Способ определения хлора и его диоксида в газах Советский патент 1985 года по МПК G01N31/16 

00 00

оо Изобретение относится к аналитической, химии, а именно к способам аналитического контроля состава хлор содержащих газов в процессе получения двуокиси хлора, и может быть использовано в медицинской, химической, целлюлозно-бумажной и други отраслях промышленности. Основными компонентами хлорсодер жащих газов обычно являются хлор и его двуокись, соотношение которых зависит от способа их получения. Известен способ определения диок сида хлора в воздухе в присутствии хлора, включающий предварительное поглощение свободного хлора 1%-ным раствором малоновой кислоты, абсорб цию диоксида хлора раствором йодида калия в нейтральной среде и последу кяцее количество выделившегося при этом йода. Чувствительность анализа 0,4 мкГ диоксида хлора в 5,5 мл пробы Cl 3. Недостатком данного способа я-вля ется невозможность одновременного определения хлора и его диоксида. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ 1 определения хлора и его диоксида в газах при их совместном присутств включающий их поглощение водой и последующее раздельное йодометрическое титрование. В известном методе газообразные продукты поглощают водой и в получе ном водном растворе вначале проводя йодометрическое определение суммы . хлора и части (20%) двуокиси хлора что достигается путем проведения обратного титрования в нейтральной или слабощелочной среде. Затем в этой же пробе оттитровывают тио- . сульфатом вьщелившийся йод при взаимодействии хлористой кислоты с йодистым калием после подкисления серной или соляной кислотами, что эквивалентно содержанию двуокиси хлора 23. Однако известньй метод количест венного определения состава газов является крайне приблизительным, так как для полного поглощения газ образных продуктов требуется почти 1000-кратньй избыток (по весу). Вм те с тем продукты газовой смеси пр растворении с достаточной скорость реагируют с водой и между собой. поэтому после растворения газов в воде состав водного раствора не соответствует газовой фазе, в связи с чем йодометрический метод определения хлорсодержащих газов хотя и является самым простым с аналитической точки прения, но признан недостаточно точным. Цель изобретения - повышение точности анализа. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения хлора и его диоксида в газах при их совместном присутствии, включающему их поглощение растворителем и последующую количественную регистрацию раздельным Р1одометрическим титрованием, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, а йодометрическое титрование проводят в гетерогенной среде четыреххлористый углерод-вода, взятьгх при соотношении (1-10):100, в присутствии 0,01-0,2% стабилизирующей добавки триполифосфата натрия. При разработке способа количественного определения хлора и его двуокиси выбор в качестве растворителя . обоснован тем, что растворимость С и СЮ в указанном растворителе является наибольшей из всех известных хлорорганических веществ и составляет соответственно при 20°С, мас.%: Ctg.- 2,1; CtOj, - 7,6. Кроме того, СС лявляется единственным хлорорганическим соединением, с которым двуокись хлора не вступает в химическое взаимодействие. При понижении температуры растворимость хлора и его двуокиси в CCI резко увеличивается, причем жидкий хлор и двуокись смешиваются в этом растворителе в любых соотношениях. Температура кипения жидкой , поэтому при охлаждении поглотительного сосуда с СС2 до , что и предусмотрено в предлагаемом способе, достигается количественное поглощение. Для исключения потерь определяемых веществ ;за счет испарения или отдувки найдены оптимальные параметры (пределы) концентраций их в растворе, при которых механические потери исключаются. Наиболее оптимальная концентрация хлора и его двуокиси в растворе СС До-пжи а быть 0,1-2,0 мас.%. Кроме того, с этой же целью преду- 3 смотрено последовательное поглощени определяемых газов в двух склянках. Поглощение хлорсодержащих газов проводят с помощью четыреххлористог углерода при охлаждении, что дает возможность количественно поглотить хлор и его двуокись и исключить побочные реакции как при поглощении, так и в процессе титрования. Предот вращение побочных реакций обусловле тем, что при внесении анализируемой пробы очень реакционноспособных газов, находящихся в несмешивающемс с водой растворителе, резко снижает их контакт с водой. Причем при пере ходе из четыреххлористого углерода в воду скорость реакции с йодистым калием будет значительно вьше, чем с водой, что обеспечивает высокую точность определения. При соотношении СС1 и воды мене 1:100 увеличивается скорость побочн процессов, протекающих при участии воды, так как CCl4 обладает определенной растворимостью в воде (0,9%) поэтому значение соотношения (1-10):100 является минимально возможным, при котором достигается положительный эффект. Верхнее значе ние соотношения ССИ и воды, равное 10:100, обеспечивает увеличение пог решности. Однако при определении верхнего предела соотношения следуе учитывать то обстоятельство, что вьщеляющийся йод в процессе определения хорошо растворяется в СС1 и переходит в растворитель. При изгбытке CCl4 увеличивается время титро.вания, что неудобно. Из этих соображений более высокое соотношение СС1 и воды, чем 10:100, нецелесооб разно (табл. 1). Результаты определения состава хлорсодержащих газов предлагаемым способом представлены в табл. 1. Введение стабилизирующей добавки дает возможность увеличить стабильность хлорсодержащих продуктов в водном растворе. Так например, при добавке триполифосфата натрия (ТПФН) в водный раствар хлорсодержащих газов в указанных пределах стабильность такого раствора по сравнению с контролем увеличивается в несколько раз (табл. 2). Пр и м е р. Через два последовательно соединенных поглотителя, охла даемых льдом и точно отмеренных оди883Лнаковым количеством четыреххлористого углерода, с заданной скоростью пропускают хлорсодержащие газы в -течение 3-5 мин, в зависимости от ожидаемЬй концентрации газов. Концентрация хлорсодержащих газов в растворителе после поглощения должна находиться в пределах 0,1-2,.0% по весу, так как при более высокой концентрации имеют , место механические потери газов, а при более низкой - снижается точность определения. Концентрацию поглощенных газов в растворе из каждого поглотителя определяются йодометрически, для чего в коническую колбу емкостью 250 мл заливают 75 мл воды, 10 мл фосфатного буферного раствора (рН 7,0) и 5 мл 1%-ного раствора триполифосфата натрия, добавляют 2 г йодистого калия и в подготовленную реакционную смесь вносят с помощью пипетки i 1 мл анализируемого раствора, опустив пипетку на дно колбы с целью исключения потерь растворенных газов. Выделившийся йод оттитровывают 0,05 н.раствором тиосульфата натрия. Конец титрования определяют по исчезновению синей окраски крахмала. После первого титрования в колбу добавляют 50 мл 1 н. серной кислоты, анализируемую пробу выдерживают в течение 10 мин в темном месте и снова титруют. Содержание хлора (х) и двуокиси (у) рассчитывают по следующим формулам: V v(t-«-b)kO,05-3S,45 v(4q-b)kO, . X. -. - . , Г/А. , чЪ fc,S6 к 0,05 vb 0,843 к . , г/л , де я - суммарное количество мл 0,05 н.раствора тиосульфата натрия, израсходованное на первое титрование t мл пробы И каждого поглотителя; Ь- суммарное количество мл 0,05 н.раствора тиосульфата натрия, израсходованное на второе титрование; К - коэффициент поправки к титру тиосульфата; 35,45 - эквивалент хлора; 16,86 - эквивалент двуокиси хлора; ,05 - нормальность раствора тиосульфата натрия; V - объем растворителя в поглотителе, л V - объем газа, л, пропущенного через, поглотитель.

I11518834

Вероятная ошибка анализа (dx) Стьюдента, при четырех параллельных согласно стаистической обработке, определениях, составляет в среднем определенная с учетом коэффициента .

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРА И ЕГО ДИОКСВДА В ГАЗАХ при их совместном присутствии, включающий их поглощение растворителем и последующую количественную регистрацию раздельным йодометрическим титрованием, отличающийся тем, что, с целью повышение точности анализа, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, а йодометрическое титрование проводят в гетерогенной среде четыреххлористый -Углерод-вода, взятых при соотношении

Стандартный раствор , (соотношение Н.О и CCt4 0,5:100)

Стандартный раствор 050 {соотношение и СС 1:100)

Стандартный раствор CtO (соотношение HjO и СС 5:100)

Стандартный раствор (соотношение и ССЦ 10:100)

Стандартный раствор СР CiCi (соотношение и СС{4 1:100)

Стандартный раствор CEOj, в воде

определение сразу после приготовления

/ через 3 ч после

приготовления

Таблица 1

4,251

4,34

4,332 4,34 4,34

4,353 4,34

4,314

2,6712,613

2,57 1,22

1,421

1,143 1,123 1,013

Таблица