Способ определения уксусной кислоты в воздухе Советский патент 1983 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии и может быть исполь зовано в химической, фармацевтичес кой, текстильной и других областях промышленности для быстрого определения малых концентраций паров уксусной кислоты в воздухе. Известен способ определения паров уксусной кислоты в воздухе путем протягивания анализируемой пробы воздуха через два последовательно соединенных поглотительных прибора, содержащих по 5 мл воды,с последующим добавлением иодата и, иодида калия и титрованием выделив шегося иода раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала l . Недостатками способа являются низкая чувствительность, равная 3 мг/м ,. и точность измерения, обусловленная многооперационностью и сложностью выполнения способа и равная 2 мг/м при содержании уксусной кислоты в воздухе 5 мг/м. Известен способ определения уксусной кислоты в воздухе с использованием индикаторной ленты автома тических фотоколориметрических газоанализаторов . По этому способу хромогенный реактив, состоящий из растворов бромкрезолового зеленого индикатора, аналина и гидрокарбоната натрия,, наносят на тканевую ленту: обрабатывают анализируемым воздухом и фотоколориметрируют образовавшееся на ленте окрашенное соединение 2 . Недостатками метода являются не ДОС 7; 3 точная чувствительность (2 Ml/н ) и точность определения. Наиболее близким к изобретению по аехнической сущности и достигае мому результату является способ оп ределения уксусной кислоты в возду путем пропускания анализируемого воздуха через воду, обработки водн го раствора гидроксиламином и зате сульфаниловой кислотой и oi. -нафти амином с последующим колориметрированием полученного окрашенного раствора. Чувствительность определ ния 5 мкг в 0,1 мл определяемого раствора з . Недостатками способа являются низкая чувствительность, недостаточная точность определения (3 мг/ к длительность анализа (около 4ч) связанные с многостадийностью способа . Цель изобретения - повышение ТОЧНОСТИ;, чувствительности и сокра щение времени определения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в пропускании анализируе мой пробы через, воду, добавлении к полученному раствору хромогенного реактива в объемном отношении 1:0,75-1,содержащего О,015-0,020%-ный раствор бромтимолового синего индикатора, 0,5-1,0%-ный раствор анилина и 0,2-0,3%-ный раствор гидрокарбоната натрия, взятых в объемном отношении 1:0,010-О,020:0,006-0,008 с последующим колориметрированием образующегося окрашенного раствора. Растворы готовят следующим образом. Для приготовления бромтимолового синего индикатора взвешивают 800 мг бромтимолового синего индикатора, вносят в мерную колбу емкостью 100 мл и заливают на 2/3 ее объема 20%-ным раствором этилового спирта в бидистиллированной прокипя.ченной воде. Раствор тщательно перемешивают и оставляют в темном месте. Через сутки в колбу добавляют того же раствора до метки и перемешивают. Соответствующим разбавлением водой готовят необходимые растворы бромтимолового синего индикатора. Для приготовления О,8-1,2%-ного раствора анилина в мерную колбу емкостью 100 мл вносят 0,8-1,2 мл анилина марки ХЧ, добавляют 50 мл бидистиллированной прокипяченной воды и растворяют путем интенсивного взбалтывания. Затем доводят водой до метки. Для приготовления О,25-0,35%-ного раствора гидрокарбоната натрия взвешивают 0,25-0,35 г гидрокарбоната натрия марки ХЧ и растворяют в 100 мл бидистиллированной прокипяченной воде. Для приготовления стандартного раствора уксусной кислоты в мерную колбу емкостью 50 мл вносят 10-15 мл бидистиллированной прокипяченной воды и взвешивают. Затем добавляют 0,04-0,05 мл, ледяной уксусной кислоты и взвешивают вторично. Доводят содержимое колбы водой до метки, перемешивают и вычисляют содержание уксусной кислоты в 1 мл раствора. Соответствующим разбавлением готовят раствор, содержащий 0,1.мг/мл. Для приготовления реактивного раствора в мерную колбу емкостью 250 мл вносят 150 мл 0,016-0,022%-ного раствора бромтимолового синего индикатора, 2,0-4,0 мл О,8-1,2%-ного раствора анилина и 1,6-2,0 мл О,25-0,35%-ного раствора гидрокарбоната натрия. Раствор тщательно перемешивают .и доводят до метки раствором бромтимолового синего индикатора . Градуировка фотоэлектрического колориметра. В колбы емкостью 25 мл вливают 5,0; 4,9; 4,8; 4., 7; 4,6 И 5, 4,4; 4,3; 4,2; 4,1 и 4,0 бидистиллированной прокипяченной воды, добавляют соответственно 0,0; 0,1; 0,2;

о,з; о-,4; 0,5;. о,б; о,; o,8j 0,9

и 1,0 мл стандартного раствора уксусной кислоты, тщательно перемешивают и доводят до 10 мл реактивным раствором. Через 5 мин растворы колориметрируют на красном светофильтре относительно холостого раствора. Строят зависимость оптической плотности от содержания уксусной кислоты в растворе.

Обоснование выбора интервалов концентраций растворов.

Приготавливают 0,010, 0,015, 0,020, 0,025,. 0,030%-ные растворы бромтимолового синего индикатора. В мерные колбы емкостью 250 мл вносят по 150 мл.соответствующего раствора бромтимолового синего индикатора, 30 мл 1%-ного раствора анилина и 1,8 мл 0,3%-ного раствора гидрокарбоната натрия. Растворы тщателно перемешивают и доводят до метки соответствующим раствором индикатора. Для каждого.реактивного раствора приготавливают стандартную шкалу и на фотоэлектрическом колориметре определяют зависимость оптической плотности от концентрации уксусной кислоты. Результаты приведены в табл.1.

Из табл.1 следует, что наиболее оптимальным является реактивный раствор, содержащий 0,02%-ный раствор бромтимоловото синего индикатора .

Приготавливают 0,02%-ный раствор бромтимолового синего индикатора, 1%-ный раствор анилина-и 0,1, 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5%-ные растворы гидрокарбоната натрия. В мерные колбы емкостью 250 мл вносят 150 мл О,02%-ного,раствора бромтимолового синего индикатора, 3,0 мл 1%-ного раствора анилина и 1,8 мл. соответствующего раствора гидрокарбоната натрия. Растворы тщательно перемешивают и доводят до метки раствором бромтимолового синего индикатора. Для каждого реактивного раствора готовят стандартную шкалу и на фотоэлектрическом колориметре снимают зависимость оптической плотности от концентрации уксусной кислоты в растворе. Результаты приведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что наибольшей чувствительностью обладает раствор содержащий 0,3%-ный раствор гидрокарбоната натрия.

Приготавливают 0,02%-ный раство бромтимолового синего индикатора, 0,3%-ный раствор гидрокарбоната натрия и 0,0; 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0%-ные растворы анилина. В мерны колбы емкостью 250 мл вносят 150 м О,02%-ного раствора бромтимолового

оянего индикатора; 1,8 мл 0,3%-ного раствора гидрокарбоната натрия и 3,0 мл соответствующего раствора анилина. Растворы тщательно перемешивают и доводят до метки раствором бромтимолового синего индикатора. Для каждого реактивного раствора готовят стандартную шкалу и на фотоэлектрическом колориметре снимают зависимость оптической плотности от концентрации уксусной кислоты в растворе. Результаты приведены в табл.3.

Из табл.3 следует, что увеличение

концентрации анилина в растворе более 1,0% не приводит к изменению его чувствительности. Анилин обеспечивает стабильность реактивного рйствора во времени.

Пример 1. Приготавливают реактивный раствор, состоящий из 1,8 мл 0,3%-ного раствора гидрокарбоната натрия, 3,0 мл 1,0%-ного раствора анилина и 245,2 мл 0,02%-ного раствора бромтимолового синего индикатора, строят стандартную шкалу и градуировочную характеристику для фотоэлектрического колориметра. В поглотитель Зайцева наливают 5 мл

бидистиллированной прокипяченной воды и пропускают через него 3 л/дм анйлизируемого воздуха со скоростью 20-30 л/ч. Затем через внутреннюю газоподводящую трубку поглотителя

вводят 5 мл реактивного раствора, перемешивают и колориметрируют на красном светофильтре фотоэлектрического колориметра, например,ФЭК-М (ФЭК-56М) в кюветах с толщиной . слоя 20 мм. При этом используют гальванометр типа М-192 или аналогичный. По величине оптической плотности с.помощью градуировочной характеристики находят количество уксусной кислоты в исследуемом растворе (в мг). Содержание уксусной

кислоты в воздухе находят по формуле

„ X 1000

U где X - содержание уксусной кислоты в исследуемом растворе, мг; V - приведенный к нормальным

условиям объем пропущенной через поглотитель а 1ализируемой воздушной смеси,л. Пример 2. Выполнение способа при граничных значениях объемных содержаний ингредиентов в реактивном растворе.

Приготавливают следующие реактивные растворы.

Раствор, содержащий 1,5 мл 0,3%тного раствора гидрокарбоната натрия, 2,5 мл 1%-ного раствора анилина и 246,0 мл 0,02%-ного раст вора бромтимолового синего индикатора. Раствор, содержащий 1,8 мл О,3%-ного раствора гидрокарбоната натрия} 3,75 мл 1%-ного раствора анилина и 244,5 мл 0,02%-ного раст вора бромтимолового синего индикатора. Раствор, содержащий 2 мл О,3%-н го раствора гидрокарбоната натрия 5,0 мл 1%-ного анилина и 24.3 мл 0,02%-ного раствора бромтимолового синего индикатора. В поглотитель Зайцева вносят 5 мл бидистиллированной прокипячен ной воды, пропускают через него 3 анализируемой воздушной смеси с концентрацией уксусной кислоты, равной 0,0; 2,0; 5,0; 10,0 мг/м, и добавляют 5 мл реактивного раствора. После колориметрирования по формуле определяют содержание ук.сусной кислоты в воздухе. Результаты приведены в, табл,4. Из табл.4 видно, что максимальное отклонение между определениями относительно заданной концентрации составляет 0,15 С 2,0 мг/м; 0,2 С 5,0 0,3 С, 10,0 мг/мЗ. Пример 3, Выполнение спо соба при различных значениях объ: емных соотнсяиений вода - реактивный раствор. В поглотитель Зайцева вносят 2, 4, 6, 8 и 9 мл бидистилл рованной прокипяченной воды, пропу кают через него 3 .л анализируемой воздушной смеси с концентрацией уксусной кислоты равной 5 мг/м и добавляют соответственно 8,6, 4,и 1 мл реактивного раствора, перемешивают и колориметрируют. Находя концентрацию уксусной кислоты в во духе. Результаты приведены в табл Пример 4. Воспроизводимость определений. Верут реактивный раствор 2 и проводят по 10 определений для заданных значений концентраций уксусной кислоты в воздухе. Результаты приведены в табл.6. Из табл.6 следует, что максимальное отклонение серии определений от среднего арифметического значения составляет 0,37 мг/м, а наибольшее значение абсолютной погрешности равно 0,43 мг/м. Пример 5. Чувствительность определения. Через поглотительный прибор, содержащий 5 мл воды, пропускают по 3 л анализируемой воздушной смеси с содержанием уксусной кислоты 5,о; 4,0,- 3,0, 2,0; 1,о; 0,5 и 0,25 мг/м, добавляют по 5 мл реактивного раствора и определяют концентрацию уксусной кислоты, при которой наблюдают устойчивое отклонение оптической плотности по фотоэлектрическому колориметру. Результаты приведены в табл.7. Из табл.7 видно, что чувствитель- , ность определения составляет 0,5 мг/М уксусной кислоты в воздухе. Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ определения уксусной кислоты обладает простотой и может быть использован для быстрого определения паров уксусной кислоты в воздухе. Точность определения (0,5 мг/м) уксусной кислоты в воздухе значительно превышает точность известных способов (точность определения по известному способу 3 мг/м). Чувствительность определения составляет 0,5 (по известному способу 5 мг/м).Длительность определения составляет 20 мин (по известному, способу около 4ч). Таблица

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ В ВОЗДУХЕ путем пропускания анализируемой пробы через воду, добавления к полученному раствору хромогенного реактива с последующим колориметрированием образующегося окрашенного раствора, о тличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и сокращения времени определения, в качестве хромогенного реактива используют раствор, содержащий 0,015-0,020%-ный раствор бромтимолового синего индикатора, 0,5-1,0%-ный раствор анилина и 0,2-0,3%-ный раствор гидрокарбо € ната натрия, взятых в объемном отношении 1:0,010-0,020:0,006-0,008, (О и хромогенный реактив добавляют к водному раствору анализируемой пробы в объемном отношении 1:0,75-1.

0,0

0,0 0,15 0,18

0,28

0,28 0,30 0,42 0,47 0,50

0,56

0,50

0,0

0,0 0,075 0,060

0,230

0,190 0,350 0,390 0,580 0,560

0,770

0,750

Содержание реактивного раствора, мл

Концентрация , , мг/мТаблица 2

2,2

4,9

4,4 4,87

Концентрация CHfl н мт-/мЭ

, мг/м 5,(

4,0

Величина

оптической

0,21 0,15

плотности

Таблица 6

2,0 1,0 0,5 0,25

0,10 0,07 0,043 0,019 0,0