Способ определения содержания свинца в авиационных и автомобильных бензинах Советский патент 1984 года по МПК G01N33/22 

Изобретение относится к анализу материалов, содержащих органические соединения свинца, преимущественно авиационных и автомобильны бензинов, и может применяться в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и в других отраслях народного хозяйства при хранении и применении моторных топ лив. Известны способы определения со держания свинца в растворах с помощью молибдатного, йодометрического, мер кури метрического, комплексонометрического, гравиметрического , полярографического и колориметрического анализов fl) . Эти способы, обладая тем или иным достоинством, однако продолжительны во времени, сложны в исполнении и аппаратурном оформлении Наиболее близким по технической сущности к изобретению является сп соб определения содержания свинца в авиационных и авто1 к5бильных бензинах, основанный на химической реакции хлористых соединений свинца после разложения его алкильных соединений соляной кислотой при ки пячении с трилоном В (метод .комплексонометрического титрования) f2J Недостатками известного способа являются субъективная оценка конца титрования и большая погрешность измерения (+0,38 г/кг)j недостаточ ная воспроизводимость результатов анализа и влияние на них смолистых веществ, содержащихся в бензине, необходимость во многих химических реактивах, а также длительность ан лиза С2 ч). Цель изобретения - повышение то ности и сокращение времени анализа Поставленная цель достигается тем, что по способу определения свинца в авиационных и автомобильных бензинах, химическую реакцию о ществляют путем взаимодействия ион свинца, фтора и хлора с образовани PbFCl на фоне 1, - ЗЗ-Ю м хлор-ионов в растворе эталона при рН 5,0-6,5 и отношении ионов F/Pb(1,1:1) - (10:1 С последующим определением остаточной концентрации фтора и расчетом содержания свинца по следующей зависимости: Х 2,072. (С - Сг), где X - содержание свинца, г/кг бензина; соответственно концентраци фтор-иона до и после введе ния в раствор навески, содержак ей катионы свинца, М VH - объем раствора для анализа|Л V - объем пробы бензина, взятый- для анализа, мл р - плотность бензина при температуре отбора пробы, 2,07210 - атомный вес свинца, умноженный на переводной коэффициент 1000. Предпочтительно концентрацию определять с помощью фторселективного электрода. Обязательнымусловием способа является получение осадка, строго соответствующего составу PbFC) Pb + ГЧ- СГ Результаты исследования влияния концентрации и соотношения исход(Ных веществ, рН и других условий на протекание этой реакции до конца в нужном направлении представлены на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показано образование осадка PbFCl в этаноле в зависимости от рН в присутствии десятикратного избытка хлор-ионов (1)и при его отсутствии 2) ; на фиг. 2 влияние концентрации хлор-ионов на образование осадков различного состава в реакции взаимодействия ионов фтора и свинца при их соотношении (1,1:1) - (10:1) и концентрац}1И фтор-иона на фиг. 3 - градуировочный график определения фторионов. Влияние хлор-ионов на расширение области рН, в которой гарантирована полнота протекания реакции ионов свинца и фтора с образованием PbFCl подтверждается экспериментальными данными, представленными на фиг. 1. Установлено, что время реакции при этих условиях составляет 5 мин. Устойчивая область рН 5,0-6,5. За пределами этой области количество фтора, вступившего в реакцию со свинцом, снижается. Использование этанола в качестве растворителя также способствут полному переводу продуктов ре кции (pbFCl))B осадок. При проведеии реакции в водных растворах достичь полного перевода продуктов еакции в осадок не удается. Минимальное количество хлор-ионов, еобходимое для образования осадка bFCl, подтверждается результатами сследований, представленными на иг. 2, и соответствует значению 1,. При содержании хлор-ионов ниже этой величины состав осадка соответствует преимущественно сосаву PbF, При содержании хлор-ионов 3510 М и более реакция сдвигается в сторону оеЗразования осадка состава PbС 1 . Концентрация 3510 хлрр-ионов является верхним предел его использования. Отношение ионов фтора к свинцу может меняться в пределах (1,1:1) (10:1). При отношении, меньшем 1,1 количество ионов фтора Недостаточно для полного осаждения свинца, а при отношении, большем 10:1, точность определения свинца снижается . поскольку изменение концентрации фТор-ионов в растворе до опыта и после (с ;( - С становится исчезающе малым. . Рентгенострукт урным анализом по тверждено, что комплекс свинца состава РЬРС образуется устойчиво только в том случае, если реакцию взаимодействия осуществляют на фоне 1,5-10 - хлор-ионов, вводимых, например в виде хлорида натрия, в растворе эталона при рН 5,0-6,5 и отношении F/Pb(1,1:1) (10:1), т.е. в широком диапазоне исходных концентраций реагирующих веществ. . Это позволяет непосредственно определять содержание свинца по ко личеству осажденного фтора, равного разности между его исходным ко.личеством (с ) и оставшимся в растворе после реакции (Cj). Определение концентрации фтора в растворе осуществляют на рН-метрмилливольтметре {с погрешностью .не более +1 м с помощью фторселективного и хлорс ребряного электродов, измеряя ЭДС/Е, мВ/цепи и пользуясь градуир вочным графиком, представленным на фиг. 3. ---. Оптимальные условия определения свинца в бензинах по реакции образ вания PbFCI в этаноле следующие: и ходное содержание фтор-ионов I-IO содержание .свинца в растворе 0,5. 9,0-10 М; концентрация хлор-ионов 1,510 - ЗЗ-Ю Н, рН 5,0-6,5. Пример. Подготовленную по известному способу навеску 10 мл (Vj) авиационного бензина переносят количественно в мерную колбу на 100 МП (V,), в колбу добавляют 2,5-10 моль хлорида натрия, 1-10моль фтористого натрия (т.е. IlO М - значение C-f для расчетной формулы) и 50 мл этилового спирта. Объем до метки доводят дистиллированной водой и переносят в стакан для измерения. В стакан погружают фторселективный, стеклянный и хлорсеребряный электроды и включают мешалку. По стеклянному электроду растворами NaOH или HNO доводят рН до среды 6,0-6,2. По значению ЭДС между фторселективным и хлорсеребряным электродами (Е приведенном примере ЭДС 142 мв) на градуировочном графике определяют количество фтора С, не вступившее в реакцию со свинцом, т.е. оставшееся в растворе в виде фториона С 6-10 моль/л (фиг. з) . Содержание свинца в бензине оценивают по эквивалентному количеству связанного с ним фтора. Количество фтор-ионов, связанных со свинцом, определяют как разницу . t количеством фтор-ионов, вве7тенных в реакцию С и оставшихся в свободном виде С после реакции. Содержание свинца в бензине х, г/кг) определяют по формуле у 0,1 (l 10 -0,6-10 ) 2, X 0,751.10 1.10 г/кг Погрешность определения свинца составляет +0,07, общее время анализа 65 минТ По сравнению с известным предлагаемый способ прост в исполнении в 2 раза сокращает время проведения анализа и в 5 раз повышает точность определения свинца.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА В АВИАЦИОННЫХ И АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНАХ, основанный на химической реакции, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьшения точности и сокращения времени анализа, химическую реакцию осуществляют путем взаимодействия ионов свинца, фтора и хлора q образованием PbFCl на фоне 1,510 - 35102м хлор-ионов в растворе этанола при рн 5,0-6,5 и отношении ионов F/Pb

&.5

/fo/iwecmSo cr,SSeS HffoeSpeaf(i4c/fo fio/ii

10

uz.2

r-w

Концентрация 1 ид-иома, мель/л

r2

J

llff

IW

1-W Фиг.З