СССР
Государственный стандарт от 08 февраля 1985 года № ГОСТ 23644-79

ГОСТ 23644-79 Азот газообразный, обогащенный стабильным изотопом азот-15. Технические условия (с Изменениями N 1, 2)

Принят
Государственным комитетом СССР по стандартам
24 мая 1979 года
    ГОСТ 23644-79*
    Группа Ф15
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    АЗОТ ГАЗООБРАЗНЫЙ, ОБОГАЩЕННЫЙ СТАБИЛЬНЫМ ИЗОТОПОМ АЗОТ-15
    Технические условия
    Gaseous nitrogen concentrated by stable isotope. Nitrogen-15. Specifications
    ОКСТУ 7013
    Дата введения 1980-07-01
    Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 мая 1979 г. N 1841 срок введения установлен с 01.07.80
    ПРОВЕРЕН в 1984 г. Постановлением Госстандарта от 28.02.85 N 443 срок действия продлен до 01.07.90**

    ________________
    ** Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4, 1994 год). - Примечание изготовителя базы данных.


    * ПЕРЕИЗДАНИЕ (апрель 1985 г.) с Изменением N 1, утвержденным в феврале 1985 г., Пост. N 443 от 28.02.85 (ИУС 5-85)
    ВНЕСЕНО Изменение N 2 утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 21.02.89 N 288 с 01.07.90
    Изменение N 2 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 5, 1989 год
    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 N.
    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. N 1, 2).
    якорь
    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 показателя 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. N 1).
    якорь
    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.

    ______________
    * На территории Российской Федерации действуют "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" (ПБ 03-576-03), утвержденные постановлением Госгортехнадзора России от 11.06.2003 N 91;
    ** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.1.005-88. - Примечание изготовителя базы данных.


    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    якорь
    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 см, три - по 10 см.
    (Измененная редакция, Изм. N 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.
    якорь
    4.МЕТОДЫ АНАЛИЗА
    4.1.Отбор и проб
    4.1.1.Пробы для анализа отбирают из емкости с готовой продукцией. Схема отбора проб представлена на черт.1.
    якорь
    Черт.1. Схема установки отбора пробы
    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*
    _________________
    * Черт.1. Измененная редакция, Изм. N 2.
    4.1.2.Для определения атомной доли изотопа азот-15 пробу отбирают в три ампулы 5 вместимостью 10 смкаждая.
    Для определения массовой доли азота, окиси азота и кислорода отбирают пробу в две ампулы 7 вместимостью 70 см каждая.
    Для этого открывают вентиль 9 и откачивают систему до остаточного давления 13-10-13-10 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 Па. После этого открывают вентиль 4 и заполняют ампулы 5 и 7 пробой под давлением 5-10 Па. Давление газа контролируют мановакуумметром 3 (например, типа ОБМВ-160). Заполнив ампулы, вентиль 4 перекрывают.
    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.
    Допускается применение других методов отбора проб, исключающих разбавление продукта.
    4.1.2, 4.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 2).
    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 10-10 Па.
    Комплект для контроля температуры, состоящей из милливольтметра Ш 4501 по ГОСТ 9736-80* и термоэлектрического преобразователя ТПП-1378.

    ______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 9736-91. - Примечание изготовителя базы данных.


    Насос диффузионный Н-50Р или ДРН-10, обеспечивающий остаточное давление 10-10 Па.
    Насос предварительного разрежения ВН-461М или НВР-5Д, обеспечивающий давление 1-10 Па.
    Система высоковакуумной откачки блока вентилей (черт.2), обеспечивающая остаточное давление 10-10 Па. Все соединительные трубки должны быть изготовлены из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т 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. N 1, 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 10-10 Па включают электронагреватель 1 и проводят прогрев высоковакуумной части системы в течение часа при температуре 200 °С. После охлаждения системы до температуры 20-30 °С закрывают вентили 2, 7 и вентиль откачки блока вентилей.
    якорь
    Черт.2. Система высоковакуумной 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
    якорь
    Черт.2а. Ампулоломатель
    Ампулоломатель

    1 - ниппель; 2 - накидная гайка; 3 - сильфон; 4 - предохранительная трубка;
    5 - предохранительная сетка; 6 - стакан; 7 - стеклянная ампула
    Черт.2а
    Для подготовки стеклянной ампулы с продуктом к анализу отсоединяют ампулоломатель от блока вентилей, отвинчивая накидную 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 10-10Па.
    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 N, NN, N).
    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 4-10А (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 пробой, 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)·10А (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 числа
    ми.
    4.3.2, 4.3.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).
    4.3.4.Обработка результатов
    Атомную долю изотопа азот-15 () в процентах для -го наблюдения в -й серии рассчитывают по формуле
    ,
    где ; ; - интенсивности пиков токов, образованных ионами с массовыми числами 28, 29, 30 соответственно, пА, которые вычисляют по формуле
    ,
    где - высота пика в масс-спектре, мм;
    - масштабный множитель, определяемый выбранной чувствительностью записи данного пика ;
    - значение массового числа соответствующего пика.
    Для -й серии подсчитывают среднее арифметическое по формуле
    ,
    где =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 результата измерений, включающее случайную и систематическую составляющие, в процентах определяют по графику (черт.2б).
    якорь
    Черт.2б. Зависимость среднего квадратического отклонения атомной доли изотопа азот-15
    Зависимость среднего квадратического отклонения атомной доли изотопа азот-15

    Черт.2б
    Доверительные границы погрешности результатов измерений при доверительной вероятности =0,95 рассчитывают по ГОСТ 8.207-76.
    Проверку годности результатов измерений проводят по СТ СЭВ 545-77.
    (Измененная редакция, Изм. N 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).
    якорь
    Черт.3. Схема вакуумная установки для ввода газообразной пробы 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 разрежения; 16 - парортутный насос
    Черт.3
    Насос вакуумный парортутный типа Н-50 Р.
    Насос предварительного разрежения типа ВН-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, см/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 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.

    ________________
    * Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


    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.
    якорь
    Черт.4, 5. Типовые хроматограммы
    1 - кислород; 2 - азот Черт.4 1 - азот; 2 - окись азота Черт.5

    4.4.4.Обработка результатов
    Массовую долю азота, окиси азота и кислорода () в процентах вычисляют по формуле
    ,
    где - площадь пика определяемого компонента, мм;
    - сумма приведенных площадей всех пиков, мм.
    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 - .
    4.4.1-4.4.4.(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
    якорь
    5.УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
    5.1.Продукт упаковывают в стандартные баллоны из легированной стали вместимостью от 0,4 до 8,0 дм по ГОСТ 949-73 или в запаянные ампулы с разбивающимся вентилем, изготовленные из стекла марки ХС1 или ТХС1 по ГОСТ 21400-75, вместимостью 1100 см (см. черт.6).
    (Измененная редакция, Изм. N 1).
    5.2.В качестве адсорбента в баллоны на 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 9,6·10 Па. Давление контролируют манометром.
    Максимальное давление газа в баллоне не должно превышать рабочее давление баллона в условиях полной десорбции газообразного азота с адсорбента.
    якорь
    Черт.6

    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.
    5.10.Стеклянные ампулы помещают в специальные пенопластовые амортизаторы (черт.7).
    якорь
    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*.

    ______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 14192-96. - Примечание изготовителя базы данных.


    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.
    якорь
    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. N 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.