ГОСТ 33696-2015 (ISO 10416:2008). Межгосударственный стандарт. Растворы буровые. Лабораторные испытания
10 Мышьяк в барите для буровых растворов
10.1 Принцип
10.1.1 Данный метод распространяется на определение мышьяка (As) в барите для буровых растворов. Для исследования используют метод атомной абсорбции газообразного гидрида после вываривания и окисления пробы для гарантирования, что большая часть As в пробе растворена в водной среде и преобразована в трехвалентную форму.
10.1.2 Метод атомной абсорбции газообразного гидрида основывается на поглощении энергии света длиной волны 193,7 нм от атомов As. Мышьяк в трехвалентной форме преобразуется в газообразный арсин (AsH3) с помощью борогидрида натрия (NaBH4) в кислотной среде. Газообразный гидрид проходит через нагретую кварцевую трубу или пламя аргона/водорода атомно-абсорбционного спектрофотометра. Концентрация As определяется как функция от измеренной спектральной поглощательной способности (пиковой высоты).
Примечание - Одной из альтернативных процедур для определения As в экстрактах является использование беспламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии. В данной процедуре нагретая графитовая трубка быстро испаряет раствор, содержащий As; образованный таким образом пар исследуется на содержание As с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра. Данный метод анализа избавляет от необходимости образования арсина, а также является более чувствительным к As. Графитовые печи являются коммерчески доступными от большинства изготовителей атомно-абсорбционного оборудования. Следует пользоваться рекомендациями изготовителя по настройке оборудования для определения As. Небольшие изменения в настройках данного оборудования могут быть необходимы для увеличения чувствительности и воспроизводимости определения As.
10.2 Реактивы и оборудование
10.2.1 Дистиллированная вода, соответствующая требованиям ГОСТ 6709.
Для подготовки всех реактивов, калибровочных стандартов и воды для растворения используют дистиллированную воду.
10.2.2 Азотная кислота (HNO3), х.ч., концентрированная.
Используют азотную кислоту, ч.д.а., с содержанием мышьяка не более 10 мкг/дм3.
10.2.3 Азотная кислота, c (HNO3) = 3,2 моль/л. Разбавляют 200 см3 концентрированной HNO3 водой до объема 1000 см3.
10.2.4 Йодид калия (KI), х.ч., раствор концентрацией 150 г/дм3. Растворяют 15 г йодида калия в 100 см3 воды. Хранят в янтарных бутылках.
10.2.5 Тиоцианат калия (KSCN), х.ч., раствор концентрацией 50 г/дм3. Растворяют 5 г тиоцианата калия в 100 см3 воды.
10.2.6 Борогидрид натрия, х.ч., гранулы по 0,8 см (0,3 дюйма), массой 0,25 г каждая.
10.2.7 Борогидрид натрия, раствор.
Растворяют 30 г NaBH4 в 1% растворе NaOH и доводят водой до 1000 см3 в градуированной колбе.
10.2.8 Оксид мышьяка (III) (As2O3), х.ч., для основного раствора As (1 см3 раствора = 1 мг As, который эквивалентен стандарту с концентрацией As 1 мг/см3 или 1 г/дм3).
Растворяют 1,320 г оксида мышьяка (III) в 100 см3 воды, содержащей 4 г NaOH и доводят водой до 1000 см3.
Коммерческий основной раствор As является доступным и может быть использован в качестве альтернативы приготовления основного раствора.
10.2.9 Окись мышьяка (III) (см. 10.2.8), промежуточный раствор As (1 см3 раствора = 10 мкг As, который эквивалентен стандарту с концентрацией As 10 мкг/см3 или 10 мг/дм3).
Пипеткой отмеряют 1 см3 основного раствора мышьяка в градуированную колбу вместимостью 100 см3 и доводят HNO3 концентрацией 3,2 моль/л до метки.
10.2.10 Оксид мышьяка (III) (см. 10.2.8), рабочий раствор As (1 см3 раствора = 1 мкг As, который эквивалентен стандарту с концентрацией As 1 мкг/л).
Пипеткой отмеряют 10 см3 промежуточного раствора мышьяка в градуированную колбу вместимостью 100 см3 и доводят HNO3 концентрацией 3,2 моль/л до метки.
10.2.11 Атомно-абсорбционный спектрофотометр.
Любой атомно-абсорбционный элемент, оснащенный источником энергии, нагреваемой кварцевой трубкой (предпочтительно) или системой с распылительной форсункой, монохроматором, детектором и фоновым компенсатором. Следует пользоваться рекомендациями изготовителя по настройке оборудования.
Примечание - Экспериментальные результаты показывают отсутствие необходимости использования фонового компенсатора при использовании нагреваемой кварцевой трубки в системе образования гидрида.
Оборудование, специально разработанное для измерения ртути по методу холодного пара, является коммерчески доступным и может быть альтернативой атомно-абсорбционному спектрофотометру.
10.2.12 Полый катод из мышьяка или газоразрядная лампа без электрода.
10.2.13 Генератор арсина, состоящий из сосуда для реакции вместимостью 125 см3, оснащенного впускной и выпускной трубками для прохода аргона через раствор, и устройства для добавления борогидрида натрия в закрытой системе.
Примечание - Генераторы арсина являются коммерчески доступными от изготовителей оборудования и могут иметь конфигурации, отличные от указанных выше.
10.2.14 Сосуд для вываривания, например сосуд высокого давления, покрытый PTFE, вместимостью 25 см3.
Такие сосуды высокого давления, коммерчески доступные от нескольких изготовителей, должны быть герметичными и воздухонепроницаемыми в запечатанном виде и должны выдерживать рабочие температуры не менее 110 °C (230 °F) и давления не менее 1380 кПа (200 фунт/кв. дюйм). Диапазон типичных емкостей - от 21 до 25 см3.
10.2.15 Нагревающее оборудование, например водяная баня, с регулируемой температурой до (100 +/- 1) °C [(212 +/- 2) °F].
10.2.16 Фильтровальная ячейка.
Любое оборудование, способное фильтровать вываренные пробы через фильтровальную бумагу номер 40 или 42.
10.3 Приготовление стандартов
10.3.1 Стандарт As 0,025 мкг/см3: перемешивают 2,5 см3 рабочего раствора As (см. 10.2.10) в градуированной колбе вместимостью 100 см3 и доводят до метки HNO3 концентрацией 3,2 моль/л.
10.3.2 Стандарт As 0,05 мкг/см3: перемешивают 5 см3 рабочего раствора As и разводят согласно 10.3.1.
10.3.3 Стандарт As 0,075 мкг/см3: перемешивают 7,5 см3 рабочего раствора As и разводят согласно 10.3.1.
10.3.4 Стандарт As 0,10 мкг/см3: перемешивают 10 см3 рабочего раствора As и разводят согласно 10.3.1.
10.4 Вываривание пробы
10.4.1 Взвешивают 250 мг пробы барита для буровых растворов и помещают в сосуд для вываривания вместимостью 25 см3. Добавляют 10 см3 концентрированной HNO3, плотно закрывают сосуд и выдерживают в течение 1,5 ч в водяной бане при температуре 80 °C (175 °F).
10.4.2 Охлаждают до комнатной температуры в течение 1 ч.
10.4.3 Повторно выдерживают в течение 1,5 ч при температуре 80 °C (175 °F).
10.4.4 Охлаждают до комнатной температуры.
10.4.5 Осторожно снимают крышку и переливают в мензурку вместимостью 50 см3.
10.4.6 Ополаскивают сосуд и крышку несколько раз водой и переливают остатки в мензурку.
10.4.7 Доводят водой объем в мензурке до 40 см3.
10.4.8 Фильтруют через фильтровальную бумагу номер 42 или 40 в градуированную колбу вместимостью 50 см3. Промывают мензурку небольшими частями воды и переливают остаток на фильтр. Доводят колбу до метки водой.
10.4.9 Для получения холостой пробы повторяют процедуры 10.4.1 - 10.4.8 без пробы.
10.5 Анализ стандартов и проб
10.5.1 Включают атомно-абсорбционный спектрофотометр и настраивают его согласно инструкциям изготовителя.
10.5.2 Для каждого анализа добавляют по 1 см3 стандартных растворов (см. 10.3) и холостой пробы (см. 10.4.9) в генератор арсина. Добавляют 2 см3 раствора тиоцианата калия (KSCN), 2 см3 раствора KI и 15 см3 HNO3 концентрацией 3,2 моль/л.
Примечание - Объемы более 1 см3 могут потребоваться для некоторых систем.
10.5.3 Ждут 10 мин. для преобразования As в трехвалентное состояние.
10.5.4 Соединяют генератор и добавляют одну гранулу NaBH4 или закачивают раствор NaBH4 до тех пор, пока не будет получен максимальный сигнал согласно техническим требованиям изготовителя. Записывают высоту пика. Когда самописец вернется к нулевой линии, отсоединяют генератор.
10.5.5 Готовят стандартную кривую, отображая высоту пика по отношению к микрограммам As для каждого стандарта.
10.5.6 Анализируют растворы пробы, используя от 0,5 до 5 см3 раствора или более (от общего объема 100 см3), аналогично анализу стандартов (см. 10.5.2 - 10.5.4).
Примечание - Для уменьшения абсорбционной потери As на стеклянной посуде следует проводить анализы стандартов и проб непосредственно после приготовления.
10.6 Вычисление
10.6.1 Определяют массу As в вываренной пробе по калибровочной кривой, приготовленной по 10.5.5.
10.6.2 Вычисляют массовую долю As 
, мкг/г пробы, по следующей формуле:
(12)
где mAs - масса мышьяка в вываренной пробе, мкг;
V0 - объем раствора, см3 (50 см3 для данной процедуры);
m0 - масса пробы, г;
Vs - объем пробы, добавленный в генератор, см3.
Подписаться на обновления