Способ количественного определения сернистого ангидрида Советский патент 1992 года по МПК G01N21/78 

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к фотометрическому методу определения сернистого ангидрида, который может быть использован для контроля состава скрубберной жидкости в производстве синильной кислоты.

В процессе получения синильной кислоты контактные газы промываются в скруббере серной кислотой, затем охлаждаются и подаются в абсорбер, орошаемый водой. Присутствие сернистого ангидрида в полученном 2-3 %-ном растворе синильной кислоты, называемой скрубберной жидкостью отрицательно влияет как на качество выделяемой из нее синильной кислоты, так и получаемого на основе синильной кислоты этиленциагйдрина. Следовательно, необходим контроль за содержанием сернистого ангидрида в скрубберной жидкости.

Известны методы определения сернистого ангидрида в воздухе и сульфитов в водных растворах с предварительным окислением перекисью водорода до образования сульфат-ионов и фотометрированием окрашенных реагентов образующихся после разрушения соединения бария с нитхро- мазом, хлоранилатом или хроматом (1, 2) или метод определения сернистого ангидрида в воздухе, включающий фотометриро- вание окрашенного продукта взаимодействия дихлорсульфитберкурата (11) с парарозанилином и формальдегидом в кислой среде (3).

Эти методы определения сернистого ангидрида не селективны в присутствии синильной кислоты. Реагенты фотометрический реакции образуют соединения с цианид-ионами, что делает невозможным дальнейшее количественное определение

(Л

ел

ы

ю

сернистого ангидрида. Кроме того, методы требуют применения дорогостоящих или токсичных реактивов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения сернистого ангидрида в воздухе, включающий обработку пробы цветореа- гентом и фотометрирование окрашенного раствора, полученного в результате восстановления сернистым ангидридотюнов же- леза, образующих - комплексы с о-фенантролином (4). - Однако точное количественное определение сернистого ангидрида в растворе синильной кислоты (п. 10-4-п. 10 мае. % S02) этим способом невозможно вследствие отрицательного влияния цианид-ионов.

Цель изобретения - повышение точности определения сернистого ангидрида в растворе, содержащем 2-3 мае. % синильной кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что, анализируемую пробу обрабатывают водным раствором смеси фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении (мае.) 3:1, при рН (3 - 7) и фотометрируют при 480 - 490 нм.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена зависимость оптической плотности растворов от содержания сернистого ангидрида (кривая 1 - при оптимальном соотношении 3:1 фуксина и малахитового зеленого в растворе, 2 - при соотношении 4:1,3- при соотношении 2 : 1,4- при соотношении 3 : 2).

Обработка анализируемой пробы раствором фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении (мае.) более 3:1, нецелесообразна,так какувеличивает оптическую плотность раствора, сравнения и, следовательно, уменьшает чувствительность и точность фотометрического определения сернистого ангидрида.

Обработка анализируемой пробы раствором фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении (масс) менее 3 :1, не обеспечивает требуемой точности определения сернистого ангидрида. Вследствие изменения соотношения фуксина и малахитового зеленого в растворе меняются спектрофотометр ич ее кие хаоактеристики цветореагента, что приводит к несоблюдению основного закона светопоглощения. Чертеж 1 иллюстрирует нарушение линейной зависимости оптической плотности ок- рашенных растворов от содержания сернистого ангидрида в пробе при изменении соотношения фуксина и малахитового зеленого в растворе от оптимального значения.

При проведении анализа при значениях рН, больше рН 7 или меньше рН 3, возрастает погрешность определения сернистого ан- гидрида вследствие изменения

окислительно-восстановительного потенциала и уменьшения контрастности окрашенных форм цветореагета.

Фотометрирование окрашенного раствора при длине волны большее 490 нм или

менее 480 нм не обеспечивает условий максимального поглощения реагентом и соблюдения основного закона светопоглощения, что снижает точность определения сернистого ангидрида в растворе синильной кислоты,

Прим ео 1. В мерную колбу вместимостью 50 см помещают 5 см3 анализируемого раствора, вводят 2 см3 0,012 %-ного раствора смеси фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении 3 : 1, и доводят дистиллированной водой до метки, контролируют рН раствора (рН 3). Параллельно готовят раствор сравнения (все реактивы без анализируемой пробы). Через 50 60 мин измеряютоптическую плотность раствора сравнения по отношению к рабочему раствору а кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм на спектрофотометре при 490 нм.

По градуировочному графику находят массу SOa в мг, соответствующую полученному значению оптической плотности. Гра- дуировочный график строят с использованием стандартного раствора

сульфита натрия, содержащего 0,1 мг/см2 302.

Массовую долга S02 (X) в % рассчитывают по формуле:

40

Х

а 100 V 1000

где а - масса S02, найденная по градуировочному графику, м; V - объем анализируемой пробы, см3;

р - плотность анализируемого раствора, г/см3.

Массовая доля сернистого ангидрида в анализируемом растворе определяется пол- ностью (2,0± 0,1) 10 % с относительным стандартным отклонением 0,05.

Пример 2. Определение сернистого ангидрида в растворе осуществляют аналогично примеру 1, но фотометрируют окра- шенный раствор при 480 мм. Массовая доля сернистого ангидрида (2,0 ±0,1)- % определяется полностью.

Пример 3. Проводят определение аналогично примеру 1, но обработку пробы

раствором реагентов осуществляют при рН 5 ( регулируют рН раствором гидроксида натрия).

Массовая доля сернистого ангидрида определяется полностью (2,0 ±0,1) %.

Пример А. Проводят определение аналогично примеру 1, но обработку пробы раствором реагентов осуществляют при рН 7.

Массовая доля сернистого ангидрида определяется полностью (2.0 ±0,1) %.

Пример 5. Обрабатывают анализируемую пробу раствором смеси фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении (мас.%)4:1, и далее проводят определение аналогично примеру.

Результат определения сернистого ангидрида в растворе синильной кислоты занижен (1,2±0,4) %, относительное стандартное отклонение 0,25.

Пример б. Обрабатывают анализируемую пробу 0,012 %-ным раствором фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении (масс) 2 : 1, и далее проводят определение аналогично примеру 1. .

Результат определения сернистого ангидрида в растворе синильной кислоты занижен, возрастает погрешность определения - (1,5 - 0,6) %, относительное стандартное отклонение 0,32,

Пример 7. Обрабатывают анализируемую пробу 0,012 %-ным раствором смеси фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении (масс.) 3 : 2, и далее проводят определение аналогично примеру 1.

Результат определения сернистого ангидрида занижен, значительно возрастает погрешность определения-(1 ±0,6) , относительное стандартное отклонение 0,48.

Пример 8. Проводят определение аналогично примеру 1, но обработку пробы ведут при рН 2 (регулируют добавлением раствора кислоты).

Массовая доля сернистого ангидрида в растворе определяется неполностью - (1,5 ±0,3) -10 %, относительное стандартное отклонение 0,16.

Пример 9. Проводят определение аналогично примеру 1, но обработку пробы ведут при рН 8 (регулируют добавлением раствора гидроксида натрия).

Массовая доля сернистого ангидрида в растворе определяется неполностью (1,6 ±0,3) -10 %, снижается точность результата анализа.

Пример 10. Проводят определение аналогично примеру 1, но фотометрируют окрашенный раствор при 470 нм.

Результат определения сернистого ангидрида в растворе синильной кислоты занижен (1,2 ±0,3) .

Пример 11. Проводят определение аналогично примеру 1, но фотометрируют окрашенный раствор при 500 нм.

Массовая доля сернистого ангидрида в растворе определяется неполностью (1,6 ±0.2) %. Снижается точность ое- зультата анализа.

Формула изобретения

Способ количественного определения сернистого ангидрида, включающий обработку пробы цветореагентом и фотометри- рование окрашенного раствора, отличаю щ и и с я тем, ч то, с целью повышения точности определения сернистого ангидрида в растворе, содержащем 2-3 мае. % синильной кислоты, анализируемую пробу обрабатывают водным раствором смеси фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении 3 :1 мае. % при рН 3 - 7 и фотометрируют при 480 - 490 нм.

0,03

O.tff

0,t5

0,20 SO.Hr

Использование: фотометрическое определение сернистого ангидрида в растворе, содержащем 2-3 мас.% синильной кислоты. Сущность изобретения: обрабатывают анализируемой пробы водным раствором смеси фуксина и малахитового зеленого, взятых в соотношении 3:1, при рН 3 - 7 и фотометрируют при 480 - 490 мм. 1 ил.