Способ определения растворенного в воде кислорода Советский патент 1981 года по МПК C01B13/00 G01N21/64 

() СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО В ВОДЕ КИСЛОРОДА

I

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения растворенного в воде кислорода, и может быть использовано для быстрого и чувствительного контроля остаточного содержания кислорода в обескислороженной воде пароэнергетических установок высокого давления.

Известен способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им короткоживущей люминесценции (флуоресценции) индикатора pjОсновным недостатком способа является весьма низкая чувствительность (десятки миллиграмм на литр). Это определяется малой вероятностью дезактивации возбужденных молекул активатора кислородом за чрезвычайно малое время жизни молекулы в возбужденном флуоресцентном состоянии ().

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им долгоживущей люминесценции (послесвечения) адсорбатов акрифлавина (АКР) на силикагелях, погруженных в поток анализируемой воды. Времена жизни послесвечения, равные приблизительно 0,1 с, много больше времен жизни флуоресценции, что обусловливает высокую вероятность тушения и, соответственно, много большую, чем

10 при тушении флуоресценции, чувствительность определения (0,3 мкг/л) 2.

Однако вследствие особенностей

15 механизма послесвечения молекул АКР в пограничном слое адсорбат-вода чувствительность оказалась более чем на порядок ниже по сравнению с чувствительностью аналогичного спо20соба определения кислорода в газах (0,01 мкг/л).

Цель изобретения - повышение чувствительности способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения индикатора-адсорбата, погруженного в поток анализируемой воды,в качестве индикатора-адсорбата используют однородномакропористый силикагель, активированный красителем фйсфин 3R.

На чертеже приведены калибровочные кривые определения растворенного в воде кислорода по изменению интенсивности послесвечения двух адсорбатов ФЗЯ на КСС-4 (кривая 1) и на силохроме (кривая 2),

Повышение чувствительности достигается в данном случае как вследстви заполнения молекулами фосфина 3R более открытых участков поверхности пор по сравнению с АКР, так и вследствие большей доступности молекул активатора кислороду в порах одномакропористого силикагеля.

Пример, Адсорбаты фосфина 3R (ФЗК) получают сорбцией красителя из водного раствора: 1 г силикагеля КСС- (удельная поверхность 650 , средний радиус пор 2,3 нм) или однородномакропористого силохрома (120 25 нм) обрабатывают 20 мл раствора красителя с концентрацией . Полученный адсорбат подсушивают на воздухе, вакуумируют 2 ч при не вынося на воздух, заполняют водой и переносят в измерительную ячейку, которая через шлиф соединяется с установкой для испытаний.

Установка для испытаний моделирует установку для непрерывного определения кислорода в обессоленной воде, свободной от органических примесей, и включает в себя большой резервуар воды, колонку для очистки, электрохимический дозатор кислорода - платиновый электролизер и измерительную ячейку. Вода в колонке подвергается глубокому обескислороживанию, проходя через слой электроноионообменника (ЭЙ) . За слоем ЭЙ в колонке последовательно располагаются слои катионита КУ-2, смеси КУи анионита АВ-17, обеззоленного актиного угля СКТ, В основном испытания проводят при скорости потока воды около 20 мл/мин.

Измерительная ячейка установки монтируется в фосфороскопе. Послесвечение возбуждают светом лампы накаливания, прошедшим светофильтр СЗС7 (3 0-580 нм) и нейтральные светофильтры НС. Интенсивность возбуждающего света уменьшают максимально чтобы устранить возможные побочные действия света. Интенсивность послесвечения измеряют фотоумножителем ФЭУ-27 таким образом, что анодной нагрузкой ФЭУ служит одно из входных сопротивлений электронного самописца ЭППВ-бО.

Послесвечение адсорбатов ФЗК, как и послесвечение адсорбатов АКР, сохраняется при погружении в воду и чувствительно к тушащему действию растворенного кислорода. Данные, приводимые ниже, относятся к свежеприготовленным фосфорам, находящимся на испытаниях в течение первых суток.

В таблице приведены константы тушения К-., характризующие чувствительность к растворенному в воде кислороду послесвечения акрифлавина и фосфина 3R, адсорбирэванных на силикагелях КСС- и силохроме. 5 Константы тушения оценивают мето дом наименьших квадратов с доверительной вероятностью 0,95 из экспер ментальных точек в области выполнения закона Штерна-Фольмера о/ V4 I - интенсивности послесвечения адсорбентов в обескислороженной воде и в воде с концентрацией кислорода Ср соответственно. Значения Со„,-р,приводимые в таблице, это концентрации кислорода, при которых интенсивность послесвечения изменяется на 6% (Л1о/1о00 6) Для сравнения в таблице приводятся данные для адсорбатов АКР. Как видно из данных таблицы, адсорбаты ФЗК, особенно на однородномакропористом силохроме обнаруживают наибольшую чувствительность к тушащему действию растворенного кис лорода. Так,длл адсорбата силохром-ФЗЯ, полученного активацией силикагеля 1 раствором, константа тушения К-р равна 2,19 мкг . л Это соответствует столь малым значениям нижнего прел.ела определения кислорода в воде, как 0,03 мкг/л. При этом в области выполнения закона Штерна-Фольмера (0,,15 мкг/л погрешность определения К- не превы шает 15%. Таким образом,предлагаемый спосо обеспечивает высокую чувствительнос непрерывного определения кислорода воде. При использовании в качестве индикатора адсорбатов фосфина 3R на однородномакропористом силохроме нижний предел определения кислорода составляет около 0,03 мкг/л, это приблизительно в 10 раз более низкая концентрация, чем в известном способе. Предлагаемый способ отличается малой инерционностью: индикатор-адсорбат, погруженный непосредственно в воду, реагирует на изменение содержания кислорода в воде в течение минуты. Формула изобретения Способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения индикатора- адсорбата, погруженного в анализируемую воду, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения, в качестве индикатораадсорбата используют однородномакропористый силикагель, активированнь1Й красителем фосфин 3R. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 234б792, кл. G 01 N 21/52, 1977. 2.Захаров И.А., Гришаева Т.И. Определение микроконцентраций растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения адсорбатов. ЖАХ, 35, № 3, 1980, с. 481 (прототип).