Способ определения концентраций компонентов белого щелока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфез СоветскмаСецкалистическиаРеспублик(22) Заявлено 09.12.80 (21) 2948206/23-26 С 01 й 31/16 с присоединением заявки Нов Государствеииий конитет СССР ио делан изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 231282(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОМПОНЕНТОВ БЕЛОГО. ЩЕЛОКА 1 2Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения концентраций компонентов . белого щелока сульфат-целлюлозного производства.Белые сульфатные щелока являются сложными многокомпонентными растворами, содержащими, г/л ед. Иа,вОг йаОН 68-.81-, .ИЭ 25 15-27, йаоСОЗ до 12 т а также сульфаты, сульфиты и силикаты натрия до б. Значения активной щелочности (ИЩ - сумма концентраций ИаОН и йаЗ) и сульфидности (С В " отношение концентрации Иаб к АЩ в процентах) используются для контроля и управления технологическим процессом - варкой целлюлозы. Известен способ определения концентраций компонентов белого щелока сульфат-целлюлозного производства путем титрования анализируемой пробы кислотой в присутствии добавки хлорида бария. Конечные точки титрования определяют визуально по изменению цвета кислотно-основных инднкаторов. Эту же пробу затем опять оттитровывают кислотой и конечную точку Фиксируют по бромфенолу голубому. Дополнительно определяют концентрации сульФида, сульфита и тиосульфата с помощью иодометрии 113.Однако известный способ характеризуется невысокой точностью, так какточки цветоперехода индикаторов вмногокомпонентных системах не соответствуют истинным значениям рН точекэквивалентности, а визуальное измеНекие цвета индикаторов субаективно.Кроме того, известный способ сложен, так как требует дополнительных..определений концентраций сульфида,сульфита и тиосульфата с помощьюиодометрии.ФНаиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кизобретению является способ определения компонентов белого щелока суль фат-цЕллюлозного производства путемпотенциометркческого титрования анализируемой пробы кислотой до эквивалентных точек с определенным рН вприсутствии двух добавок: хлористогобария н Формальдегида Г 2 3.Однако известный способ длителен,так как требует определения из отдельной навески сульфитов и тиосульфитов,которые, взаимодействуя с формальдегидом, искажают результаты анализа.Кроме того, известный способ характе(5) Таблица 1 Оттитрованные количества компонентов белого сульФатного щелока Значения рН(2) ризуется невысокой точностью. Относительная ошибка определения активной щелочности составляет 1,0, сульфйдности - 3,9, общей щелочности 1,6.Целью изобретения является повышение точности и упрощение анализа.Поставленная целЬ достигается тем, что согласно способу определения концентраций компонентов белого щелока сульфат-целлюлозного производства путем потенциометрического титрования анализируемой пробы кислотой в присутствии добавки, в качестве добавки используют карбонат или аминоацетат . натрия. 15При этом добавку вводят до соотношений концентраций титруемых компонентов белого щелока и добавки в пределах от 12 до 2:1.При потенциометрическом титровании 20 соляной кислотой Фиксируют объемы титранта при трех значениях рН, соответствующих определенным количествам оттитрованных компонентов белого сульфатного щелока (табл.1). 25 1 Ч 11,0+0,г Маан + - Ма 51 2 Ч 2 8, 30+ О, 15 Ма ОН+2 Мафг+11+- МаСО 3 453 Ч 3903,015 МаОН+Ма 25+Ма 2 СО 3 В оттитрованное количество компонентов (пункты 2 и 3 табл.1) входит сумма карбоната натрия, имевшегося в пробе щелока и введенного вместе с добавкой. 55Расчет параметров белого сульфатного щелока производится по следующим Формулам, выведенным на основе таблицы: ЭЩ - М 31; .ЧЧ 1гк.-гнн.а.ннг2 Ч 1-2 Ч 2+Чэ ыОЩ= (-ф М к-М с) 31ЧЧ к сгде ЭЩ - эффективная щелочность (сумма концентрации МаОН и половины концентрации Ма 5)г/л ед. Ма 20;ИЦ - активная щелочностьг/л ед.Ма 20;С - концентрация сульфида натрия, г/л ед. Ма, 0;С- сульфидность ;ОЩ - общая щелочность (супеаконцентрации МаОН, Ма 5,Ма СО ), г/л ед. МадО;Ч Ч 2 и Ч - объемы тнтранта, млсоответствующие значениямрН из табл.1,Ч,ъ - объем анализируемой пробыщелока и добавки - водногораствора карбоната натрия,Мк - концентрация титранта (кислоты), вводимого в качестведобавки раствора, г-экв/л;М - концентрация карбонатанатрия, г-экв/л;31 - множитель, равный значениюэквивалентной массы МаО.Основной химический процесс, йроисходящий при титровании анализируемой пробы белого щелока кислотой,заключается в реакциях нейтрализациикомпонентов щелока: гидройсида сульФида и карбоиата натрия, Реакциинейтрализации описываются уравнениями МаОН+НС В МаС К+Н 20; (6)Ма 25+НС РМаН 5+МаС Р (7)МаН 5+НС 3 - Н 5 +МаС 0;к(8)МаСОЗ+НСЗ МаНСОз+МаС Р; (9)Кк.МаНСОЭ+НСж- СО +Н О+МаС И (10)Проведенные исследования показали,.что величины кбнстант диссоциации К 1-К сложным образом зависят от концейтрации всех компонентов.Значения К и К 1 при любых соотношениях коилонентов не позволяют разделять на кривой титрования Н 5 и НСОЗ. Эти компоненты оттитровываются при одинаковых значениях рН, что позволяет использовать результаты титрования только для определения суммарного содержания сульфида и карбоната натрия в белом щелоке.При введении в раствор белого щелока добавок многозарядных анионов, например карбоната илн аминоацетата натрия, значение К уменьшается, а КЭ увеличивается. Это дает основание считать, что эти соли могут быть применены в качестве добавок для раэ983535 формула изобретения Составитель Т,ЖуковаРедактор И.Николайчук ТехредМ.Надь Корректор С.Иекмар Заказ 9909/50 Тираж 887 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 деления на кривой титрования щелока соляной кислотой конечных (эквивалентных) точек титрования йаНЬ и МаНСО .Добавку карбоната или аминоацетата натрия вводят до соотношений концентраций титруеьых компонентов белого щелока и добавки в пределах от 1,2 до 2:1, так как только при таких количествах введенной добавки погрешность определения активной щелочности лежит в допустимых пределах (0,5- 1,5 отн.) .П р и м е р 1. 2 мб анализируемой пробы щелока вводят в ячейку для титрования, добавляют 2 мл 2,5 н. раствора карбоната натрия, разбавляют до 100 мп дистиллированной водой и титруют 1 н. раствором соляной кислоты потенциометрически с помощью стеклянного водородного электрода, Фиксируя объеьы титранта, пошедшего для достижения значения рН эквивалентных точек 11,0 8,3 и 3,9.По приведенным формулам рассчитывают параметры белого щелока.П р и м е р 2. 2,мл анализируемой пробы белого щелока вводят в ячейку для титрования, добавляют 2 мп 2;5 н, раствора аминоацетата натрия, разбавляют до 100 мп и потенциометрически титруют, фиксируя объем кислоты, пошедшей для достижения эквивалентныхточек с рН 11,2; 7,7 и 3,9, после .чего рассчитывают параметры белого щелока по приведенным формулам.Погрешность определения активной щелочности составляет 0,6, сульфидности - 2,2, общей щелочности - 1,1. Таким образом, предлагаемый способ определения концентраций компонентов белого щелока сульфат-целлюлозного производства позволяет повысить точность определения и сократитьвремя анализа эа счет исключенияопределения иэ отдельных проб концентраций сульфита и тиосульфата.Кроме того, улучшаются санитарногигиенические условия выполнения 10 анализа эа счет исключения токсичныхдобавок: хлорида бария и формальдегица. 1. Способ определения концентраций компонентов белогр щелока сульФат-целлюлозного производства путе.":потенциометрического титрования ана 2 р лиэируемой пробы кислотой в присутствии добавок, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностии упрощения анализа, в качестве цобавки используют карбонат или амно 25 ацетат натрия.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что добавку вводятдо соотношения концентраций титруеьых компонентов белого щелока и добавки в пределах от 1,2 до 2:1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. 5 чепвМ гаррегвйдпп 9, 1963,ч. 66, Р 18, р. 727,2. Автоматический анализатор белого щелока типа АТЯА"Хорриба". Проспект Фирьы "Ничимен", Япония, 1978.