Способ определения растворенного в воде кислорода

,А. Захаро еволюции и технологический Ленинградский ордена Октябрьской и ордена Трудового Красного Знаминститут им. Ленсовета 71) Заявитель 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО В ВОДЕ КИСЛОРОДА 1 О обенностеймолекуладсорбат возалась боле ОднамеханизАКР в и о вследствие о а послесвечени граничном слое вительность ок орядок ниже но ельностью анал еделения кисло г/л).изобретения ности способа. да чувст чем на и чувствит соба опр сравнению сгичного спо ода в газаховышени ому стви 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 устано" вок высокого давления.Известен способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им короткоживущей люминесценции (флуоресценции) индикатора 1.Основным недостатком способа является весьма низкая чувствительность (десятки миллиграмм на литр). Это определяется малой вероятностью дезактивации возбужденных молекул активатора кислородом эа чрезвычайно малое время жизни молекулы в возбужденном флуоресцентном состоянии(10 9 с).Наиболее близким к предлагаем 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 обусловлив ет высокую вероятность тушения и, соответственно, много большую, чем при тушении флуоресценции, чувствительность определения (0,3 мкг/л) 121.89 Адсорбаты АКР Адсорбаты ФЗК Концентрация раствора красителя Силикагель(О ОЗ) 2 0,12 (2,15). 0,52 Силохром 0,03 0,36 14 0 17 2 19 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 фосфин ЗВНа чертеже приведены калибровочные кривые определения растворенного в воде кислорода по изменению интенсивности послесвечения двух адсорбатов ФЗР. на КСС(кривая 1) и на силохроме (кривая 2).Повышение чувствительности достигается в данном случае как вследствие заполнения молекулами фосфина ЗК более "открытых" участков поверхности пор по сравнению с АКР, так и вследствие большей доступности молекул активатора кислороду в порах одномакропористого силикагеля.П р и м е р, Адсорбаты фосфина ЗК (ФЗВ) получают сорбцией красителя из водного раствора: 1 г силикагеля КСС(удельная поверхность 650 м /г, средний радиус пор 2, 3 нм) или однородномакропористого силохрома (120 м /г; 25 нм) обрабатывают 20 мл раствора красителя с концентрацией 1 10 или 2.10 М. Полученный адсорбат подсушивают на воздухе, вакуумируют 2 ч при 250 С; 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 при 3853 4месей, и включает в себя большой резервуар воды, колонку для очистки,электрохимический дозатор кислорода - платиновый электролизер и измерительную ячейку. Вода в колонкеподвергается глубокому обескислороживанию, проходя через слой электроноионообменника (ЭИ), За слоем ЭИ вколонке последовательно располага 10 ются слои катионита КУ, смеси КУ и анионита АВ, обеззоленного активного угля СКТ, В основном испытанияпроводят при скорости потока водыоколо 20 мл/мин,1 Измерительная ячейка установкимонтируется в фосфороскопе, Послесвечение возбуждают светом лампынакаливания, прошедшим светофильтрСЗС 7 (340-580 нм) и нейтральные светофильтры НС, Интенсивность возбуждающего света уменьшают максимально,чтобы устранить возможные побочныедействия света, Интенсивность послесвечения измеряют фотоумножитерь лем ФЭУтаким образом, что анодной нагрузкой ФЭУ служит одно извходных сопротивлений электронногосамописца ЭППВ.Послесвечение адсорбатов ФЗЙ, каки послесвечение адсорбатов АКР, сохраняется при погружении в воду и чувствительно к тушащему действию растворенного кислорода. Данные, приводимые ниже, относятся к свежеприготовленным фосфорам, находящимся наиспытаниях в течение первых суток,В таблице приведены константытушения К , характризующие чувствительность к растворенному в водекислороду послесвечения акрифлавинаи фосфина ЗК, адсорбирвванных на си ликагелях КССи силохроме.5 893853ьКонстанты тушения оценивают мето- воде. При использовании в качестве дом наименьших квадратов с довери- индикатора адсорбатов Фосфина 3 к на тельной вероятностью 0,95 из экспери" однородномакропористом силохроме ментальных точек в области выполне- нижний предел определения кислорода ния закона Штерна-Фольмера составляет около 0,03 мкг/л, это1/1=1+Кприблизительно в 10 раз более низкаяО + Т Оконцентрация, чем в известном спогде 1 в и- интенсивности послесве- собе. Предлагаемый способ отличается чения адсорбентов в обескислорожен- малой инерционностью: индикатор-адной воде и в воде с концентрацией 1 О сорбат, погруженный непосредственно кислорода Ср соответственно. Зна- в воду, реагирует на изменение сочения СО ;,приводимые в таблице, - держания кислорода в воде в течение это концентрации кислорода, при ко- минуты.торых интенсивность послесвечения изменяется на 6 (61 о/1 о 1003 = 6). Для сравнения в таблице приводятся данные для адсорбатов АКР.Как видно из данных таблицы, адсорбаты ФЗР, особенно на однородномакропористом силохроме обнаруживают наибольшую чувствительность к тушащему действию растворенного кислорода. Так,длл адсорбата силохром-ф 3 В, полученного активацией силикагеля 1 .10М раствором, константа тушения К г равна 2,19 мкг-,л . Это соответствует столь малым значениям нижнего предела определения кислорода в воде, как 0,03 мкг/л. При этом в области выполнения закона Штерна-Фольмера (0,03-0,15 мкг/л) погрешность определения К. не превышает 153Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает высокую чувствительность непрерывного определения кислорода в Формула изобретения Способ определения растворенногов воде кислорода по тушению им посто лесвечения индикатора-адсорбата, погруженного в анализируемую воду,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствительностиопределения, в качестве индикатораадсорбата используют однородномакропористый силикагель, активированныйкрасителем фосфин 3 К.Источники информации,принятые во внимание при экспертизезо 1. Патент ФРГ М 2346792,кл. 6 01 й 21/52, 1977.2. Захаров И.А., Гришаева Т.И.Определение микроконцентраций растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения адсорбатов.ЖАХ, 35, И 3, 1980, с. 481 (прототип)893853 2.2 1.2 оз а ах аз 113 одписСР го комите ении и открытии5, Раушская наб., д ент", г.ужгород , ул,Проектная,филиал ПП Составитель Т. Гришаеактор В, Петраш Техред 3, фанта 36 Тираж 508ВНИИПИ Государствепо делам изобре 113035, Москва, ЖКорректор Г Решетник