ГОСТ 23644-79 Азот газообразный, обогащенный стабильным изотопом АЗОТ-15. Технические условия
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ,
ОБОГАЩЕННЫЙ СТАБИЛЬНЫМ
ИЗОТОПОМ АЗОТ-15
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
ГОСТ 23644-79
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ, ОБОГАЩЕННЫЙ Технические условия Gaseous nitrogen concentrated by stable |
ГОСТ |
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 мая 1979 г. № 1841 срок введения установлен
с 01.07.80
Проверен в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 28.02.85 № 443 срок действия продлен
до 01.07.90
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на газообразный азот, обогащенный стабильным изотопом азот-15, применяемый в научных исследованиях в области физики, химии, сельского хозяйства, биохимии и других отраслях промышленности.
Формула 15 N 2 .
Молярная масса (по международным атомным массам 1973 г.) в зависимости от атомной доли изотопа азот-15 - от 28,20 г/моль до 29,98 г/моль.
Марки и пример записи при заказе продукта - по ГОСТ 26335-84.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
1 . ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1 . Газообразный азот должен изготовляться марок А, Б, В и Г в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.
1.2 . По физико-химическим показателям газообразный азот должен соответствовать нормам и требованиям, указанным в табл. 1 .
Таблица 1
Наименование показатели |
Норма |
|
Химически чистый (х. ч.) ОКП 70 1351 1001 |
Особой чистоты (ос. ч.) ОКП 70 1351 1042 |
|
1 . Внешний вид |
Бесцветный газ |
|
2 . Атомная доля изотопа азот-15, %: |
|
|
марка А |
Св. 98,0 до 99,5 включ. |
|
марка Б |
» 95,0 » 98,0 » |
|
марка В |
» 90,0 » 95,0 » |
|
марка Г |
От 10,0 » 90,0 » |
|
3 . Массовая доля азота, %, не менее |
99 ,90 |
99 ,99 |
4 . Суммарная массовая доля окиси азота и кислорода, %, не более |
0 ,10 |
0 ,01 |
1.1 , 1.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
2 . ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
2.1 . Газообразный азот не токсичен и не взрывоопасен.
2.2 . При работе с газообразным азотом необходимо руководствоваться «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденными Госгортехнадзором СССР 19.05.70, а также соблюдать требования ГОСТ 12.1.005 -76 и ГОСТ 12.1.007-76 .
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3 . ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
3.1 . Газообразный азот принимают партиями. Партией считают количество продукции, полученной в результате одного технологического цикла, массой не менее 100 г и оформленное документом о качестве.
3.2 . Каждую партию продукции подвергают проверке на соответствие требованиям разд. 1 . Для проверки от партии отбирают 5 ампул с пробой, две из которых вместимостью по 70 см3, три - по 10 см3.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
3.3 . Партию продукции считают пригодной, если в результате анализа все требования, предъявляемые к ней, соответствуют настоящему стандарту.
3.4 . При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей партию передают на переработку. После переработки партию вторично предъявляют на анализ. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию.
4 . МЕТОДЫ АНАЛИЗА
4.1 . Отбор проб
4.1.1 . Пробы для анализа отбирают из емкости с готовой продукцией. Схема отбора проб представлена на черт. 1 .
Схема установки отбора пробы
1 - вакуумметр; 2 - манометрический преобразователь; 3 - мановакуумметр; 4, 6, 9 - вентили; 5 - ампулы с пробой для определения атомной доли изотопа азот-15; 7 - ампулы с пробой для определения массовой доли азота, окиси азота и кислорода; 8 - вакуумные шланги
Черт. 1
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.1.2 . Для определения атомной доли изотопа азот-15 пробу отбирают в три ампулы 5 вместимостью 10 см3 каждая.
Для определения массовой доли азота, окиси азота и кислорода отбирают пробу в две ампулы 7 вместимостью 70 см3 каждая.
Для этого открывают вентиль 9 и откачивают систему до остаточного давления 13∙10-2-13∙10-3 Па. Давление контролируют вакуумметром 1 (например, типа ВИТ-2А), включенным в систему через манометрический преобразователь 2 типа ПМТ-2. При достижении указанного выше остаточного давления закрывают вентиль 9 и оставляют систему для проверки на герметичность. Систему считают герметичной, если показание вакуумметра через 1 ч будет не более 2∙10-3 Па. После этого открывают вентиль 4 и заполняют ампулы 5 и 7 пробой под давлением 5∙104 Па. Давление газа контролируют мановакуумметром 3 (например, типа ОБМВ-160). Заполнив ампулы, вентиль 4 перекрывают .
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.1.3 . Ампулы 5 отпаивают при помощи газовой горелки, а ампулы 7 снимают с вакуумных шлангов. Затем ампулы маркируют, указывают номер партии и дату отбора пробы .
(Измененная редакция, Изм. № 2).
Допускается применение других методов отбора проб, исключающих разбавление продукта.
4.2 . Определение внешнего вида
4.2.1 . Внешний вид газообразного азота в ампуле определяют визуально.
4.3 . Определение атомной доли изотопа азот-15 (масс-спектрометрический метод)
4.3.1 . Аппаратура, приборы, реактивы
Масс-спектрометр МИ-1201 или любой другой с разрешающей способностью не менее 200.
Вакуумметр ВИТ-2 или ВИТ-1А-П, обеспечивающий измерение предварительного разрежения в диапазоне давлений 0,1-10,0 Па и диапазоне остаточного давления 10-2-10-5 Па.
Комплект для контроля температуры, состоящей из милливольтметра Ш4501 по ГОСТ 9736-80 и термоэлектрического преобразователя ТПП-1378.
Насос диффузионный Н-50Р или ДРН-10, обеспечивающий остаточное давление 10-3 - 10-4 Па.
Насос предварительного разрежения ВН-461М или НВР-5Д, обеспечивающий давление 1-10 Па.
Система высоковакуумной откачки блока вентилей (черт. 2), обеспечивающая остаточное давление 10-4-10-5 Па. Все соединительные трубки должны быть изготовлены из нержавеющей стали марки 12 ´ 18Н10Т по ГОСТ 5632-72.
Ампулоломатель (черт. 2а).
Термометр стеклянный технический по ГОСТ 2823-73.
Азот жидкий по ГОСТ 9293-74.
Линейка измерительная по ГОСТ 427-75.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.3.2 . Подготовка аппаратуры к анализу
Подготовку масс-спектрометра к работе проводят, как указано в инструкции по эксплуатации.
Подготовку системы высоковакуумной откачки блока вентилей к работе проводят следующим образом: включают насос предварительного разрежения, открывают вентили 2, 7, 8 (см. черт. 2) и вентиль откачки блока вентилей масс-спектрометра. При достижении в системе остаточного давления 1-10 Па закрывают вентиль 8 и включают диффузионный насос 4. Остаточное давление контролируют по вакуумметру. При достижении остаточного давления 10-2-10-3 Па включают электронагрева тель 1 и проводят прогрев высоковакуумной части системы в течение часа три температуре 200 °С. После охлаждения системы до температуры 20-30 °С закрывают вентили 2, 7 и вентиль откачки блока вентилей.
Система высоковакуумной откачки блока вентилей
1 - электронагреватель; 2; 7; 8 - вентили; 3 - магнитно-ионизационный датчик; 4 - диффузионный насос; 5 - лампа ПМТ-4; 6 - баллон предварительного разрежения
Черт. 2
Ампулоломатель
1 - ниппель; 2 - накидная гайка; 3 - сильфон; 4 - предохранительная трубка; 5 - предохранительная сетка; 6 - стакан; 7 - стеклянная ампула
Черт. 2 а
Для подготовки стеклянной ампулы с продуктом к анализу отсоединяют ампулоломатель от блока вентилей, отвинчивая на кидную гайку 2 (см. черт. 2а), помещают ампулу с пробой в ампулоломатель, подсоединяют его к блоку вентилей масс-спектрометра, открывают вентиль откачки блока вентилей и вентиль 8 (см. черт. 2) для откачки ампулоломателя на предварительное разрежение. При достижении в ампулоломателе остаточного давления газов 1-10 Па, перекрывают вентиль 8 и открывают вентили 2 и 7. При этом ампулоломатель откачивают до остаточного давления 10-3-10-4 Па.
4.3.3 . Проведение анализа
Измерение атомной доли изотопа азот-15 осуществляют однолучевым методом. Силу ионного тока регистрируют с помощью самопишущего потенциометра, входящего в комплект масс-спектрометра.
Возможно применение других методов регистрации силы ионного тока, обеспечивающих требуемую точность определения атомной доли изотопа азот-15.
Показания снимают в точках, соответствующих значениям пиков ионных токов, образованных ионами с массовыми числами 28, 29, 30 (ионы 14 N 2 + , 14 N 15 N + , 15 N 2 + ).
Скорость развертки магнитного поля выбирают наибольшей, обеспечивающей обязательное прописывание пиковых значений ионного тока, образованных ионами с вышеуказанными массовыми числами без искажений. Анализ проводят следующим образом. Открывают полностью дозирующий вентиль масс-спектрометра и фиксируют значения, фоновых токов ионов с массовыми числами 28, 29, 30. Если фоновые токи ионов с массовыми числами 29, 30 полностью отсутствуют, а фоновый ток ионов с массовым числом 28 не превышает 4∙10-14 А (что соответствует выходному напряжению усилителя постоянного тока УПТ, равному 40 мВ), то приступают к измерениям силы ионных токов.
Если фоновые токи превышают указанные допустимые значения, то продолжают прогрев масс-спектрометра еще в течение часа. Закрывают дозирующий вентиль и вентиль откачки блока вентилей масс-спектрометра, разбивают стеклянную ампулу с пробои, изгибая стакан 6 (см. черт. 2а) ампулоломателя. С помощью дозирующего вентиля подают анализируемый газ с такой скоростью натекания в ионный источник, чтобы сила ионного тока, образованного наиболее интенсивными ионами, находилась в пределах (1-5)∙10-10 A (что соответствует выходному напряжению УПТ, равному 10-50 В). Для получения достаточного количества статистических данных фиксируют последовательно 10 раз значения пиков токов, образованных ионами с указанными массовыми числами.
4.3.4 . Обработка результатов
Атомную долю изотопа a зот-15 (15 Xi , j ) в процентах для i -го наблюдения в j -й серии рассчитывают по формуле
,
где I 28 ij ; I 29 ij ; I 30 ij - интенсивности пиков токов, образованных ионами с массовыми числами 28, 29, 30 соответственно, пА, которые вычисляют по формуле
,
где hRij - высота пика в масс-спектре, мм;
bRij - масштабный множитель, определяемый выбранной чувствительностью записи данного пика ;
R - значение массового числа соответствующего пика.
Для j -й серии подсчитывают среднее арифметическое по формуле
,
где n =10 - число наблюдений в каждой серии.
За результат анализа ( ) принимают среднее арифметическое значение атомной доли изотопа азот-15 в процентах, полученное при двух годных сериях измерений
,
где и - результаты первой и второй серии измерений.
Значение среднего квадратического отклонения S результата измерений, включающее случайную и систематическую составляющие, в процентах определяют по графику (черт. 2б).
Черт. 2б
Доверительные границы погрешности результатов измерении при доверительной вероятности Р = 0,95 рассчитывают по ГОСТ 8.207-76.
Проверку годности результатов измерений проводят по СТ СЭВ 545-77 .
4.3.1-4.3.4 . (Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
4.4 . Определение массовой доли азота, окиси азота и кислорода (метод газо-адсорбционной хроматографии)
4.4.1 . Аппаратура, материалы, реактивы
Установка вакуумная для ввода пробы в хроматограф (черт. 3).
Насос вакуумный парортутный типа М-50 Р.
Насос предварительного разрежения типа B Н-461 М.
Хроматограф лабораторный газовый ЛХМ-8МД.
Электропечь сопротивления СНОЛ 1.
Вакуумметр типа ВИТ-1-А.
Лупа по ГОСТ 25706-83 или микроскоп МИР-12.
Пестик 2 по ГОСТ 9147-80.
Преобразователь манометрический типа ПМТ-2.
Секундомер СОПпр-2а-2-221 по ГОСТ 5072-79.
Сито с сеткой проволочной тканой по ГОСТ 6613-86.
Ступка 4 по ГОСТ 9147-80.
Чашка выпарительная 5 по ГОСТ 9147-80.
Эксикатор 1 - 100 по ГОСТ 25336-82.
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
Газ-носитель: гелий газообразный.
Цеолит синтетический СаА.
Интервал времени удерживания компонентов приведен в табл. 2.
Таблица 2
Наименование компонента |
Время удерживания, мин |
Азот |
7-8 |
Кислород |
2-3 |
Окись азота |
13 |
4.4.2 . Подготовка к анализу
Синтетический цеолит измельчают в фарфоровой ступке и отсеивают на сите порошок дисперсностью 0,25-0,50 мм.
Взвешивают порошок массой 10 г с погрешностью ± 0,01 г, помещают в фарфоровую чашку, промывают дистиллированной водой для удаления пыли, высушивают в электропечи в течение 4 ч при температуре не более 380 ° С и охлаждают в эксикаторе.
Наполнение хроматографической колонки, подсоединение к хроматографу, включение хроматографа и подготовку его к работе проводят в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.
Режим работы хроматографа
Вид адсорбента - синтетический цеолит .......................................................... СаА
Длина колонки, мм ............................................................................................. 3000
Диаметр колонки, мм ......................................................................................... 3
Температура колонки, °С ................................................................................... 50
Скорость газа-носителя, см3/мин ...................................................................... 60
Скорость движения диаграммной ленты, мм/ч ............................................... 60
Сила тока детектора, мА .................................................................................... 120.
4.4.3 . Проведение анализа
Анализ проводят на установке, схема которой представлена на черт. 3. Ампулу с пробой подсоединяют к отростку 6. В начальном положении все краны установки, кроме крана 13, должны быть закрыты. Включают насос предварительного разрежения 14 и через 2-3 мин открывают краны 3, 5, 7, 10, выдвигают шток дозирующего элемента 2 и откачивают воздух до остаточного давления 13,3 Па. Давление измеряют вакуумметром 9. Затем при помощи кранов 11 и 15 включают парортутный насос 16 и откачивают воздух из установки до остаточного давления 1,33∙10-3 Па. Проверяют герметичность установки. Для этого закрывают последовательно краны 3, 5, 7, 10. При помощи кранов 11 и 15 отключают парортутный насос 16. Оставляют в течение 1 ч. Затем открывают последовательно краны 3, 5, 7, 10. Если показание вакуумметра 9 не меняется, установку считают герметичной. Перекрывают краны 5, 10, открывают кран ампулы с пробой. При этом изменяемая смесь наполняет петлю дозирующего элемента 2, к этому времени на диаграмме регистрируется нулевая линия, соответствующая чистому газу-носителю. Шток дозирующего элемента 2 переводят в исходное положение. При этом измеряемая проба поступает в хроматограф.
Схема вакуумная установки для ввода газообразной пробы в хроматограф
1 - хроматограф; 2 - дозирующий элемент хроматографа; 3, 5, 7, 10, 13 - краны двухходовые; 4 - манометр ртутный; 6 - отросток для присоединения ампулы с пробой; 8 - манометрический преобразователь; 9 - вакуумметр; 11, 15 - краны трехходовые; 12 - ловушка; 14 - насос предварительного разряжения; 16 - парортутный насос
Черт. 3
Одновременно засекают время на секундомере и через 10-15 с регистрируют время выхода пиков (см. табл. 2).
Типовые хроматограммы приведены на черт. 4 и 5.
4.4.1.-4.4.3 . (Новая редакция, Изм. № 2).
4.4.4 . Обработка результатов
Массовую долю азота, окиси азота и кислорода (Х i ) в процентах вычисляют по формуле
,
где Si - площадь пика определяемого компонента, мм2;
∑ SR - сумма приведенных площадей всех пиков, мм2.
Площадь пика вычисляют, как произведение высоты пика на его ширину, измеренную на середине высоты.
При применении хроматографов с автоматическим вычислением площади пиков погрешность ее определения должна обеспечивать точность массовой доли газообразного азота, окиси азота и кислорода, указанных в настоящем стандарте.
За результат анализа принимают среднее арифметическое значение , полученное от двух годных параллельных определений и рассчитанное по формуле
,
где и - результаты первого и второго определения.
Относительное среднее квадратическое отклонение должно составлять:
для массовой доли азота - 0,000436;
для суммарной массовой доли окиси азота и кислорода - 0,12.
Доверительные границы случайной погрешности должны составлять:
для массовой доли азота ± 0,04;
для суммарной массовой доли окиси азота и кислорода ± 0,04.
Проверяют годность результатов определений.
Результат считают годным, если выполняется следующее условие:
для массовой доли азота - <0,014;
для суммарной массовой доли окиси азота и кислорода - <0,01.
1 - кислород; 2 - азот
Черт. 4
1 - азот; 2 - окись азота
Черт. 5
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.4.1-4.4.4 . (Измененная редакция, Изм. № 1).
5 . УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
5.1 . Продукт упаковывают в стандартные баллоны из легированной стали вместимостью от 0,4 до 8,0 дм3 по ГОСТ 949-73 или в запаянные ампулы с разбивающимся вентилем, изготовленные из стекла марки ХС1 или ТХС1 по ГОСТ 21400-75 , вместимостью 1100 см3 (см. черт. 6 ).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
5.2 . В качестве адсорбента в баллоны на 1/3 объема засыпают активированный уголь марки АГ-3 по ГОСТ 20464-75 .
5.3 . Минимальная масса фасуемого продукта 1 г.
Массу брутто менее 500 г определяют с погрешностью не более 0,05 г, более 500 г - с погрешностью не более 0,5 г.
5.4 . Подготовку потребительской тары и ее заполнение продуктом проводят по нормативно-технической документации.
5.5 . По заполнении баллона продуктом на вентиль устанавливают заглушку с прокладкой из фторопласта по ГОСТ 14906-77 .
5.6 . Давление газа в стеклянных ампулах при заполнении не должно превышать 9,6∙104 Па. Давление контролируют манометром.
Максимальное давление газа в баллоне не должно превышать рабочее давление баллона в условиях полной десорбции газообразного азота с адсорбента.
5.7 . Стеклянные ампулы должны быть запаяны, баллоны опломбированы.
5.8 . На каждый баллон должна быть наклеена этикетка, на которой указывают:
наименование поставщика;
наименование продукта и его химическую формулу;
массу нетто, брутто;
номер партии;
дату изготовления;
номер паспорта;
показатели качества по настоящему стандарту;
номенклатурный номер по классификатору;
гарантийный срок хранения;
штамп технического контроля;
обозначение настоящего стандарта.
5.9 . На стеклянные ампулы наклеивают этикетку с указанием:
наименования продукта;
показателей качества по настоящему стандарту;
номера партии;
номера паспорта;
массы нетто;
обозначения настоящего стандарта.
Черт. 6
5.10 . Стеклянные ампулы помещают в специальные пенопластовые амортизаторы (черт. 7 ).
Черт. 7
5.11 . Стеклянные ампулы в амортизаторах и баллоны должны быть упакованы с применением сухих уплотняющих материалов в ящики, изготовленные из фанеры толщиной 3-10 мм по ГОСТ 3916-69. Размеры ящиков выбирают в соответствии с размерами баллонов и ампул в амортизаторах, а также с учетом рядов предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-84 . Ящики толщиной 3 мм обивают деревянными планками толщиной 13 мм и шириной 25 мм. Ящики с баллонами для усиления конструкции обивают по торцам стальной лентой по ГОСТ 3560-73 .
5.12 . Маркируют транспортную тару по ГОСТ 14192-77 .
5.13 . На баллоны несмываемой краской наносится надпись: «Азот газообразный х. ч.» или «Азот газообразный ос. ч.».
Цвет баллона, надписи и поперечной полосы - по ГОСТ 949-73.
5.14 . В транспортную тару вместе с продуктом вкладывают один экземпляр документа о качестве (паспорта) по установленной форме, где указывают:
его номер;
наименование продукта, химическую формулу;
атомную долю изотопа;
массу нетто, брутто;
показатели качества по настоящему стандарту;
дату изготовления;
номер партии;
вид потребительской тары и количество единиц в упаковке;
заводской номер баллона.
5.15 . Продукт перевозят всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта.
5.16 . При транспортировании продукт должен быть защищен от воздействия резких перепадов температуры, ударов и падения ящиков.
5.17 . Продукт хранят в закрытых помещениях в упаковке изготовителя при температуре не более 40 °С. Не разрешается хранить продукт вблизи нагревательных приборов.
6 . ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
6.1 . Изготовитель гарантирует соответствие газообразного азота, обогащенного стабильным изотопом азот-15, требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий хранения и транспортирования.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
6.2 . Гарантийный срок хранения продукта - один год со дня изготовления. По истечении гарантийного срока хранения продукт перед использованием должен быть проверен на соответствие требованиям настоящего стандарта.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Технические требования . 1 2. Требования безопасности . 2 3. Правила приемки . 2 4. Методы анализа . 2 5. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение . 10 6. Гарантии изготовителя . 13 |