрации. Причина тому загрязнения:

стоки кремне-перерабатывающих компаний;
отходы производства стекла и керамических изделий;
стоки предприятий по переработке шпата;
отходы предприятий по изготовлению цемента;
загрязнения почвы свалками и т.д.

В аномальных зонах в почве и в воде много кремния, который отсюда попадает в подземные источники, используемые человеком для добычи питьевой жидкости. Поэтому специалисты рекомендуют скважинную и колодезную воду сдавать в лабораторию на анализ.

Согласно действующему в России СанПин, допустимая концентрация минерала в питьевой воде должна составлять 10 мг на 1 л. Поскольку у него прочная кристаллическая решетка, активно кремний взаимодействует с водой только при очень высокой температуре. В обычной среде формируются положительно заряженные коллоиды ортокремневой кислоты. Выявить его повышенное содержание в домашних условиях фактически невозможно.

Точное определение кремния в воде и его концентрацию могут провести только в лаборатории. Используются различные методы идентификации минерала и подсчета его объема:

колориметрический;
рентгенофлуоресцентый
нейтронно-активационный и др.

Помимо положительного влияния на здоровье человека у минерала есть и другое предназначение. Ученые утверждают, что можно эффективно очистить воду кремнием или кремниевыми фильтрами.

Считается, что минерал обладает естественными сорбционно-фильтрующими свойствами. Их заметили еще наши предки. Отсюда и утверждения о том, что вода из природных источников богатая кремнием обладает особым вкусом. Она дольше сохраняет свою свежесть и прозрачность. Поэтому обычную воду часто «настаивали» (или иными словами очищали) на минерале. Люди издревле полагали, что вода, очищенная кремнием (насыщенная), защищает организм от инфекций и развития патологий.

Действительно, достаточное количество минерала (очень слабо усваивается организмом — не более 4% при суточной норме 5-30 мг) обеспечивает эластичность сосудов и тканей, определяет характеристики гибких структур и отвечает за нормальную работу сфинктеров ЖКТ. Кремния много в волосах и ногтях — определяет их крепость. Он аккумулируется в связках, костях, аорте, лимфоузлах и трахеи, обеспечивая их эластичность и здоровье.

Дефицит кремния провоцирует нарушения обмена веществ, атеросклероз, остеопороз, катаракту, инфаркт, зоб, инсульты и диабет. Недостаток минерала приводит к сухости кожных покровов, ломкости и выпадению волос, слабости, плохому заживлению ран (срастанию костей) и раздражительности. Восполнить дефицит минерала позволяет очищение воды кремнием в следующих пропорциях:

10-15 гр. минерала на 2.5-3 л воды.

Настаивать жидкость нужно 2-5 дней. Сосуд с водой накрывают марлей (3 слоя) и ставят в защищенное от прямых солнечных лучей место. После сливают жидкость, оставляя 2.5-3.5 см в сосуде. Камень тщательно промывают.

Как и дефицит, так и превышение нормы кремния в воде является опасным для здоровья человека. Его аккумуляция в тканях приводит к быстрому развитию патологий. Также ученые утверждают, что лицам склонным к онкологическим образованиям следует применять кремниевую воду с большой осторожностью.

Не стоит забывать, что минерал попадает в организм человека не только с пищей и водой, но и с воздухом. В воздушных массах его содержится до 14.6 мг. Восполнить дефицит кремния можно и богатой клетчаткой пищей — отруби, злаки и овощи.

источник

ВОДЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЕВОЙ КИСЛОТЫ

1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПРИКАЗОМ Министерства энергетики и электрификации СССР от 15.02.88 N 42а

2. РАЗРАБОТАН Всесоюзным теплотехническим институтом (ВТИ)

3. ИСПОЛНИТЕЛИ: Ю.М.Кострикин, докт. техн. наук; Н.М.Калинина; О.М.Штерн; С.Ю.Петрова; В.В.Шведова; Г.К.Корицкий; Л.Н.Федешева (ВТИ)

4. ЗАРЕГИСТРИРОВАН В Центральном государственном фонде стандартов и технических условий за N 8414829 от 28.03.88

5. Срок первой проверки — 1993 г. Периодичность — 5 лет

6. ВЗАМЕН Инструкции по эксплуатационному анализу воды и пара на тепловых электростанциях (М., СПО Союзтехэнерго, 1979), в части определения кремниевой кислоты (раздел 18)

7. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

Номер раздела пункта, подпункта

8. ПЕРЕИЗДАНИЕ 1994 г. с Изменением N 1

Настоящий стандарт распространяется на производственные воды тепловых электростанций и устанавливает методы определения кремниевой кислоты в исходных водах, водах, обработанных известково-коагуляционным, ионитным или термическим способом, в питательной воде и конденсатах ее составляющих, котловых, циркулирующих в системе охлаждения и теплофикационных водах.

весы лабораторные общего назначения II класса точности с наибольшим пределом взвешивания 200 г;

печь тигельная с возможностью нагрева до 1200 °С;

штативы для фильтрования и для бюреток с лапками и зажимами;

штатив для широких пробирок при визуально-колориметрических определениях;

баня водяная;

плитки электрические нагревательные;

щипцы тигельные с необгорающими наконечниками;

чашка платиновая вместимостью не менее 50 см ;

вставка для эксикатора по ГОСТ 9147;

эксикаторы без крана типа 3;

сосуды полиэтиленовые вместимостью 300-500 см , снабженные навинчивающимися полиэтиленовыми крышками;

чашки фарфоровые диаметром 12,0 см по ГОСТ 9147;

тигли фарфоровые диаметром 35, дно 18 мм по ГОСТ 9147;

палочки стеклянные;

воронки стеклянные диаметром от 40 до 150 мм;

стаканы химические вместимостью от 50 до 1000 см ;

шкаф сушильный с регулируемой температурой в пределах от 50 до 160 °С;

воронки делительные вместимостью 200 и 300 см ;

фильтры беззольные;

колбы мерные вместимостью от 50 до 1000 см ;

колбы конические вместимостью 250 и 500 см ;

колбы плоскодонные вместимостью 1 и 2 дм ;

цилиндры измерительные вместимостью 50, 100, 250 и 500 см ;

пипетки вместимостью 1, 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100 см ;

бюретки для титрования вместимостью по 25 см со стеклянными кранами и без кранов;

кислота серная х.ч.;

кислота соляная (хлористоводородная) х.ч.;

кислота фтористоводородная (плавиковая) х.ч.;

кислота азотная х.ч.;

аммоний молибденовокислый х.ч.;

серебро азотнокислое х.ч.;

натрий двууглекислый х.ч.;

натрий кремнекислый (силикат натрия) ч.д.а.;

натрий кремнефтористый, ч.д.а.;

натрия гидроокись (едкий натр) х.ч.;

натрия сульфит (сернокислый натрий) ч.д.а.;

кислота щавелевая х.ч.;

олово двухлористое 2-водное — по ТУ 6-09-5360;

аммиак водный ч.д.а.;

глицерин х.ч.;

метол марки «А» — по ГОСТ 25664;

вода очищенная — по ОСТ 34-70-953.2;

вода дистиллированная.

3.1. Платиновую чашку (или платиновый тигель) очищают концентрированной соляной кислотой; для этого вливают в нее такое количество кислоты, чтобы заполнить чашку или тигель почти до краев и нагревают их с кислотой на кипящей водяной бане до полного испарения кислоты. После этого вливают в чашку или тигель подкисленную соляной кислотой дистиллированную воду и оставляют на несколько часов. Удалив кислоту, ополаскивают очищенной водой, вливают 10 см раствора натрия двууглекислого, выпаривают жидкость досуха, прокаливают чашку или тигель с осадком при 700-800 °С в течение часа. После этого в остывшую чашку или тигель вливают 15-20 см очищенной воды, нагревают до полного растворения осадка и переносят раствор в мерную колбу, вместимостью 50 см . Далее поступают как описано в п.4.2, но количество серной кислоты вводят не 1 см , а 2 см 5 м раствора.

3.2.1. В анализируемых водах часто присутствует так называемая «нереакционно-способная» кремниевая кислота. Ее составляют частички кварца или силикатных минералов, частицы органических веществ, адсорбировавшие кремниевую кислоту, и тому подобные примеси. В тех случаях, когда имеются основания предполагать присутствие такой «нереакционно-способной» кремниевой кислоты, перед определением вода должна быть обработана для перевода всей кремниевой кислоты в реакционно-способное состояние.

Пробу воды, в зависимости от ожидаемого содержания кремниевой кислоты, 5, 10 или 40 см помещают в чистую платиновую чашку или чистый платиновый тигель, приливают 10 см раствора натрия двууглекислого и выпаривают на водяной бане или на плитке досуха. Чашку или тигель помещают в муфель, постепенно доводят температуру в нем до 700-800 °С и при этой температуре выдерживают не менее часа. Вынув чашку или тигель из муфеля и дав остыть, вливают в них 15-20 см очищенной воды, нагревают на плитке до полного растворения осадка и переносят раствор в мерную колбу вместимостью 50 см . Далее поступают по п.4.5, но количество серной кислоты удваивают, т.е. вводят не 1 см раствора серной кислоты 5 м, а 2 см .

4.1. Метод применяется для определения кремниевой кислоты в водах, содержащих более 0,3 мг/дм кремниевой кислоты: в исходной, охлаждающей, сетевой (теплофикационной), известково-коагулированной умягченной натрий-катионированием воде.

Сущность метода состоит во взаимодействии соединений кремниевой кислоты с молибденовокислым аммонием с образованием окрашенной в желтый цвет комплексной кремнемолибденовой гетерполикислоты и измерении оптической плотности на фотоколориметре раствора. Чувствительность метода — 2 мкг в пробе.

4.2. Приготовление рабочих растворов

4.2.1. Раствор серной кислоты примерно 5 м концентрации готовят, вливая 280 см концентрированной серной кислоты в 720 см очищенной воды, помещенной в химический стакан. После охлаждения раствор переливают в стеклянный сосуд с пришлифованной пробкой. Раствор устойчив.

4.2.2. Насыщенный раствор бикарбоната натрия. Растворяют около 40 г двууглекислого натрия в 300 см очищенной воды, нагретой до 70-60 °С. Жидкость интенсивно перемешивают и переносят вместе с нерастворившимся осадком в полиэтиленовый сосуд, вместимостью 500 см , снабженный навинчивающейся крышкой. При охлаждении раствора до комнатной температуры происходит выделение избытка соли и раствор становится насыщенным. Раствор устойчив.

4.2.3. Раствор молибдата аммония. Растворяют 50 г реактива в 600 см очищенной воды, добавляют 10 см раствора аммиака с массовой долей 25%, доливают до 1 дм очищенной водой и хорошо перемешивают. Раствор аммония молибденовокислого пригоден в течение месяца. Хранить его следует в полиэтиленовом сосуде с хорошо закрывающейся навинчивающейся крышкой.

4.2.4. Раствор гидроокиси натрия с массовой долей 4%. Растворяют 40 г гидроокиси натрия в 960 см дистиллированной воды. Хранят раствор в сосуде, защищенном от доступа углекислоты.

4.2.5. Раствор азотнокислого серебра. Растворяют 5 г этой соли в 60 см дистиллированной воды и приливают 40 см концентрированной азотной кислоты. Раствор устойчив, хранить его удобно в капельнице темного стекла.

4.3. Приготовление основного и стандартных растворов

4.3.1. Основной раствор, содержащий около 1 г/дм кремниевой кислоты, может быть приготовлен из кремнекислого натрия или из кремнефторида натрия.

4.3.1.1. Навеску около 5 г кремнекислого натрия (Na SiO ·9H O) растворяют в 1 дм раствора гидроокиси натрия с массовой долей 4%, жидкость фильтруют, если она мутна, и устанавливают содержание в ней кремниевой кислоты весовым способом. Для этого пипетками отбирают три пробы (25 или 50 см ) в три фарфоровые чашки, вливают в них по 10-15 см

Ознакомиться с документом вы можете, заказав бесплатную демонстрацию систем «Кодекс» и «Техэксперт».

источник

Здравствуйте. подскажите какова норма кремния в воде в мг/литр для лечебных целей и для обогащения организма кремнием? спасибо.

Здравствуйте, предельно-допустимая доза кремния в воде составляет 10 мг на 1 литр. Однако концентрации кремния в различных природных водах различаются и могут быть выше предельно-допустимых. Так, концентрация кремния в речных водах колеблется обычно от 1 до 20 мг/л; в подземных водах его концентрация возрастает от 20 до 30 мг/л, а в горячих термальных водах содержание кремния может достигать сотен миллиграммов в 1 л.

Содержание в организме этого элемента невелико – 0,01% от массы тела. Кремний входит в состав кровеносных сосудов – при дефиците кремния на стенках сосудов намного быстрее образуются холестериновые бляшки. В стенках артерии, поражённой атеросклерозом, кремния содержится в 10–14 раз меньше нормы.

Установлено, что организм усваивает только 4% кремния. Суточная потребность организма в кремнии по разным данным составляет от 5 до 30 мг. Существует точка зрения, что оптимальное количество потребления кремния – 50 мг. С пищей и водой за день поступает 3,5 мг микроэлемента, с воздухом – 15 мг. Из богатой клетчаткой пищи (например, злаков, отрубей, овощей) усваивается в 2 раза больше кремния, чем из других продуктов. Кремний абсорбируется из кишечника в виде ортокремниевой кислоты. С мочой в сутки выделяется около 9 мг кремния.

Кремний участвует во многих жизненно-важных процессах и необходим для нормального функционирования соединительной ткани, лёгких, желез внутренней секреции (надпочечник, щитовидная и поджелудочная железа, тимус, лимфатические узлы). Больше всего кремния в лимфатических узлах (0,6 грамм на 1 килограмм). Недостаток кремния резко ухудшает работу этих органов. В стенках артерии, поражённой атеросклерозом, кремния содержится в 10 – 14 раз меньше нормы. Если нормализовать содержание кремния в рационе, тогда замедляется процесс развития атеросклероза и очищаются кровеносные сосуды. Кремний также принимает участие в строительстве костной ткани. Также этот элемент благоприятно воздействует на состояние зубов, костей, волос и ногтей.

Благодаря кремнию и его способности образовывать с водой положительно заряженные коллоиды в виде ортокремниевой кислоты (SiO₂ ´ H₂О) кремний в воде губительно действует на микроорганизмы, подавляет бактерии, вызывающие гниение и брожение, кроме этого в ней происходит активное осаждение соединений тяжёлых металлов, вода становится чистой на вид и приятной на вкус, она долгое время не портится и приобретает многие другие целебные качества.

Препараты кремния в медицине способствуют излечиванию язвенных поражений десен, а также укрепляют сосуды. Препараты кремния также используют в комплексной терапии ожирения, атеросклероза, ревматизма и дистрофии. Для профилактики рекомендуют использовать 10-20 мг кремния, при его дефиците 20-50 мг в день.

Предельно допустимые концентрации содержания основных неорганических веществ в питьевой воде

В таблице приведены показатели, характеризующие предельные концентрации основных неорганических веществ, влияющих на качество питьевой воды. За основу был взят перечень, приведенный в СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест». Этот список дополнен несколькими важными неорганическими элементами, не нормируемыми в России, но играющими важную роль при водоподготовке. Прочерк означает, что данный параметр не нормируется.

Предельная концентрация, мг/дм3

источник

Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений (далее — методика) массовой концентрации силикатов и всех форм кремниевой кислоты в пробах неокрашенных или слабоокрашенных поверхностных вод суши в диапазоне от 0,5 до 15,0 мг/дм 3 в пересчете на кремний фотометрическим методом.

При анализе проб воды с массовой концентрацией кремния, превышающей 15,0 мг/дм 3 , допускается выполнение измерений после соответствующего разбавления пробы дистиллированной водой.

В зависимости от цели исследований выполняют измерение массовой концентрации растворенного или валового кремния. В последнем случае проводят анализ нефильтрованной пробы,

2.1. При соблюдении всех регламентируемых методикой условий проведения измерений характеристики погрешности результата измерения с вероятностью 0,95 не должны превышать значений, приведенных в таблице 2.

При выполнении измерений в пробах с массовой концентрацией кремния свыше 15,0 мг/дм 3 после соответствующего разбавления погрешность измерения не превышает величины D · η, где D — погрешность измерения концентрации кремния в разбавленной пробе; η — степень разбавления.

Таблица 2 — Диапазон измерений, значения характеристик погрешности и ее составляющих (P = 0,95)

Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) s _r, мг/дм 3

Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) s _R, мг/дм 3

Показатель правильности (границы систематической погрешности при вероятности P = 0,95) ± D _c, мг/дм 3

Показатель точности (границы погрешности при вероятности P = 0,95) ± D , мг/дм 3

Предел обнаружения кремния фотометрическим методом в виде желтой формы молибдокремниевой кислоты равен 0,1 мг/дм 3 .

2.2. Значения показателя точности методики используют при:

— оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;

— оценке деятельности лабораторий на качество проведения измерений;

— оценке возможности использования результатов измерений при реализации методики в конкретной лаборатории.

3.1.1. Фотометр или спектрофотометр любого типа (КФК-3, КФК-2, СФ-46, СФ-56 и др.)

3.1.2. Весы аналитические 2 класса точности по ГОСТ 24104-2001.

3.1.3. Весы технические лабораторные 4 класса точности по ГОСТ 24104-2001 с пределом взвешивания 200 г.

3.1.4. Государственный стандартный образец состава водных растворов ионов кремния ГСО 2298-89 П.

3.1.5. Колбы мерные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 1770-74 вместимостью:

3.1.6. Пипетки градуированные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29227-91 вместимостью: 1 см 3 — 5 шт.

3.1.7. Пипетки с одной отметкой не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29169-91 вместимостью: 5 см 3 — 1 шт.

3.1.8. Цилиндры мерные по ГОСТ 1770-74 вместимостью: 50 см 3 — 2 шт.

3.1.9. Колбы конические по ГОСТ 25336-82 вместимостью: 50 см 3 — 10 шт.

3.1.10. Колба коническая или плоскодонная с притертой пробкой по ГОСТ 25336-82 вместимостью: 250 см 3 — 1 шт.

3.1.11. Воронка лабораторная полипропиленовая или стеклянная по ГОСТ 25336-82 диаметром 56 мм — 1 шт.

3.1.12. Стаканы химические по ГОСТ 25336-82 вместимостью: 250 см 3 — 2 шт.

3.1.13. Стаканы полипропиленовые вместимостью 250 см 3 — 4 шт.

3.1.14. Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82 — 2 шт.

3.1.15. Палочка стеклянная — 1 шт.

3.1.16. Тигли и чашки платиновые.

3.1.17. Тигли стеклоуглеродные.

3.1.19. Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

3.1.20. Плитка электрическая с закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83.

3.1.22. Печь муфельная по ТУ 79 РСФСР 337-82.

3.1.24. Посуда полиэтиленовая или полипропиленовая для хранения растворов вместимостью 500, 250 и 100 см 3 .

3.1.25. Устройство для фильтрования проб с использованием мембранных фильтров.

Допускается использование других типов средств измерений, посуды и вспомогательного оборудования, в том числе импортных, с характеристиками не хуже, чем у приведенных в 3.1.

3.2.1. Кремний ( IV ) оксид (кремния диоксид) по ГОСТ 9428-73, ч.д.а. (при отсутствии ГСО).

3.2.2. Аммоний молибденовокислый 4-водный (молибдат аммония), по ГОСТ 3765-78, ч.д.а.

3.2.3. Натрий углекислый (карбонат натрия), безводный по ГОСТ 83-79, ч.д.а.

3.2.4. Натрий тетраборнокислый 10-водный (тетраборат натрия), по ГОСТ 4199-76, ч.д.а.

3.2.5. Натрия гидроокись (гидроксид натрия) по ГОСТ 4328-77, ч.д.а.

3.2.6. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, ч.д.а.

3.2.7. Кислота винная по ГОСТ 5817-77, ч.д.а.

3.2.8. Бумага индикаторная универсальная по ТУ 6-09-1181-76.

3.2.9. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

3.2.10. Фильтры бумажные обеззоленные «белая лента» по ТУ 6-09-1678-86.

3.2.11. Фильтры мембранные «Владипор МФАС-ОС-2», 0,45 мкм, по ТУ 6-55-221-1-29-89 или другого типа, равноценные по характеристикам.

Допускается использование реактивов, изготовленных по другой нормативно-технической документации, в том числе импортных, с квалификацией не ниже указанной в 3.2.

Определение массовой концентрации кремния фотометрическим методом основано на взаимодействии мономерно-димерной формы кремниевой кислоты и силикатов с молибдатом аммония в кислой среде с образованием молибдокремниевой гетерополикислоты желтого цвета. Максимум в спектре поглощения образовавшегося соединения наблюдается при 410 нм.

5.1. При выполнении измерений массовой концентрации кремния в пробах природных и очищенных сточных вод соблюдают требования безопасности, установленные в государственных стандартах и соответствующих нормативных документах.

5.2. По степени воздействия на организм вредные вещества, используемые при выполнении измерений, относятся ко 2, 3 классам опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

5.3. Содержание используемых вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88.

5.4. Вреднодействующие вещества подлежат сбору и утилизации в соответствии с установленными правилами.

5.5. Дополнительных требований по экологической безопасности не предъявляется.

К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица со средним профессиональным образованием или без профессионального образования, но имеющие стаж работы в лаборатории не менее 6 месяцев, освоившие методику. Приготовление аттестованных растворов из диоксида кремния могут выполнять только лица, имеющие профессиональное образование.

При выполнении измерений в лаборатории должны быть соблюдены следующие условия:

— температура воздуха (22 ± 5) °C;

— атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

— влажность воздуха не более 80 % при 25 °C;

— напряжение в сети (220 ± 10) В;

— частота переменного тока (50 ± 1) Гц.

Отбор проб воды для определения кремния производится в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 и ГОСТ Р 51592-2000. Оборудование для отбора проб должно соответствовать ГОСТ 17.1.5.04-81 и ГОСТ Р 51592-2000. Пробы помещают в полиэтиленовую (полипропиленовую) посуду. Кремний является биохимически нестойким компонентом, поэтому анализ пробы должен быть проведен как можно быстрее после отбора пробы. При охлаждении до 3 — 5 °C допускается хранение проб в течение 5 — 7 суток. Более длительное хранение возможно при замораживании проб при температуре минус 20 °C. Замороженные пробы после размораживания должны до анализа не менее 10 часов находиться при комнатной температуре.

Подкисление проб с целью консервации недопустимо.

При определении растворенных форм кремния непосредственно после отбора пробы фильтруют через мембранный фильтр 0,45 мкм, очищенный кипячением в дистиллированной воде. Первую порцию фильтрата следует отбросить. Чистые фильтры хранят в плотно закрытом бюксе.

9.1. Приготовление растворов и реактивов

9.1.1. 5,0 г молибдата аммония (NH ₄ )₆ Mo ₇ O ₂₄ · 4Н₂О растворяют в 95 см 3 дистиллированной воды. Если соль растворяется медленно, раствор можно слегка подогреть. При необходимости раствор фильтруют через, бумажный обеззоленный фильтр «белая лента». Хранят в полиэтиленовой посуде не более 1 мес.

9.1.2. Раствор винной кислоты, 10 %

10 г винной кислоты переносят в стакан, растворяют в 90 см 3 дистиллированной воды. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде не более 1 мес.

9.1.3. Раствор соляной кислоты, 5 моль/дм 3

К 58 см 3 дистиллированной воды приливают 42 см 3 концентрированной соляной кислоты и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

9.1.4. Раствор соляной кислоты, 0,5 моль/дм 3

К 480 см 3 дистиллированной воды приливают 21 см 3 концентрированной соляной кислоты и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

9.1.5. Раствор гидроксида натрия, 0,5 моль/дм 3

2 г гидроксида натрия растворяют в 100 см 3 дистиллированной воды. Хранят раствор в полиэтиленовой посуде.

9.2. Приготовление градуировочного раствора

9.2.1. Градуировочный раствор готовят из стандартного образца (ГСО) с массовой концентрацией кремния 1,00 мг/см 3 .

Отбирают 5,0 см 3 образца с помощью пипетки с одной отметкой вместимостью 5 см 3 и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см 3 . Доводят объем в колбе до метки дистиллированной водой и перемешивают. Массовая концентрация кремния в градуировочном растворе составляет 50,0 мг/дм 3 . Раствор переносят в полиэтиленовую (полипропиленовую) посуду и хранят плотно закрытым не более 3 мес.

9.2.2. При отсутствии ГСО допускается использовать аттестованный раствор, приготовленный из диоксида кремния. Методика приготовления аттестованного раствора приведена в обязательном приложении А.

9.3. Установление градуировочной зависимости

Для приготовления образцов для градуировки в мерные колбы вместимостью 25 см 3 градуированными пипетками вместимостью 1, 5 и 10 см 3 вносят 0; 0,25; 0,50; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 и 7,5 см 3 градуировочного раствора с массовой концентрацией кремния 50,0 мг/дм 3 , доводят объем растворов до меток дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Массовые концентрации кремния в полученных образцах равны соответственно 0; 0,50; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 15,0 мг/дм 3 . Содержимое каждой колбы переносят в конические колбы вместимостью 50 см 3 и далее выполняют определение в соответствии с разделом 10. Значение оптической плотности холостого опыта (раствора, не содержащего кремния) вычитают из оптической плотности растворов, содержащих кремний.

Градуировочную зависимость оптической плотности от массовой концентрации кремния рассчитывают методом наименьших квадратов.

Градуировочную зависимость устанавливают один раз в год, а также при замене измерительного прибора.

При использовании в качестве измерительного прибора некоторых типов фотометров для растворов с высокой концентрацией (более 10 мг/дм 3 ) может наблюдаться нарушение линейности градуировочной зависимости. В этом случае следует пользоваться градуировочной зависимостью только в том диапазоне концентраций, где сохраняется ее линейность, а пробы с более высокой концентрацией анализировать после соответствующего разбавления.

9.4. Контроль стабильности градуирово чной характеристики

9.4.1. Контроль стабильности градуировочной характеристики проводят при приготовлении нового раствора молибдата аммония. Средствами контроля являются образцы, используемые для установления градуировочной зависимости по 9.3 (не менее 3 образцов). Градуировочная характеристика считается стабильной при выполнении следующих условий:

где X — результат контрольного измерения массовой концентрации кремния в образце, мг/дм 3 ;

C — приписанное значение массовой концентрации кремния в образце, мг/дм 3 ;

s _R — показатель воспроизводимости для концентрации С, мг/дм 3 (таблица 2).

Если условие стабильности не выполняется для одного образца для градуировки, необходимо выполнить повторное измерение этого образца для исключения результата, содержащего грубую погрешность. При повторном невыполнении условия, выясняют причины нестабильности, устраняют их и повторяют измерение с использованием других образцов, предусмотренных методикой. Если градуировочная характеристика вновь не будет удовлетворять условию (2), устанавливают новую градуировочную зависимость.

9.4.2. При выполнении условия (2) учитывают знак разности между измеренными и приписанными значениями массовой концентрации кремния в образцах. Эта разность должна иметь как положительное, так и отрицательное значение, если же все значения имеют один знак, это говорит о наличии систематического отклонения. В таком случае требуется установить новую градуировочную зависимость.

10.1. В реакцию с молибдатом аммония вступают, главным образом, неорганические мономерно-димерные формы кремния. Формы с более высокой степенью полимеризации, а также неорганические комплексные соединения кремния переводят в мономерное состояние кипячением воды с гидроксидом натрия.

Для перевода в мономерную форму ряда наиболее высокополимеризованных форм кремниевой кислоты, а также разрушения элементорганических соединений, то есть для определения общего содержания растворенного кремния, а также валового его содержания в воде, требуется сплавление выпаренной пробы со смесью карбоната и тетрабората натрия.

В две сухие конические колбы вместимостью 50 см 3 отмеривают по 25 см 3 тщательно перемешанной пробы воды. К каждой аликвоте добавляют 1 см 3 раствора соляной кислоты 5 моль/дм 3 , 2,5 см 3 раствора молибдата аммония (не допуская перерыва), перемешивают и оставляют на 10 мин. Затем добавляют 2,5 см 3 раствора винной кислоты, перемешивают и через 10 — 15 мин измеряют оптическую плотность раствора на спектрофотометре или фотометре с непрерывной разверткой спектра при λ = 410 нм (400 нм при измерении на фотометре, снабженном светофильтрами) в кюветах с толщиной слоя 1 см относительно дистиллированной воды.

Одновременно выполняют два параллельных измерения оптической плотности холостых проб, в качестве которых используют 25 см 3 дистиллированной воды.

Если измеренная оптическая плотность пробы выше таковой для последней точки линейного диапазона градуировочной зависимости, повторяют определение, предварительно разбавив исходную пробу воды дистиллированной водой. Для этого отбирают пипеткой такой объем анализируемой воды, чтобы при разбавлении в мерной колбе вместимостью 25 см 3 полученная концентрация кремния находилась в пределах от 6,0 до 10,0 мг/дм 3 .

Две аликвоты по 25 см 3 анализируемой воды помещают в платиновые или стеклоуглеродные тигли (чашки), добавляют по 2,8 см 3 раствора гидроксида натрия 0,5 моль/дм 3 , закрывают крышкой или часовым стеклом и кипятят на водяной бане 30 мин. После охлаждения пробу нейтрализуют раствором соляной кислоты 0,5 моль/дм 3 по универсальной индикаторной бумаге, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см 3 и доводят до метки дистиллированной водой. Далее проводят определение кремния в соответствии с 10.2. После нейтрализации деполимеризованных проб не следует допускать перерыва в работе, сразу же необходимо закончить анализ.

Одновременно выполняют анализ двух холостых проб, в качестве которых используют 25 см 3 дистиллированной воды.

Тигли или чашки перед использованием для анализа очищают нагреванием на водяной бане 30 — 40 мин с дистиллированной водой, к которой добавлено 3 — 4 см 3 раствора гидроксида натрия 0,5 моль/дм 3 , затем промывают дистиллированной водой.

10.4. Выполнение измерений массовой концентрации растворенных полимерных форм и валового содержания кремния деполимеризацией сплавлением со смесью тетрабората и карбоната натрия

Аликвоту анализируемой воды объемом 250 см 3 или менее (в зависимости от содержания кремния) помещают в платиновую чашку и упаривают до 10 — 20 см 3 , затем переносят количественно в платиновый тигель, два — три раза обмывая чашку горячей дистиллированной водой. При определении валового содержания пробу перед отбором аликвоты тщательно перемешивают в течение 3 — 4 мин.

Упаривают пробу в тигле досуха, добавляют 0,5 г смеси безводного карбоната натрия и тетрабората натрия, взятых в соотношении 2:1 и сплавляют в муфельной печи, постепенно повышая температуру до 900 °C и выдерживая при температуре 900 °C 15 — 20 мин до получения прозрачного расплава.

После охлаждения тигель тщательно обмывают снаружи дистиллированной водой, помещают в полипропиленовый стакан, заливают 100 — 150 см 3 горячей дистиллированной воды и оставляют на ночь. Полученный раствор нейтрализуют раствором соляной кислоты 5 моль/дм 3 по универсальной индикаторной бумаге, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см 3 и доводят до метки на колбе дистиллированной водой.

При определении валового содержания пробу при переносе в мерную колбу фильтруют через фильтр «белая лента», промытый горячей дистиллированной водой.

Далее проводят определение в соответствии с 10.2. После нейтрализации деполимеризованных проб не следует допускать перерыва в работе, сразу же необходимо закончить анализ.

Одновременно выполняют анализ холостой пробы, в качестве которой используют такой же объем дистиллированной воды.

Тигли или чашки перед использованием очищают как описано в 10.3.

10.5. Устранение мешающих влияний

Мешающее влияние на выполнение измерений массовой концентрации кремния могут оказать цветность, мутность, фосфаты, таннин, а также высокие концентрации восстановителей и железа (более 20 мг/дм 3 ), которые маловероятны для поверхностных вод. При необходимости влияние восстановителей, в том числе и сульфидов, устраняют добавлением нескольких кристалликов персульфата аммония.

Влияние фосфатов и таннина устраняется в процессе анализа добавлением раствора винной кислоты. Влияние цветности или опалесценции устраняют компенсацией окраски во время фотометрирования. Для этого проводят измерение собственной оптической плотности анализируемой воды, к которой добавляют 1 см 3 раствора соляной кислоты, 2,5 см 3 дистиллированной воды и 2,5 см 3 раствора винной кислоты. В том случае, когда пробу перед определением кремния разбавляли, цветность следует учитывать для воды, разбавленной в той же пропорции. Мутность устраняют фильтрованием.

Высокая минерализация вызывает понижение оптической плотности анализируемой пробы на 20 — 25 %, для устранения этого влияния устанавливают градуировочную зависимость, используя растворы с такой же величиной минерализации.

11.1. Вычисляют значение оптической плотности A _x , соответствующее концентрации мономерно-димерных форм кремния в пробе воды по формуле

где А — значение оптической плотности анализируемой пробы воды со всеми реактивами;

А ₁ — значение собственной оптической плотности пробы;

А ₂ — среднее арифметическое значение оптической плотности холостой пробы.

11.2. Массовую концентрацию кремния X , мг/дм 3 , присутствующего в анализируемой пробе в виде мономерно-димерных форм, находят по формуле

(4)

где C — массовая концентрация кремния, найденная по градуировочной зависимости, мг/дм;

V — объем аликвоты пробы, взятый для анализа, см 3 .

11.2. Суммарную массовую концентрацию кремния в анализируемой пробе X _п , мг/дм 3 , находят по формуле

(5)

где X — массовая концентрация мономерно-димерных форм кремния в анализируемой пробе после деполимеризации, мг/дм 3 ;

V _к — вместимость мерной колбы, в которую переносят пробу после деполимеризации, см 3 ;

V _п — объем аликвоты пробы, взятый для деполимеризации, см 3 .

11.3. Результат измерений в документах, предусматривающих его использование, представляют в виде:

где ` X — среднее арифметическое значение двух результатов, разность между которыми не превышает предела повторяемости r (2,77 · s _r ), мг/дм 3 . Значения s _r приведены в таблице 2. При превышении предела повторяемости следует поступать в соответствии с 12.2;

± D — границы характеристик погрешности измерений для данной массовой концентрации кремния (таблица 2), мг/дм 3 .

11.4. Допустимо представлять результат в виде:

` Х ± D _л (P = 0,95) при условии D _л D , (7)

где ± D _л — границы характеристик погрешности результатов измерений, установленные при реализации методики в лаборатории и обеспечиваемые контролем стабильности результатов измерений, мг/дм 3 .

Примечание — Допустимо характеристику погрешности результатов измерений при внедрении методики в лаборатории устанавливать на основе выражения D _л — 0,84 · D с последующим уточнением по мере накопления информации в процессе контроля стабильности результатов измерений.

12.1. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:

— оперативный контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки повторяемости и погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);

— контроль стабильности результатов измерений (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения повторяемости, внутрилабораторной прецизионности, погрешности).

12.2.1. Контроль повторяемости осуществляют для каждого из результатов контрольных измерений, полученных в соответствии с методикой. Для этого отобранную пробу воды делят на две части, и выполняют анализ в соответствии с разделом 10.

12.2.2. Результат контрольной процедуры r _к , мг/дм 3 рассчитывают по формуле

где X ₁ , X ₂ — результаты контрольных измерений массовой концентрации кремния, мг/дм 3 .

12.2.3. Предел повторяемости r _п , мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

где s _r — показатель повторяемости методики, мг/дм 3 (таблица 2).

12.2.4. Результат контрольной процедуры должен удовлетворять условию

12.2.5. При несоблюдении условия (10) выполняют еще два измерения и сравнивают разницу между максимальным и минимальным результатами с нормативом контроля равным 3,6 · s _r . В случае повторного превышения предела повторяемости, поступают в соответствии с разделом 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.

12.3. Алгоритм оперативного контроля процедуры выполнения измерений с использованием метода добавок

12.3.1. Контроль исполнителем процедуры выполнения измерений проводят путем сравнения результатов отдельно взятой контрольной процедуры К_к с нормативом контроля К.

12.3.2. Результат контрольной процедуры К_к, мг/дм 3 рассчитывают по формуле

где ` X’ — результат контрольного измерения массовой концентрации кремния в пробе с известной добавкой, мг/дм 3 ;

` X — результат контрольного измерения массовой концентрации кремния в рабочей пробе, мг/дм 3 ;

С — величина добавки, мг/дм 3 .

12.3.3. Норматив контроля погрешности К, мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

(12)

где D _X _‘ — значение погрешности методики анализа соответствующее массовой концентрации кремния в пробе с добавкой, мг/дм;

D _X — значение погрешности методики анализа соответствующее массовой концентрации кремния в рабочей пробе, мг/дм 3 .

12.3.4. Если результат контрольной процедуры удовлетворяет условию

процедуру выполнения измерений признают удовлетворительной.

При невыполнении условия (13) контрольную процедуру повторяют. При повторном невыполнении условия (13), выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и принимают меры по их устранению.

12.4. Периодичность оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.

Расхождение между результатами измерений, полученными в двух лабораториях, не должно превышать предела воспроизводимости. При выполнении этого условия приемлемы оба результата измерений и в качестве окончательного может быть использовано их общее среднее значение. Значение предела воспроизводимости рассчитывают по формуле

При превышении предела воспроизводимости могут быть использованы методы оценки приемлемости результатов измерений согласно разделу 5 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002.

Примечание — Оценка приемлемости проводится при необходимости сравнения результатов измерений, полученных двумя лабораториями.

Методика
приготовления аттестованных растворов кремния (IV) для установления градуировочных характеристик приборов и контроля точности измерений массовой концентрации кремния фотометрическим методом АР1- Si и АР2- Si

А.1. Назначение и область применения

Настоящая методика регламентирует процедуру приготовления аттестованного раствора кремния ( IV ), предназначенного для установления градуировочных зависимостей и контроля точности результатов измерений массовой концентрации кремния в поверхностных водах фотометрическим методом.

А.2. Метрологические характеристики

Метрологические характеристики аттестованных растворов приведены в таблице А.1.

Таблица А.1 — Метрологические характеристики аттестованных растворов кремния (IV )

Шифр аттестованного раствора

Аттестованное значение концентрации кремния, мг/дм 3

Предел возможных значений погрешности установления концентрации кремния (P = 0,95), мг/дм 3

А.3. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы

А.3.1. Весы аналитические не ниже 2 класса точности по ГОСТ 24104-2001.

А.3.2. Колбы мерные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 1770-74 вместимостью 250 см 3 и 100 см 3 .

А.3.3. Пипетка с одной отметкой не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29169-91 вместимостью 25 см 3 .

А.3.4. Стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82.

А.3.6. Воронка лабораторная по ГОСТ 25336-82 диаметром 56 мм.

А.3.7. Стакан химический по ГОСТ 25336-82 вместимостью 500 см 3 .

А.3.9. Шкаф сушильный общелабораторного назначения.

А.3.10. Печь муфельная по ТУ 79 РСФСР 337-82.

А.3.12. Плитка электрическая с закрытой спиралью по ГОСТ 14919-83.

А.3.13. Кремний ( IV ) оксид (кремния диоксид) по ГОСТ 9428-73, ч.д.а.

А.3.14. Натрий углекислый (карбонат натрия), безводный по ГОСТ 83-79, ч.д.а.

А.3.15. Натрий тетраборнокислый 10-водный (тетраборат натрия), по ГОСТ 4199-76, ч.д.а.

А.3.14. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

А.4. Процедура приготовления аттестованных растворов кремния (IV)

А.4.1. Приготовление аттестованного раствора АР1-Si

На аналитических весах в платиновом тигле взвешивают с точностью до четвертого знака после запятой 0,107 г диоксида кремния, предварительно высушенного в течение 2 ч при 120 °C. Добавляют в тигель смесь из 2 г безводного карбоната натрия и 1 г безводного тетрабората натрия так, чтобы навеска кремния была полностью покрыта этой смесью. Тигель помещают в муфельную печь и сплавляют смесь, постепенно повышая температуру до 900 °C и выдерживая при этой температуре в течение 15 — 30 мин до получения прозрачного сплава. При сплавлении следует следить за тем, чтобы при разложении карбоната не образовывались большие пузыри. Если они появляются, тигель следует слегка охладить и потом снова медленно нагреть.

По окончании сплавления тигель охлаждают, тщательно обмывают снаружи дистиллированной водой, помещают в полипропиленовый стакан, заливают 100 — 150 см 3 горячей дистиллированной воды и оставляют на ночь. Полученный раствор количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см 3 и доводят до метки на колбе дистиллированной водой.

Полученному раствору приписывают массовую концентрацию кремния 200 мг/дм 3 .

А.4.2. Приготовление аттестованного раствора АР2-Si

Отбирают пипеткой с одной отметкой 25,0 см 3 раствора АР1-Si с массовой концентрацией кремния 200 мг/дм 3 , помещают его в мерную колбу вместимостью 100 см 3 , доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Полученному раствору приписывают массовую концентрацию кремния 50,0 мг/дм 3 .

А.5. Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора

А.5.1. Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора АР1- Si

Аттестованное значение массовой концентрации кремния C ₁ , мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

А.1

где m — масса навески диоксида кремния, г;

V — вместимость мерной колбы, см 3 .

28,09 и 60,09 — молярная масса кремния и диоксида кремния, г/моль, соответственно.

Расчет предела возможных значений погрешности приготовления аттестованного раствора АР1-Si выполняют по формуле

(А.2)

где C ₁ — приписанное раствору АР1-Si значение массовой концентрации кремния, мг/дм;

µ — массовая доля основного вещества ( SiO ₂ ) в реактиве, приписанная реактиву квалификации «ч.д.а.»;

D _µ — предельное значение возможного отклонения массовой доли основного вещества в реактиве от приписанного значения µ;

m — масса навески диоксида кремния, г;

D _m — предельная возможная погрешность взвешивания, г;

V — вместимость мерной колбы, см 3 ;

D _V — предельное значение возможного отклонения вместимости мерной колбы от номинального значения, см 3 .

Предел возможных значений погрешности приготовления аттестованного раствора АР1-Si

А.5.2. Расчет метрологических характеристик аттестованного раствора АР2- Si

Аттестованное значение массовой концентрации кремния C ₂ , мг/дм 3 , рассчитывают по формуле

(А.3)

где C ₁ — приписанное раствору АР1-Si значение массовой концентрации кремния, мг/дм 3 ;

V ₁ — объем раствора АР1- Si, отбираемый пипеткой, см 3 ;

V ₂ — объем мерной колбы, см 3 .

Расчет предела возможных значений погрешности приготовления аттестованного раствора АР2-Si выполняют по формуле

(А.4)

где C ₁ — приписанное раствору АР1-Si значение массовой концентрации кремния, мг/дм 3 ;

D ₁ — предел возможных значений погрешности приготовления аттестованного раствора АР1-Si, мг/дм 3 ;

V ₁ — объем раствора АР1- Si, отбираемый пипеткой, см 3 ;

D _V ₁ — предельное значение возможного отклонения объема V ₁ от номинального значения, см 3 ;

V ₂ — вместимость мерной колбы, см 3 ;

D _V ₂ — предельное значение возможного отклонения вместимости мерной колбы от номинального значения, см 3 .

Предел возможных значений погрешности приготовления аттестованного раствора АР2-Si

А.6. Требования безопасности

Необходимо соблюдать общие требования техники безопасности при работе в химических лабораториях.

А.7. Требования к квалификации операторов

Аттестованные растворы может готовить инженер или лаборант со средним специальным образованием, прошедший специальную подготовку и имеющий стаж работы в химической лаборатории не менее 6 мес .

А.8. Требования к маркировке

На склянки с аттестованными растворами должна быть наклеена этикетка с указанием массовой концентрации кремния, погрешности ее установления и даты приготовления.

Аттестованный раствор АР1-Si устойчив в течение трех лет при хранении в герметично закрытой полиэтиленовой или полипропиленовой посуде.

Аттестованный раствор АР2-Si хранят не более трех месяцев в герметично закрытой полиэтиленовой или полипропиленовой посуде.

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

СВИДЕТЕЛЬСТВО № 87.24-2004
об аттестации методики выполнения измерений

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ массовой концентрации кремния в поверхностных водах суши фотометрическим методом в виде желтой формы молибдокремниевой кислоты.

разработанная ГУ «Гидрохимический институт» (ГУ ГХИ)

и регламентированная РД 52.24.433-2005

аттестована в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96 с изменениями 2002 г.

Аттестация осуществлена по результатам экспериментальных исследований

В результате аттестации установлено, что методика соответствует предъявляемым к ней метрологическим требованиям и обладает следующими основными метрологическими характеристиками:

1. Диапазон измеряемых концентраций, значения показателей точности и ее составляющих при доверительной вероятности P = 0,95

Диапазон измерений массовой концентрации кремния, X, мг/дм 3

Показатель повторяемости (среднеквадратическое отклонение повторяемости) s _r, мг/дм 3

Показатель воспроизводимости (среднеквадратическое отклонение воспроизводимости) s _R, мг/дм 3

Показатель правильности (границы систематической погрешности при вероятности P = 0,95) ± D _c, мг/дм 3

Показатель точности (границы погрешности при вероятности P = 0,95) ± D , мг/дм 3

2. Диапазон измерений, значения пределов повторяемости и воспроизводимости при доверительной вероятности P = 0,95

Диапазон измерений массовой концентрации кремния X, мг/дм 3

Предел повторяемости (для двух результатов параллельных определений) r, мг/дм 3

Предел воспроизводимости (значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях, при вероятности P = 0,95) R, мг/дм 3

3. При реализации методики в лаборатории обеспечивают:

Алгоритм контроля исполнителем процедуры выполнения измерений приведен в РД 52.24.433-2005.

Периодичность оперативного контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируются в Руководстве по качеству лаборатории.

Дата выдачи свидетельства 30 декабря 2004 г.

источник