Способ качественного и количественного определения содержания окиси углерода в газе Советский патент 1937 года по МПК G01N1/22 

Предлагаемый способ, имеющий целью упрощение и ускорение определения содержания в газе окиси углерода, состоит в пропускании определенного объема исследуемого газа чрез щелочной раствор перманганата определенного состава, окисляющий СО в СОа и изменяющий при этом цвет своей окраски. Характерной особенностью этого способа является то, что определение содержащегося в газе количества окиси углерода производится колориметрически, путем сравнения окраски щелочного раствора перманганата, изменивщейся после пропускания чрез него исследуемого газа, со стандартными щелочными растворами перманганата, которыми окислены определенные и прогрессивно увеличивающиеся количества муравьиной кислоты (согласно реакции 2КМп О44-ЗНСООН 2СО24-К2СОз-Ь2МпО2-ЬЗН2О) и которые вследствие этого изменили цвет своей окраски. Сопоставляя цвет раствора, чрез который пропущен исследуемый газ, с соответственным по цвету стандартным раствором, можно определить с достаточной для практических целей точностью расход перманганата на окисление и, следовательно, содержание окиси углерода в исследуемом газе.

Само собою разумеется, что применяемые реактивы должны быть вполне

чистыми и не содержащими органических легко окисляющихся примесей, присутствие которых крайне затрудняет приготовление рабочих щелочных растворов перманганата. Между тем, имеющийся на рынке едкий кали или натр всегда содержит такие примеси. Автор указывает, что он испробовал все применяемые способы для удаления органических примесей - прокаливание, обработку помощью перманганата, перекиси натрия, бертолетовой соли, селитры и хлора, но положительных результатов не получил, так как приготовляемые растворы не обладали необходимой стойкостью. Только бромная вода, содержащая 0,2 см чистого брома на 1 литр дестиллированной воды, оказалась средством, способным предохранить щелочные растворы перманганата от преждевременного изменения их состава и цвета окраски.

Для приготовления таких пригодных для работ щелочных растворов в литровую колбу с 200 -- 300 см дестиллированной воды прибавляют 40 см децинормального перманганата и 40 см 50%-го раствора едкого кали или натра, после чего приливают постепенно от 50 до 100 см (а иногда и больще) бромной воды выщеуказанной концентрации до появления после кипячения стойкой розовато - фиолетовой окраски. Затем в колбу добавляют, до объема в 1 литр.

дестйллйрованную воду, нагревают до кипения, охлаждают и закрывают колбу притертой пробкой. Означенный 4%-й рабочий раствор щелочного перманганата служит как для приготовления стандартных растворов, так и для наполнения сосудов, через которые просасывается испытуемый газ.

Для приготовления стандартных растворов берут ряд небольших цилиндров с притертыми пробками и наливают в них по 50 см вышеуказанного рабочего раствора. Затем в каждый из них прибавляют определенные возрастающие количества муравьиной ,кислоты (НСООН). Для этого приготовляют раствор в дестиллированной воде из 138 г муравьиной кислоты, соответствующих, согласно формулам:

(1) 2КМпО,4-ЗНСООН 2СО2 +

-Ь КоСОз -f 2МпО2 -f ЗНзО

(П) 2КМпО, + ЗСО 2СО2 +

- -К2СОз + 2МпО,

эквивалентным количеством 316 г перманганата и 84 г окисн углерода и доводят концентрацию этого раствора до содержания в нем кислоты, равном 0,138%. Для составления колористической шкалы означенный раствор прибавляют по каплям (т. е. по 0,05 сж) к распределенному по стандартным цилиндрам 4%-му раствору децинормального перманганата, который от прибавления одной капли раствора муравьиной кислоты изменяет свою розоватофиолетовую окраску в фиолетовую. При дальнейшем прибавлении в остальные цилиндры по 2, 3 и т. д. капель раствора муравьиной кислоты окраска последовательно переходит в фиолетовую с синим оттенком, синюю с фиолетовым оттенком, чистую синюю, зеленоватосинюю и зеленую, образуя таким образом стандартную колористическую шкалу оттенков.

Самое исследование испытуемого газа производится следующим образом. Через прибор, собранный из ряда дрекселей и сухих поглотителей, просасывают аспиратором, при определенных скорости и температуре, определенный объем исследуемого газа (обычно от 5 до 10 литров), который проходит сначала через дрексель с серной кислотой, затем через поглотитель с активированным углем или силикагелем и, наконец, через три дрекселя, содержащие каждый по 50 см (или более) вышеуказанного 4%-Ро раствора децинормального щелочного перманганата. При небольшой скорости просасывания газа, например, воздуха, составляющей 1 литр в течение 5 - 10 минут, и при содержании СО не менее 0,03 мг в 1 литре газа, почти вся СО поглощается в первом же дрекселе, причем происходящее изменение цвета раствора указывает на наличие в газе окиси углерода, а сопоставление полученной окраски со стандартной шкалой определяет и количество СО. При значительном же содержании в газе окиси углерода, когда весь содержавшийся в первом дрекселе перманганат расходуется сполна на окисление, а неокисленный избыток СО, переходящий с газом во второй дрексель, не может, по своей незначительности, быть определен колориметрически, прибегают к обратному титрованию помошью раствора гипосульфита или же к регулировке количества раствора перманганата в дрекселях, увеличивая это количество в первом дрекселе и уменьшая во втором. Варьируя таким образом объемные количества обычного 4%-го щелочного раствора перманганата или увеличивая его концентрацию до 10 и даже до 30% содержащегося в нем децинормального раствора, можно с успехом производить анализы газов с весьма значительным содержанием окиси углерода, как например выхлопных газов дизелей или топочных.

Предлагаемый способ, как показали многочисленные опыты контроля, помощью обратного титрования гипосульфитом дает быстрые и достаточно точные результаты и весьма экономичен, так как отработанный раствор перманганата может быть регенерирован.

Предмет изобретения.

1. Способ качественного и количественного определения содержания окиси углерода в газе путем окисления исследуемого газа щелочным раствором перманганата, отличающийся тем, что, с целью ускорения определения, сравнивают колориметрически окраску щелочного раствора перманганата, через который пропущен исследуемый газ с окраской стандартных растворов перманганата, в которых окислены были точно

определенные количества муравьиной кислоты.

2. Для осуществления способа, охарактеризованного в п. 1, применение щелочного раствора перманганата, содержащего для устойчивости небольшие количества брома.