Способ определения хлора и его диоксида в газах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(53) 01 Я 31/16 ГОСУДАРСТЩННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 314132, кл. С 01 М 31/02, 1981.2. НеЫсЬе Н.О, П 1 е Везгнавцпр чопсЫогИ 1 охЫе 1 п иаззег, 2. Нуй. апд1 пйесг 1 оп з 1 сгап 1 сз, 1953, ч. 138, Мф 1,3. 94-100. 801 51883 А(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРА И ЕГО ДИОКСЩА В ГАЗАХ при их совместном присутствии, включающий их поглощение растворителем и последующую количественную регистрацию раздельным йодометрическим титрованием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышение точности анализа, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, а йодометрическое титрование проводят в гетерогенной среде четыреххлористый .углерод-вода, взятых при соотношении (1-10): 100, в присутствии 0,01-0, 23 стабилизирующей добавки триполифосфата натрия.С 1883 10 га 30 40 45 50 1 1Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способаманалитического контроля состава хлорсодержящих газов в процессе получения двуокиси хлора, и может бытьиспользовано в медицинской, химической, целлюлозно-бумажной и другихотраслях промйшленности,Основными компонентами хлорсодержащих газов обычно являются хлор иего двуокись, соотношение которыхзависит от способа их получения.Известен способ определения диоксида хлора в воздухе в присутствиихлора, включающий предварительноепоглощение свободного хлора 17-нымраствором малоновой кислоты, абсорбцию диоксида хлора раствором йодидакалия в нейтральной среде и последующее количество выделившегося приэтом йода, Чувствительность анализа0,4 мкг диоксида хлора в 5,5 млпробы 13.Недостатком данного способа является невозможность одновременного ропределения хлора и его диоксида,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемым результатам является способопределения хлора и его диоксидав газах при их совместном присутствии,включающий их поглощение водой ипоследующее раздельное йодометрическое титрование.В известном методе газообразные3продукты поглощают водой и в полученном водном растворе вначале проводятйодометрическое определение суммы .хлора и части (207) двуокиси хлора,что достигается путем проведенияобратного титрования в нейтральнойили слабощелочной среде. Затем вэтой же пробе оттитровывают тиосульфатом выделившийся йод привзаимодействии хлористой кислотыс йодистым калием после падкислениясерной или соляной кислотами, чтоэквивалентно содержанию двуокисихлора 123. Однако известный метод количественного определения состава газов является крайне приблизительным, так как для полного поглощения газообразных продуктов требуется почти 1000-кратный избыток (по весу), Вмес те с тем продукты газовой смеси при растворении с достаточной скоростью реагируют с водой и между собой,поэтому после растворения газов вводе состав водного раствора не соответствует газовой фазе, в связи счем йодометрический метод определенияхлорсодержащих газов хотя и являетсясамым простым с аналитической точкиЗрения, но признан недостаточно точным.Цель изобретения - повышение точности анализа.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определенияхлора и его диоксида в газах при ихсовместном присутствии, включающемуих поглощение растворителем и последующую количественную регистрациюраздельным йодометрическим титрованием, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, айодометрическое титрование проводятв гетерогенной среде четыреххлористыйуглерод-вода, взятых при соотношении(1 - 10): 100, в присутствии 0,01-0, 27стабилизирующей добавки триполифосфата натрия.При разработке способа количественного определения хлора и егодвуокиси выбор в качестве растворителя ССР обоснован тем, что растворимость СР и СРО в указанном растворителе является наибольшей из всехизвестных хлорорганических веществи составляет соответственно при 20 С,мас, Х: С 1 - 2,1; СРО - 7,6,Кроме того, ССР является единственным хлорорганическим соединением,с которым двуокись хлора не вступаетв химическое взаимодействие.При понижении температуры растворимость хлора и его двуокиси в ССРрезко увеличивается, причем жидкийхлор и двуокись смешиваются в этомрастворителе в любых соотношениях,Температура кипения жидкой СРО 11 С,поэтому при охлаждении поглотительного сосуда с ССР 4 до 8-10 С; что ипредусмотрено в предлагаемом способе,достигается количественноепоглощение,Для исключения потерь определяемыхвеществ за счет испарения или отдувкинайдены оптимальные параметры (пределы) концентраций их в растворе, прикоторых механические потери исключаются. Наиболее оптимальная концентрация хлора и его двуокиси в растворе ССР должна быть 0,1-2,0 мас,%,Кроме того, с этой же целью преду3 115 смотрено последовательное поглощение определяемых газов в двух склянках.Поглощение хлорсодержащих газов проводят с помощью четыреххлористого углерода при охлаждении, что дает возможность количественно поглотить хлор и его двуокись и исключить побочные реакции как при поглощении, так и в процессе титрования. Предотвращение побочных реакций обусловлено 1 п тем, что при внесении анализируемой пробы очень реакционноспособных газов, находящихся в несмешивающемся с водой растворителе, резко снижается их контакт с водой, Причем при переходе из четыреххлористого углерода в воду скорость реакции с йодистым калием будет значительно выше, чем с водой, что обеспечивает высокую точность определения. 20При соотношении ССР и воды менее 1:100 увеличивается скорость побочных процессов, протекающих при участии воды, так как ССЦ обладает определенной растворимостью в воде (0,92), 25 поэтому значение соотношения (1-10): 100 является минимально возможным, при котором достигается положительный эффект. Верхнее значение соотношения ССР и воды, равное 10:100, обеспечивает увеличение погрешности. Однако при определении верхнего предела соотношения следует учитывать то обстоятельство, что выделяющийся йод в процессе определения хорошо растворяется в ССХ и переходит в растворитель. При избытке СОР увеличивается время титрования, что неудобно. Из этих соображений более высокое соотношение ССХ и воды, чем 10;100, нецелесооб 40 разно (табл. 1).Результаты определения состава хлорсодержащих газов предлагаемым способом представлены в табл. 1, 45Введение стабилизирующей добавки цает возможность увеличить стабильность хлорсодержащих продуктов в водном растворе. Так например, при добавке триполифосфата натрия 50 (ТПФН) в водный раствор хлорсодержащих газов в указанных пределах стабильность такого раствора по сравнению с контролем увеличивается в несколько раз (табл. 2). 55П р и м е р. Через два последовательно соединенных поглотителя, охлаж даемых льдом и точно отмеренных оди 1883 4каковым количеством четыреххлористого углерода, с заданной скоростью пропускают хлорсодержащие газы в течение 3-5 мин, в зависимости от ожидаембй концентрации газов. Концентрация хлорсодержащих газов в растворителе после поглощения должна находиться в пределах 0,1-2,07 по весу, так как при более высокой концентрации имеют место механические потери газов, а при более низкой - снижается точность определения. Концентрацию поглощенных газов в растворе из каждого поглотителя определяются йодометрически, для чего в коническую колбу емкостью 250 мл заливают 75 мл воды, 10 мл фосфатного буферного раствора (рН= 7,0) и 5 мл 17-ного раствора триполифосфата натрия, добавляют 2 г йодистого калия и в подготовленную реакционную смесь вносят с помощью пипетки1 мл анализируемого раствора, опустив пипетку на дно колбы с целью исключения потерь растворенных газов. Выделившийся йод оттитровывают 0,05 н.раствором тиосульфата натрия, Конец титрования определяют по исчезновению синей окраски крахмала. После первого титрования в колбу добавляют 50 мл 1 н. серной кислоты, анализируемую пробу выдерживают в течение 10 мин в темном месте и снова титруют. Содержание хлора (х) и двуокиси (у) рассчитывают по следующим формулам:м(Фа- Ь) К ООБ Я, Ф 5 ч(4 а-Ь) К О ИЗ Ь 6,В 6 к 0,05 чо 48"Ъ"У- г/лЧр 7 .де а - суммарное количество мл 0,0"н.раствора тиосульфата нат-,рия, израсходованное на первое титрование 1 мл пробы изкаждого поглотителя;Ь - суммарное количество мл0,05 н.раствора тиосульфатанатрия, израсходованное навторое титрование;К - коэффициент поправки к титрутиосульфата;35,45 - эквивалент хлора;1 б,86 - эквивалент двуокиси хлора;0,05 - нормальность раствора тиосульфата натрия;ч - объем растворителя в поглотителе, л;Ч - объем газа, л, пропущенногочерез. поглотитель.=1: 100) 2,70 2,57 2,671 2,613 Стандартный раствор О + ООв воде 1,30 1,22 определение сразупосле приготовления 1,143 1,421 через 3 ч послеприготовления 1,013 1,123 Вероятная ошибка анализа (дх)согласно стаистической обработке,,определенная с учетом козйфициента Стандартный раствор С 10 (соотношение Н 0 и СС =2= 0,5:100) Стандартный раствор СО=1: 100) Стандартный раствор СВО=5:100) Стандартный раствор СОТаблица 2 Условия Определение составагазов Опыт определения Двуокисьхлора Хлор 2,544 13,52 5,5 16,2 2 То же 2,544 13,52 5,5 16,2 14,7 и 3. 5,7 3,55 12,268 4,5,9 14,5 3,99 12,1 3,991 12,1 12,26 3,289 9,43 4,7 11,3 5,8 14,6 3,772 12, 18 Составитель Г. ЦойРедактор. Р. Цнцика Техред С.йовжий Корректор М. Максимишинен,Тираж 897 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раувская наб., д. 4/5 Заказ 2314/34 Ф нлиал ПЛП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная, 4 н н В стандартном водномрастворе, содержащем3,51 г/л хлора и12,3 г/л двуокисихлора 5. В стандартном водяном растворе, содержащем 3,51 г/л хлора и 12,3 г/л двуокиси хлора Проверка стабильности водного раствора в условияхопыта 1 через3 сут Без добавкиТПФН ДобавленоТПФН0,0053 О, 017 0,057 0,1 Х О, 27. БездобавкиТПНФ ДобавленоТПНФ0,053 Расход на титрование тиосульФатанатрия, мл 5,9 14,5 5,9 14,5 5, 2 14,7 Концентрацияхлорсодержащихгазов, г/л э, 991 2,675