Способ определения воды в серно- азотных кислотных смесях Советский патент 1980 года по МПК C01B5/00 G01N33/18 G01N31/16 

Изобретение относится к способам определения влаги в кислотных смесях и может быть применено при анализе воды в серно-азотных кислотных смесях в широком интервале концентраций окислов азота в анализируемой смеси. Представленные в-литер.атуре .методы определения воды в серноазотных кислотных смесях либо низкочувствительны, и не применимы для анализа смесей с малым содержанием воды,либо возможности их применения связаны со сложным аппаратурным оформлением. В настоящее время наиболее широко применяется метод определения воды по разнице после определения в смеси содержания серной, азотной кислот и окислов азота. Содержание последни обычно не превыгаает 0,5% в свежих смесях, но достигает 5-10% в отработанных нитросмесях. Надежность определения волы по разнице невысока, а метод анализа отмечается длительностью и трудоемкостью выпо.пнения. HaибoJiee общим прямым методом определения, содержания воды являе.тся метод Фишера. Однако окислители, вос становители, сильные минеральные кис лоты, взаимодействуя с реактивом Фишера, затрудняют или даже делают невозможным определение. Применительно к анализу серноазотных кислотных смесей использование классического метода Фишера исключается, так как наблюдается реакция сульфирования, -нитрования и нитрозирования метанола. -Кроме того, концентрированные серно-азотные смеси обладаю - сильно выр аженной окислительной активностью. При контакте таких смесей с большинством органических соединений происходит их интенсивное окисление, сопровождающееся подчас вспышкой. По этой причине оказываются неприменимыми методы определения с использованием вместо метанола диметилформамида или диоксана 1, а использование в качестве среды чистого пиридина оказывается невозможным, так как нитросмеси образуют неперемешиваемый Осадок. Целью изобретения является разработка способа определения содержания воды в серно-азотных кислотных смесях, Поставленная цель достигается тем, что для определения воды в серноазотных кислотных смесях анализируемую пробу растворяют в смеси растворнтелей, содержащей хлористый метилен и пиридин в соотношении 1;1-20sl и титруют реакгивом Фишера. Количество воды определяют по Формуле

ан о ) .-.

q

где Т - титр стандартного раствора воды в метаноле, мг/мл} объем стандартного раствора

V. воды в метаноле, пошедший на титрование в рабочем опр делении, мл;

V.

то же в холостом определении;

навеска анализируемой смеси

g Смесь растворителей хлористого метилена с пиридином (20;1-1:1) подвергают кипячению с обратньщ ,холодильником не менее 24 ч при температуре ,затем выдерживают в течение недели, при комнатной температуре. Выпавшие кристаллы отбрасываются.

В данном способе нежелательная активность серно-азотной смеси нейтрализуется путем образования сульфатов и нитратов пиридина, В присутствии трехокиси азота после введения реактива Фишера в результате последовательности реакций трехокись азота восстанавливается в окись азота без изменения содержлния воды и иода.

В качестве инертных растворителей испытаны циклогексан, дихлорэтан, тетрахлорэтилан, четыреххлористый углерод, петролейный эфир, хлористый метилен. Из них только хлористый метилен не образует трудно перемешиваемые или вязкие осадки.

Для проведения анализа сухук колб для титрования продувают сухим, не содержашим кислорода инертным газом (например, азотом). В боксе в сухой инертной атмосфере в колбу помещают якорек магнитной мешалки и 10 мл смеси хлористого метилена с пиридином, В колбу f охлажденную до ,. виосят при перемешивании навеску нитросмеси. После 3-минутного перемешивания мешалку останавливают и подают в колбу с определенной скоростью (1-1,5 л/мин) поток сухого, не содержащего кислорода азота, включают мешалку и добавляют избыток реактива Фишера со скоростью 1-2 капли в с. После 3-минутного размешивания прекрашают поток газа и избыток реактива титруют стандартным раствором воды в.метаноле с амперометрической индикацией точки эквивалентности. Далее совершенно аналогично проводят холостое титрование.

Пример 1, Определение воды в серно-азотной смеси состава: % HgO 0,55; % НЫОэ 10,00;

H,SO 89,45; % N,0 0,00.

В колбу для титрования помещают якорек магнитной мешалки и 10 мл смеси хлористого метилена с пиридином

в соотношении 5:1, В боксе с сухой инертной атмосферой (азот) в колбу добавляют при .перемешивании навеску нитросмеси, равную 311,6 мг. После 3 минутной выдержки при остановленной мешалке в колбу подают поток сухого азота со скоростью 1-1,5 л/мин и добавляют при перемешивании 2,2 мл реактива Фишера со скоростью 1-2 капли/с. После 3-минутной выдержки избыток реактива оттитровывают стандартным раствором воды в метаноле. Объем стандартного раствора, пошедший на титрование, равен 0,16 мл. Затем выполняют холостое определение, которое проводят так же, как и рабочее, но без внесения навески нитросмеси. объем стандартного раствора, поше.щиий на титрование в холостом определении, равен 0,84 мл. Расчет:

, Н,0 2 120±хЬб) . ,00 .

Пример 2. Определение воды в нитросмеси состава: % 0,51; 5 % ШОд 10,68; % Н23Од 82,76;

% 6,05; проводят аналогично примеру 1.

Количество определенной воды составляет 0,51%,

Пример 3. Определение воды в нитросмеси состава: % 6,70; % ННОз 7,71; HjSO 80, 4,72 проводят аналогично примеру 1 .

Количество определенной воды составляет 6,71%.

Пример 4. Определение воды в серно-азотной смеси состава: % HjO 10,70; % HNO, 0,004; % 87,30; % 2,00 проводят аналогично примеру 1,

Количество определенной воды составляет 10,6%.

Пример 5, Определение воды в серно азотной кислотной смеси состава: % Н.,0 3,62; % HNO 11,38; % HgSO, 81,43; % . 3,57,

Количество определенной воды составляет 3,58%,

Эксперименты по определению воды в серно-азотньах, кислотных смесях как по Фишеру, так и с использованием, известных вариантов метода показали, что результат всегда завышен при низкой воспроизводимости определе-. ния. Эти отрицательные эффекты усиливаются с ростом нитруюшей активности смесей.

Предлагаемый метод обеспечивает Me только саму возможность определения воды в смесях серной и азотной кислот, но и обладает удовлетворительной точностью.

Вторым положительным моментом предлагаемого метода является возможность определения воды в смесях серной и азотной кислот в присутствии трехоки5СИ азота. Последняя всегда присутствует в таких смесях, накапливаясь в процессе их технологического приме нения. Формула изобретения Способ определения воды в серноазотных кислотных смесях, состоящий 1 6 в том, что анализируемую пробу растворяют в смеси растворителей,содержащей хлористый метилен и пиридин в соотношении 1-20:1, и титруют реактивом Фишера, Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1, В.А, Климова, Основные микрометоды анализа органических соеди- . нений . М., 1975, с, 170-200.