Способ анализа диоксид-хлорид азота Советский патент 1984 года по МПК G01N21/64 

ot

4:ii

к

Изобретение относится к спектрофотометрическому способу анализа газов, в частности к определению диоксид-хлорид азота в газовых средах с помоьчью ультрафиолетовой (УФ) спектрофотометрии.

Известен химическиП метод анализа диоксил-хлорид азота путем перевода анализируемого компонента в раствор погло1иением щелочей или кислотой с после,цукхцим титрованием продуктов реакции l. Известен также газохроматографический способ анализа NO2CE при температуре термостатирования хроматографческой колонки -10°С с использованием силанизированньтх диатомитовых носителей и галогенированннх соединений в качестве УСИДКИХ фаз 2 .

Недостатками указанных способов является периодичность, сложность и недостаточно высокая чувствительность анализа. Для химического и газохроматографического методов минимальная регистрируемая концентрация NO2C6 составляет 0,01 об.%.

Наиболее близок к предлагаемому способ анализа диоксид-хлорид азота путем освеъчения анализируемой среды и измерения поглощения излучения, согласно которому анализ проводят регистрируя поглощение в области 1685 , где коэффициент экстинкции диоксид-хлорид азота имеет максимальное значение, а минимальная регистрируемая концентрация N O2Cg равна 0,01 об.%. Проведенные с помощью отечественного спектрофотометра ИКС-14 измерения коэффициента погашения на этой частоте дали величину равную 8 VUobVo Минимально регистрируемая концентрация составляет 0,01 об.% З .

Недостатком данного способа является невысокая чувствительность анализа, а также частичный распад ,связанный с тепловым воздействием инфракрасного излучения.

Целью изобретения является повышение чувствительности анализа.

Для достижения поставленной цел согласно способу анализа диоксидхлорид азота путем осве11ения анализируемой среды и измерения поглоще,ния излучения, в анализируемую среду добавляют газообразный хлор в соотношении , а измерение поглощения проводят в ультрафиолетовой области спектра на длине волны 192-198 нм, источником ультрафиолетового излучения мощностью 60. Вт.

Ввод газообразного хлора осуществляют для подавления диссоциации диоксид-хлорид азота, протекающего под действием ультрафиолетового излучения. Коэффициент погашения диоксид-хлорид азота в присутствии хлора на длинах волн 192198 нм составляет 75,4 - В3,01/м.об. минимальная регистрируемая концентрация составляет 0,001 об.%, ч:ро примерно в 10 раз превычает чувствительность анализа по прототипу .

Известно, что в системе К 0,CgС62 под действием УФ-излучения, испускаемого ртутной лампой, при длинах волн более 280 нм и с максимуглом . излучения в области 365 нм, область поглощения УФизлучения молекулярным хлором, происходит процесс разложения молекул С02 до радикалов СВ , которые в свою очередь, взаимодействуют с молекулами . Общий механизм проЦесса следующий:

С - св+ се°

се.

се + No2ce

NOr

Согласно изоб эетению форометрироание проводят в области спектра 192-198 нм на приборах типа Спектроом-202 и СФ-16, в которых в качестве источника УФ-излучения применяются лампы, имеющие мощность 30 60 Вт. При этом согласно приведенным данным наблюдаетсяОчень слабое поглощение УФ-излучения молекулами газообразного хлора и отсутствует его диссоциация. В этой обпасти также отсутствует поглощение N2 и 0/2 (5) возможных компонентов в анализируемой сухой газовой смеси.

Пример 1. Кювета, сравнения длиной 120 мм с размером каналов 10-20 мм заполнена смесью инертного газа и хлора в соотношении 1:1. В кювету измерения, аналогичную кювете сравнения, подают анализируемый газ, содержащий , смешанный с газообразным хлором в соотнощении 1:1. Производят фотометрические измерения оптической плотности анализируемой смеси в УФ-области спектра. Результаты измерений при изменении содержания от 0,05

RO 0,15 об .% приведены в табл.1 в виде усредненных коэффициентов погашения на различных длинах волн.

В табл. 1 также приведеньл коэффициенты погашения молекулярного хлора в УФ-области спектра. Длина волны, 31073642 Коэффициенты погашения диоксид-хлорид азота в смеси с хлором и молекулярного хлора в УФ-области спектра (K VNoH/J «,.,-..„ .-4 185 190 192 194 195 196 Таблица 1

СПОСОБ АНАЛИЗА ДИОКСИДХЛОРИД АЗОТА путем освещения анализируемой среды и измерения поглощения излучения, отличающийся тем, что, с целью повыыения чувствительности анализа, в анализируемую среду добавляют газообразный хлор в соотносчении 1:1, а измерение поглощения проводят в ультрафиолетовой области спектра на длине волны 192-198 нм источником ультрафиолетового излучения мощностью 30-60 Вт. (Л

. 65,5 73,8 76,2 81,0 83,0 81,0 „СВо-ю 27 42 42 35 27 23

Как видно из данных табл. 1 максимальное значение коэффициента погашения диоксид-хлорид азота находится а области 192-198 им, а молекулярного хлора - в области 330 нм (что соответствует литературным данным). В области поглощения N02CB молекулярный хлор имеет величину коэффициента погашения в 3000 раз меньше, чем для ,

При анализе фотометрированйе следует проводить в области 192-198 нм, где наблюдается максимальная чувствительность WpgCB 0,001 об.%. Фотометрирование вве интервала 192-198 нм приводит к уменьшению чувствительности анализа 1,5 - 2 раза. В указанном диапазоне волн на Я 195 нм были

Содержание хлора

Б анализируемой смеси,.

об.%

Коэффициент погашения, 1/м. об.%

Как видно из табл. 2, для подав;:ения диссоциации KOi2C6 содержание хлора в смеси должно составлять 30-50 об.%. При содержании хлора в анализируемой смеси менее 30 о6.%

30 проведены спектрофотометрические измерения смеси + С0/2 г cqдержащей различные количества хлора. Результаты приведены ниже.

П .р и м е р 2. Кювету сравнения (по примеру 1) заполняют газовой смесью Не+Сб) в различных соотношениях. В кювету измерения подают анализируемый газ, содержащий НОгСЕ в смеси с хлором в таком же соотношении, в каком находятся гелий с хлором в кювете сравнения. Проводят фотометрические измерения оптической плотности анализируемой скеяи на длине волны 195 нм. Результаты измерений при содержании в смеси 0,1 об.% приведены в табл. 2.

Таблица 2

5 10 20 30 50 80 32,0 46,3 56,2 76,7 83,0 83,0

60

заметно уменьшается чувствительность анализа , увеличение содержания cSjiB смеси более 50 об.% не приводит к увеличению чувствитель65 ности анализа. 75,4 64,3 61,2 40,5 25 19 17 12 9 5 Результаты опытов, характеризующиеся воспроизвод1-1мостью измерений на длине волны 198 нм при концентрации в рабочей кювете. 0,01 0,15 об.%, концентрации Cgg - 50 об.%

.-„„.„

C°fl....o6v% 0,010,05

-

Как-1видно из табл, 3, оптическая плотность при измерениях постоянна и не изменяется во времени. Относительная ошибка составляет 3 - 5 % Все спектральные измерения проводят при на указанных приборах. Газовые кюветы изготовляются из кварца, в качестве окон для кювет используют оптический кварц.

Проведение анализа диоксид-хлорид азота согласно предлагаемому способу обеспечивает высокую чувТаблица

0,10

0,15

ствительность анализа и возможность непрерывных измерений.

Изобретение может использоваться для анализа газовых смесей, образуюйдихся при азотнокислофной переработке хлоридов щелочных металлов, при переработке хлористого водорода в хлор с помо11ью окислов азота или азотной кислоты, при анализе чистоты хлора на содержание диоксид-хлорид азота. остальное сухой воздух, приведены в табл. 3. -Е кювете сравнения находится сухой воздух и хлор в соотношении Isl.