СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОБЩЕЙ СЕРЫ В ОРГАНИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ Российский патент 2003 года по МПК G01N31/22 G01N1/28 G01N21/82 G01N15/06 

Изобретение относится к области обеспечения аналитического контроля содержания общей серы в органических материалах, преимущественно в талловой канифоли, в т. ч. модифицированной талловой канифоли, в талловом пеке, а также продуктах на его основе - пектол, пековый концентрат ЛТМ (смесь таллового пека с лиственным талловым маслом и жидкими продуктами ректификации таллового масла).

Известен способ определения серы в нефтехимических продуктах путем йодометрического или микрокулонометрического титрования с добавкой азида щелочного металла (см. US, 3598531, н.кл. 436-123, опубл. 10.08.1971).

Однако такой способ требует специальной предварительной обработки в скрубберах и вовсе не пригоден для определения серы в таких органических материалах как талловая канифоль, талловый пек и продукты на его основе.

Ближайшим аналогом описываемого изобретения является способ определения содержания общей серы в органическом материале, включающий сжигание навески исходного органического материала в присутствии смеси оксида магния и карбоната натрия при их массовом соотношении соответственно 2:1 с образованием сульфита натрия, растворение полученного продукта в воде, отфильтровывание осадка, его промывку, обработку образовавшегося фильтрата, содержащего сульфит натрия, пероксидом водорода в кислой среде при рН 1-3 с образованием сульфат-ионов, связывание сульфат-ионов хлоридом бария и определение искомой величины с последующим пересчетом на общее содержание серы (см. Б.М. Рыбак "Анализ нефти и нефтепродуктов", Москва, Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1962, с. 416-417).

Согласно этому способу связывание сульфат-ионов хлоридом бария осуществляют путем образования осадка сульфата бария. Полученный осадок отфильтровывают, промывают, прокаливают, взвешивают на аналитических весах и определяют массу сульфата бария (гравиметрически), которую пересчитывают на содержание серы.

Такой способ очень длителен в осуществлении и не приспособлен для определения содержания общей серы в таких органических материалах, как талловая канифоль, талловый пек и продукты на его основе - пектол, пектовый концентрат ЛТМ (смесь таллового пека с лиственным талловым маслом и жидкими продуктами ректификации таллового масла). Кроме того, при низком содержании серы в исходном материале этот способ приводит к увеличению погрешности определения содержания общей серы.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является обеспечение возможности расширения области использования способа для определения содержания общей серы в таких органических материалах, как талловая канифоль, талловый пек и продукты на его основе - пектол, пековый концентрат ЛТМ (смесь таллового пека с лиственным талловым маслом и жидкими продуктами ректификации таллового масла), а также сокращение времени проведения анализа и повышение его точности при низком содержании серы в исследуемом материале.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения содержания общей серы в органическом материале, включающем сжигание навески в присутствии смеси оксида магния и карбоната натрия при их массовом соотношении 2: 1 с образованием сульфата натрия, растворение полученного продукта в воде, отфильтровывание осадка, его промывку, обработку образовавшегося фильтрата, содержащего сульфит натрия, пероксидом водорода в кислой среде при рН 1-3 с образованием сульфат-ионов, связывание сульфат-ионов хлоридом бария и определение искомой величины с последующим пересчетом на общее содержание серы, согласно изобретению связывание сульфат-ионов осуществляют путем образования взвеси, которую получают путем смешения 4-6 %-го водного раствора хлорида бария, стабилизированного смесью этиленгликоля и этилового спирта при объемном соотношении раствора хлорида бария, этиленгликоля и этилового спирта соответственно 1:3:3, с обработанным пероксидом водорода фильтратом, а определение искомой величины берут путем фотометрического анализа взвеси с последующим определением содержания сульфат-ионов по калибровочному графику "оптическая плотность - количество сульфат-ионов", которые пересчитывают на содержание общей серы.

При этом в качестве исходного органического материала используют талловую канифоль, или талловый пек, или продукты на его основе.

Смесь оксида магния и карбоната натрия к навеске исходного органического материала берут предпочтительно при их массовом соотношении соответственно от 3:1 до 12:1.

Авторами настоящего изобретения было установлено, что именно сочетание упомянутой последовательности подготовки анализируемого органического материала с последующим переводом сульфат-ионов во взвесь сульфата бария и фотоколориметрическим определением содержания сульфат-ионов позволяет даже при низком содержании серы с высокой точностью определить ее количество.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.

Пример 1. На аналитических весах берут навеску канифоли массой 1,83390 г, помещают в фарфоровый тигель. Добавляют смесь Эшке (оксид магния и карбонат натрия в массовом соотношении 2:1) в количестве 6 г (соотношение смеси Эшке к навеске 3,27) и сжигают в муфельной печи при температуре 800^o С в течение 3-х ч. Образовавшийся продукт после охлаждения переносят в стеклянный стакан объемом 200 мл. Оставшиеся на стенках частицы смывают водой в тот же стакан. Добавляют 50 см³ воды и доводят до кипения. Образовавшийся раствор отфильтровывают в коническую колбу на 250 см³, осадок несколько раз промывают декантацией, сливая раствор в ту же колбу, затем переносят на фильтр и промывают на фильтре. В фильтрат добавляют 10 см³ соляной кислоты 1: 1 и 10 см³ 3%-го раствора пероксида водорода при рН 1, кипятят 30 мин, затем охлаждают до комнатной температуры. Раствор количественно переносят в мерную колбу емкостью 200 см³ и доводят до метки дистиллированной водой. Пипеткой отбирают 50 см³ этого раствора и переносят в мерную колбу на 100 см³. Туда же добавляют 25 см³ раствора хлорида бария, стабилизированного смесью спирта и этиленгликоля в объемном соотношении соответственно 1:3:3. Доводят до метки дистиллированной водой и выдерживают образующуюся взвесь 30 мин. Оптическую плотность раствора измеряют на КФК-2 при длине волны 364 нм в кювете длиной 50 мм. Проводят три измерения оптической плотности и получают ее значение 0,518; 0,518; 0,519. По калибровочному графику "оптическая плотность - содержание сульфат-ионов" находят содержание сульфат-ионов: 0,00810 мг/см³ и пересчитывают его на содержание серы, которое составляет 0,039%.

где ω_S - содержание общей серы, %;
х - количество сульфат-ионов на 1 мл раствора, полученное по калибровочному графику, г;
V_общ. - объем мерной колбы, мл;
n - разбавление раствора;
m₀ - масса серы, определенная в холостом опыте, мг;
m_нав - масса навески органического материала, г.

Пример 2. Способ определяют аналогично примеру 1, но в качестве исходного органического материала для определения в нем содержания общей серы берут пековый концентрат ЛТМ, представляющий собой смесь таллового пека с лиственным талловым маслом и жидкими продуктами ректификации таллового масла.

Берут 6%-ный водный раствор хлорида бария. Смесь оксида магния и карбоната натрия берут при ее соотношении к навеске ЛТМ 12:1. Обработку фильтрата проводят при рН 3.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве исходного органического материала берут талловый пек. Берут 5%-ный раствор хлорида бария. Смесь оксида магния и карбоната натрия берут при ее соотношении по навеске таллового пека 6:1. Обработку фильтрата проводят при рН 2.

Описанные выше примеры являются непродолжительными (не более 5 ч), отклонение параллельных измерений от среднего значения при доверительной вероятности 95% составляет не более 5%, тогда как в известном способе при определении содержания общей серы в аналогичных продуктах при низком содержании общей серы (сотые доли процента) отклонение составляет 20%.

Область использования: обеспечение аналитического контроля содержания общей серы в органических материалах, преимущественно в талловой канифоли, в том числе модифицированной, в талловом пеке, а также в продуктах на его основе - пектол, пектовый концентрат ЛТМ (смесь таллового пека с лиственным талловым маслом и жидкими продуктами ректификации таллового масла). Сущность изобретения: способ включает сжигание навески исходного органического материала в присутствии смеси оксида магния и карбоната натрия при их массовым соотношении соответственно 2:1 с образованием сульфита натрия, и полученный продукт растворяют в воде. Затем осадок отфильтровывают, промывают, обрабатывают образовавшийся фильтрат, содержащий сульфит натрия, пероксидом водорода при рН 1-3 с образованием сульфат-ионов, после чего связывают сульфат-ионы хлоридом бария. При этом связывание сульфат-ионов осуществляют путем образования взвеси, которую получают путем смешения 4-6%-го водного раствора хлорида бария, стабилизированного смесью этиленгликоля и этилового спирта при объемном соотношении раствора хлорида бария, этиленгликоля и этилового спирта соответственно 1:3:3, с обработанным пероксидом водорода фильтратом. После этого определяют исходную величину с последующим пересчетом на общее содержание серы, причем определение искомой величины ведут путем фотоколориметрического анализа взвеси с последующим определением содержания сульфат-ионов по калибровочному графику "оптическая плотность - количество сульфат-ионов", которое пересчитывают на содержание общей серы. В качестве исходного органического материала используют талловую канифоль, или талловый пек, или продукты на основе таллового пека. Смесь оксида магния и карбоната натрия к навеске исходного органического материала берут при их соотношении соответственно от 3:1 до 12:1. Способ позволяет значительно сократить продолжительность процесса и снизить погрешность определения (отклонение ошибки). 2 з.п. ф-лы.

1. Способ определения содержания общей серы в органическом материале, включающий сжигание навески исходного органического материала в присутствии смеси оксида магния и карбоната натрия при их массовом соотношении соответственно 2: 1 с образованием сульфита натрия, растворение полученного продукта в воде, отфильтровывание осадка, его промывку, обработку образовавшегося фильтрата, содержащего сульфит натрия, пероксидом водорода в кислой среде при рН 1-3 с образованием сульфат-ионов, связывание сульфат-ионов хлоридом бария и определение исходной величины последующим пересчетом на общее содержание серы, отличающийся тем, что связывание сульфат-ионов осуществляют путем образования взвеси, которую получают путем смешения 4-6%-го водного раствора хлорида бария, стабилизированного смесью этиленгликоля и этилового спирта при объемном соотношении раствора хлорида бария, этиленгликоля и этилового спирта соответственно 1: 3: 3, с обработанным пероксидом водорода фильтратом, а определение исходной величины ведут путем фотоколориметрического анализа взвеси с последующим определением содержания сульфат-ионов по калибровочному графику "оптическая плотность - количество сульфат-ионов", которое пересчитывают на содержание общей серы. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного органического материала используют талловую канифоль, или талловый пек, или продукты на основе таллового пека. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь оксида магния и карбоната натрия к навеске исходного органического материала берут при их массовом соотношении соответственно от 3: 1 до 12: 1.