NF X43-013-1977 Atmospheric pollution determination of the concentration by mass ofsulphur dioxide in the ambient air analysis by the thorin spectrophotometric method 《大气污染 环境空气中二氧.pdf

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1、w L O r 2 L 2 io Z 0 L AFNL NF X43-013 77 W LO12372 0383060 88T W POLLUTION ATMOSPH ER IQU E DTERMINATION DE LA CONCEN- TRATION EN MASSE DU DIOXYDE DE SOUFRE DANS LAIR AMBIANT HO MO LOG U E E ANALYSE PAR LA MTHODE SPECTROPHOTOMTRIQUE AU THORIN NF X 43-013 Dcembre 1977 AVANT-PROPOS A la date dhomolog

2、ation de la prsente norme, celle-ci est en large concor- dance technique avec le Projet International ISO/DIS 4221 qui traite du mme sujet. 1 OBJET La prsente norme a pour objet de dcrire une mthode de dtermination de La mthode est base sur un prlvement de 24 h et une mthode danalyse la concentratio

3、n en masse du dioxyde de soufre dans lair ambiant. spectrophotomtrique au thorin (*). 2 DOMAINE DAPPLICATION Cette mthode est applicable la dtermination de la concentration en masse du dioxyde de soufre dans lair ambiant dans la gamme comprise entre 3,5 et 150 pg/m3 pour un volume dair prlev de 2 m3

4、 et pour un volume de solution dabsorption de 50 ml. Pour les concentrations plus leves, une dilution de lchantillon peut savrer ncessaire avant deffectuer la mesure. Sils sont prsents en concentrations exceptionnellement leves, lammoniac et le sulfure dhydrogne peuvent interfrer de facon importante

5、. Les interfrences de matires particulaires sont vites par filtration de lair au moment de lchantillonnage (voir aussi paragraphe 4.6). 3 CHANTILLONNAGE 3.1 PRINCIPE Lair prlev conformment la norme NF X 43-01 1, passe dans la solution dabsorption (peroxyde dhydrogne). Le dioxyde de soufre contenu da

6、ns lair est retenu par cette solution qui le transforme par oxydation en acide sulfurique. 3.2 SOLUTIONS Tous les ractifs doivent tre du type pur pour analyse. Leau utilise dans la prparation des solutions doit tre dionise et distille ou bidistille. 3.2.1 Solution dacide perchlorique, environ 0,Ol m

7、ol/l (*) 3.2.2 Solution dabsorption Diluer, 1 1, 10 mi de solution de peroxyde dhydrogne 30 % (1 10 volumes). Ajuster le pH de la solution une valeur comprise entre 4,O et 4,5 avec Cette solution doit tre conserve au rfrigrateur et jete aprs 1 mois. de lacide perchlorique (3.2.1 ). (*) (*) Pour les

8、mesures de scurit : NF T 01-010 Prcautions concernant lutilisa- Le thorin est aussi connu sous le nom de thoron ou thoronol, sel sodique de lcide disulfonique 4- (ortho-arsenophen yl-azo) -3 -hydroxy- 2,7 -naphtalene. tion de lacide perchlorique dans les laboratoires. Homologue par arrt du 1977-1 1-

9、25 J.O. du 1977-1 2-08 AFNOR 1977 Droits de reproduction et de traduction rservs pour tous pays. I I Imprimerie Nouvelle - Orlans NF X 43-013 1“ TIRAGE 77-12 Atmospheric pollution. Determination of the concentration by mass of sulphur dioxide in the ambient air. Analysis by the thorin spectrophotome

10、tric method. Atmosphrische Verunreinigungen. Bestimmung der Massenkonzentration von Schwefeldioxid in der Umbebungsluft. Analyse mittels der spektrophotometrischen Thorin- Methode AFNL NF X43-O13 ? = LOL2372 03830bL ?1b NF X 43-013 -2- 3.3 AP PA R E I L LAG E Lappareillage ncessaire la mise en uvre

11、de la mthode doit tre conforme la norme NF X 43-01 1 ( Dtermination des composs soufrs dans lair ambiant - Appareillage et mthode dchantillonnage D. De plus, Iabsorbeur doit rpondre aux spcifications suivantes : Utiliser un flacon laveur en verre du type Durand (voir figure 1) de capacit gale 125 ml

12、 (*). Un flacon joint rod mle est prfrable pour viter lintroduction de matires trangres dans la solution dabsorption quand la tte dchantillonnage est enleve. 3.4 MODE OPERATOIRE Disposer un filtre dans le porte filtre. Placer 50 mi (*) de la solution dabsorption (3.2.2) dans Iabsorbeur en utilisant

13、une prouvette gradue. Monter sur Iabsorbeur, la, tte dchantillonnage normalement soude de faon permanente sur le reste de lappareillage dchantillonnage et prlever lair ambiant pendant 24 h 90 l/h. A la fin de la priode dchantillonnage, sparer Iabsorbeur de la tte dchantillonnage et lenvoyer au labor

14、atoire pour analyses. 4 ANALYSE 4.1 PRINCIPE Une partie aliquote de la solution dabsorption est mlange avec un excs de perchlorate de baryum dans un solvant organique. Les ions sulfates prsents dans la solution dabsorption sont prcipits sous forme de sulfate de baryum. Le solvant organique est chois

15、i de faon rduire le produit de solubilit de sulfate de baryum mais comme celui-ci est encore significatif dans la rgion la plus basse de ia gamme des concentrations, une petite quantit constante dions sulfates est ajoute au blanc, aux solutions talonnes et une partie aliquote de lchantillon expos. L

16、a concentration en excs dions baryum dans la solution est dtermine en les complexant avec le thorin. Le pH de la solution dabsorption analyser peut varier entre 33 et 9,8 sans interfrence. Labsorbance (*) du complexe orang, proportionnelle lexcs dions baryum prsents, est dtermine par mesure spectrop

17、hotomtrique une longueur donde de 520 nm. La diffrence entre la quantit initiale et la quantit finale dions baryum correspond la concentration en ions sulfates de la solution dabsorption et par consquent la quantit de dioxyde de soufre qui a t oxyde. Labsorbance varie en fonction inverse de la conce

18、ntration en ions sulfates prsents dans la solution. Plusieurs solvants organiques peuvent tre utiliss. La meilleure courbe dtalonnage est obtenue avec du dioxanne. 7. REACTIFS Tous les ractifs doivent tre du type pur pour analyse. Leau utilise dans la prparation et la dtermination doit tre dsionise

19、et distille ou bidistille. Solution de perchlorate de baryum-dioxanne 4.2.1 Solution dacide perchlorique, 0,l mol/l fiole jauge. Diluer 500 ml, 4,3 ml dacide perchlorique (solution 72 %) avec de leau dans une Pour les climats chauds et secs, il peut tre ncessaire dutiliser de plus grands volumes de

20、solution dabsorption et plusieurs absorbeurs. Voir dfinition dans la norme NF T O1 -030 ( Spectrophotomtrie dabsorption molcu- laire - Vocabulaire et gnralits N. (*) (*) - - I 4.2.2 e 4.2.3 4.2.4 4.2.5 * 4.2.6 4.2.7 4.2.8 a 4.3 4.3.1 -3- NF X 43-013 Solution-mre de perchlorate de baryum perchlorique

21、 (4.2.1 ) en utilisant une fiole jauge. Solution de perchlorate de baryum-dioxanne dans une fiole jauge. Diluer I O00 mi avec du dioxanne. Dissoudre 525 mg de perchlorate de baryum anhydre dans 250 ml dacide Verser 10 rd de solution mre de perchlorate de baryum (4.2.2) et 40 mi deau Si lchantillon n

22、est pas prlev conformment au chapitre 4, cest-dire en utilisant des concentrations leves de peroxyde dhydrogne dans la solution dabsorption, il peut tre ncessaire dajouter de lacide adipique (pur) cette solution dans la proportion de 10 g par litre de solution. Solution talonne de sulfate Solution d

23、acide sulfurique titre 0,5 mol/ dhydrognophtalate de potassium. Solution dacide sulfurique quivalente dans une fiole jauge de 1 1 et diluer avec de leau jusquau trait. en dioxyde de soufre de 800 pg/ml environ. Solution dacide sulfurique quivalente dilue valente (4.2.5) dans une fiole jauge de 100 m

24、i et diluer avec de leau jusquau trait. en dioxyde de soufre de 80 pg/d environ. introduire un facteur de correction k. talonner de facon prcise cette solution par titrage par rapport une solution titre Introduire au moyen dune pipette 25 mi de la solution dacide sulfurique titre (4.2.4) La concentr

25、ation en sulfate de cette solution doit tre quivalente une concentration Introduire, au moyen dune pipette, 10 ml de la solution dacide sulfurique qui- La concentration en sulfate de cette solution doit tre quivalente une concentration Vrifier la concentration par talonnage. Si la valeur nest pas ex

26、actement de 80 pg/ml, Solution de thorin Solution dacide sulfurique 0,005 mol/l dans une fiole jauge de 1 1 et diluer avec de leau jusquau trait. Solution de thorin et une petite quantit deau. chaque jour. Introduire au moyen dune pipette 10 m de solution dacide sulfurique titre (4.2.4) Dissoudre 12

27、5 mg de thorin (pur) dans 5 mi de solution dacide sulfurique (4.2.7) Diluer 50 rd avec de leau dans une fiole jauge. Cette solution doit tre prpare APPAREILLAGE Spectrophotomtre Utiliser un spectrophotomtre simple ou double faisceau (*), Si on utilise un spectrophotomtre simple faisceau, il faut pou

28、voir rgler le flux incident, par exemple, par rglage dun diaphragme ou dune largeur de fente. Rglage dun spectrophotomtre simple faisceau Pour un spectrophotomtre simple faisceau, la meilleure prcision est obtenue lorsque le flux incident peut tre rgl pour donner une valeur dabsorbance lue aussi pro

29、che que possible de O pour la concentration mesurable la plus forte. Cependant, pour les appareils couramment disponibles le meilleur rsultat possible est obtenu si le rglage du flux incident entrane une valeur N dabsorbance lue ) de 0,800 pour le blanc en utilisant une cuve optique de 20 mm et de 0

30、,400 pour une cuve de 10 mm. (“1 Voir NF T O1 -031 (I Spectrophotomtrie dabsorption molculaire - Apgareillaae II. . AFNl NF XY3-013 77 LOL2372 03830b3 599 NF X 43-013 -4- 4.3.2 4.3.3 4.4 4.4.1 4.4.1 .I 4.4.1.2 4.4.1.3 4.4.1.4 4.4.1.5 4.4.2 4.4.2.1 4.4.2.2 4.4.2.3 4.4.2.4 Cuves optiques en verre Cuve

31、s optiques en verre de 10 mm ou 20 mm de parcours optique (*). Si plus dune cellule est utilise, elles doicent tre apparies photomtriquement. Micropipettes de 250 pl ou appareil quivalent de distribution et de dilution ETALON NAG E Spectrophotomtre simple faisceau Prparer des solutions talonnes avec

32、 des concentrations en sulfate correspondant des concentrations en dioxyde de soufre de : 0,8k, 1,6k, ., 8,Ok pg/mi en diluant 1 O0 mi avec de leau des parties aliquotes de I ,O0 ; 2,OO ; . ; 10,OO mi de solution dacide sulfu- rique quivalente dilues (4.2.6) dans des fioles jauges. Prparer un blanc

33、en mlangeant compltement 4,O mi deau, 10 mi de solution de perchlorate de baryum-dioxanne (4.2.3) et 0,250 mi de solution de thorin (4.2.8) de la manire la plus reproductible possible (pipette ou appareil quivalent de distribution et dilution). Ajouter la solution de thorin juste avant la mesure. Ve

34、rser le blanc dans la cuve optique. Aprs avoir rgl le spectrophotomtre suivant les instructions du fabricant et aprs sa stabilisation, placer le blanc (4.4.1.2) dans le faisceau, ajuster la longueur donde 520 nm et Iabsorbance 0,800. Mlanger des parties aliquotes de 4,O ml de chacune des solutions t

35、alonnes (4.4.1 .I) tour de rle avec les ractifs dcrits en 4.4.1.2. Mesurer Iabsorbance de chacune des solutions avant 1 O min. Tracer une courbe dtalonnage en portant Iabsorbance de chacune des solutions talonnes en fonction de sa concentration en dioxyde de soufre. Pour obtenir une bonne prcision,

36、la courbe dtalonnage doit tre utilise seulement dans sa partie linaire, cest-dire entre O et 6 pg de dioxyde de soufre par millilitre de solution dabsorption (voir figures 2 et 3). NOTE : Prparer une nouvelle courbe dtalonnage pour chacune des solutions de Le rglage du spectrophotomtre doit tre effe

37、ctu frquemment avec des thorin et des solutions de perchlorate de baryum-dioxanne utilises. blancs frachement prpars (4.4.1.2 et 4.4.1.3). Spectrophotomtre double faisceau Prparer des solutions talonnes avec des concentrations en sulfate correspondant des concentrations en dioxyde de soufre de : 0,8

38、k; 1,6k; . ; 8,Ok pg/ml en diluant 100 ml avec de leau des parties aliquotes de 1,OO; 2,OO; . ; 10,OO mi de solution dacide sulfurique quivalente dilue (4.2.6) dans des fioles jauges. Prparer un blanc en mlangeant compltement 4,O mi deau, 10 mi de solution de perchlorate de baryum-dioxanne (4.2.3) e

39、t 0,250 mi de solution de thorin (4.2.8) de la manire la plus reproductible possible (pipette ou appareil quivalent de distribution et de dilution). Ajouter la solution de thorin juste avant la mesure. Verser le blanc dans les deux cuves optiques. Aprs avoir rgl le spectrophotomtre suivant les instr

40、uctions du fabricant et aprs sa stabilisation, placer les cuves dans les deux faisceaux et ajuster la longueur donde 520 nm et la diffrence dabsorbance O. Remplacer le blanc dans la cuve optique qui est dans le faisceau de rfrence, succes- sivement, par des parties aliquotes de 4,O mi des solutions

41、talonnes (4.4.2.1), mlanges avec les ractifs dcrits en 4.4.2.2. Mesurer la diffrence dabsorbance entre les solutions talonnes et le blanc avant 10 min. (*) Voir NF T O1 -032 ( Spectrophotomtrie dabsorption molculaire - Cuves optiques - - II. 7 I 1 e 4.4.2.5 4.5 4.5.1 4.5.1 .I e 4.5.1.2 4.5.1.3 5.2.2

42、 4.5.2.3 4.6 4.5.2 4.5.2.1 AFNL NF X43-O13 77 E LO12372 0383064 425 = -5- NF X 43-013 Le blanc est stable pendant 30 min condition quil soit gard labri de la lumire (par exemple dans le spectrophotomtre) et que les cuves soient en bon tat. Tracer une courbe dtalonnage en portant la diffrence dabsorb

43、ance entre chacune des solutions talonnes et le blanc en fonction de leur concentration en dioxyde de soufre. Pour obtenir une bonne prcision, la courbe dtalonnage doit tre utilise seulement dans sa partie linaire, cest-dire entre O et 6 pg de dioxyde de soufre par millilitre de solution dabsorption

44、 (voir figures 4 et 5). Prparer une nouvelle courbe dtalonnage pour chacune des solutions de thorin et des solutions de perchlorate de baryum-dioxanne utilises. DOSAGE Spectrophotomtre simple faisceau Mlanger 4,O mi dchantillon obtenu comme spcifi en 3.4 avec la solution de perchlorate de baryum-dio

45、xanne (4.2.3) et la solution de thorin (4.2.8) conformment 4.4.1.2. La temprature de lchantillon doit tre la mme que celle des solutions. Mesurer Iabsorbance de lchantillon avant 1 O min et lire la concentration en dioxyde de soufre en microgramme par millilitre de solution dabsorption au moyen de l

46、a courbe dtalonnage. Si la concentration en dioxyde de soufre de lchantillon dpasse 6 pg/mi, prendre une nouvelle partie aliquote de lchantillon et la diluer avec de leau un volume conve- nable. Noter le facteur f de dilution et procder comme en 4.5.1. Pour dterminer le volume initial de lchantillon

47、 (V,) ncessaire pour les calculs et viter la contamination possible des parties aliquotes analyser, mesurer avec une prouvette gradue le volume de lchantillon restant (Vi) aprs y avoir prlev les parties aliquotes en question. Spectrophotomtre double faisceau Mlanger 4,O mi de lchantillon obtenu comme spcifi en 3.4 avec la solution de perchlorate de baryum-dioxanne (4.2.3) et la solution de thorin (4.2.8) conformment 4.4.2.2. Procder comme indiqu en 4.4.2.4. La temprature de lchantillon doit tre la mme que celle des solutions. Dterminer la diffrence dabsorbance entre lchantil