1.2. Определение в воздухе соединений азота (nh3, no2 и другие оксиды, n2h4)

Международный стандарт ИСО 6768 рекомендует

спектрофотометрический метод определения массового содержания диоксида азота в окружающем воздухе. Метод применим при определении содержания диоксида азота в диапазоне содержания от 0,010 до 20 мг/м³. Сущность метода заключается в поглощении диоксида азота раствором азокрасителя (реактив Грисса) в присутствии KI:

2KI + 2NO₂ = I₂ + 2KNO₂

Избыток иода восстанавливают сульфитом натрия, а нитриты определяют спектрофотометрически с реактивом Грисса. Реактив содержит смесь сульфаниловой кислоты и нафтиламина:

HO₃S NH₂ + HNO₂ + H⁺

+

HO₃S N N + 2H₂O

+

NH₂

HO₃S N N +

+

HO₃S N N NH₃

азокраситель красного цвета

Международный стандарт ИСО 7996 устанавливает

хемилюминесцентный метод определения массового содержания оксидов азота в окружающем воздухе с использованием хемилюминесцентного анализатора. Метод применим при содержании NO до 12,5 мг/м³ и NO₂ при содержании до 19 мг/м³. Сущность метода заключается в определении оксида азота (диоксид азота перед определением восстанавливается в оксид азота) при хемилюминесценции пробы после ее обработки озоном:

NO + O₃ = NO₂* + O₂ NO₂* → NO₂ + hυ

Интенсивность выделяемого света пропорциональна концентрации оксида азота в пробе воздуха. Преобразователь, в котором диоксид при

400ºС превращается в оксид согласно реакции NO₂ → NO + О₂, представляет собой печь, изготовленную из нержавеющей стали. Озон получают с помощью специального генератора (УФ лампа или электрический разряд). Для калибровки анализатора используют калибровочные газовые смеси с точно известными концентрациями диоксида азота.

Автоматизированные методы определения оксидов азота в отработанных газах стационарных установок по сжиганию ископаемого топлива предусмотрены в международном стандарте ИСО 10849. Хемилюминесцентный анализатор с реакционной камерой обеспечивает измерение концентрации NO в диапазоне 10-20000 мг/м³. Влияние на результаты этого анализатора может оказать СО₂ и присутствие паров воды. Применяется также анализатор, работающий на принципе инфракрасной нерассеивающей спектроскопии, настроенный на NO. Минимально возможный уровень измерений концентрации NO составляет 0-200 мг/м³. Метод нерассеивающей ультрафиолетовой спектроскопии позволяет измерять концентрации NO в диапазоне. 0-200 мг/м³.

М

H

еждународный стандарт ИСО 8761 устанавливает методопределения массовой концентрации диоксида азота, присутствующего в воздухе рабочих мест, непосредственным измерением с помощью индикаторных трубок. Этим методом можно определить NO₂ в диапазоне концентраций от 1 до 50 мг/м³. Метод заключается в образовании цветной реакции при прохождении NO₂ через индикаторную трубку с реагентом на твердом носителе. В качестве реагентов могут использоваться дифенилбензидин, N-(1-нафтил)-этилендиаминдихлорид, о-толуидин. Например:

HN0₂

N NH

+

H

N N

синий хиноидный аммониевый ион

H₃C CH₃

H₂N NH₂

о-толуидин

С толуидином окраска трубки от белой до желто-оранжевой

Твердыми носителями обычно являются силикагель, оксид алюминия, фосфор, стекло, хроматографические твердые фазы – динохром, силохром, полихром и др. Анализируемый воздух аспирируют через индикаторные трубки с помощью аспираторов или поршневых насосов. Определение вредных веществ в воздухе с применением трубок основано на линейно-колористическом принципе, отражающем зависимость длины окрашенного слоя от концентрации вещества.

Международный стандарт определения аммиака в воздухе основан на спектрофотометрическом индофенольном методе. Метод предназначен для определения в воздухе разовых и среднесуточных концентраций аммиака в диапазоне от 0,1 до 1 мг/м³.Сущность индофенольного метода заключается во взаимодействии аммиака с гипозлоритов и фенолом в присутствии катализатора – нитропруссида натрия Na₂[Fe(NO)(CN)₅]. Взаимодействие протекает в несколько стадий

NH₃ + NaClO =NH₂Cl + NaOH

Монохлорамин неустойчив и с фенолом дает п-аминофенол:

HO +NH₂Cl+NAOH HO NH₂+NACl+H₂O

Аминофенол окисляется гипохлоритом до бензохинонимина:

HO NH₂+NaClO O NH+ NaCl+H₂O

Он хлорируется гипохлоритом с получением бензохинонхлорамина с последующим образованием индофеноловой сини:

O NH+NaClO O NCl+NaCl

бензохинонхлорамин

O NCl + OH+2NaOH

O N ONa + NaCl + H₂O

индофеноловая синь

Еще один способ определения содержания аммиака в воздухе - фотометрический с реактивом Несслера. Воздух прокачивают через поглотительную склянку с раствором серной кислоты. При добавлении реактива Несслера (K₂HgI₄ в KOH) раствор окрашивается в желтый цвет:

N

Hg

Hg

H₄HSO₄+2K₂[HgI₄]+4KOH O NH₂ I +7KI +3H₂O +KHSO₄