Способ определения сероводорода в газе

(19 1 й 31/16, 31/22 ЯМ ТЕЛЬСТВУ Изобретение о тической химии, ределения серов омышленных газ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИ(71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности и Московский институт нефти и газа им. Губкина(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА В ГАЗЕ(57) Использование: аналитическая химия, в частности газовый анализ. Сущность изобретения; заданный объем анализируемого газа барботируют последовательно через носится к области анав частности, к способам одорода в природных и Известен способ определения сероводорода в газе путем осаждения его в растворе соли кадмия, окисления образовавшегося сульфида кадмия избытком стандартного раствора иода и обратного титрования избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия. Недостатком способа является трудность количественного перенесения осадка сульфида кадмия в колбу для титрования вследствие его сорбируемости на стекле, а также окклюэии иода в осадке, что ведет к потерям анализируемого компонента и реагента. 1772738 А 1/ЕНИЯ",":-; . стандартные растворы (СР) иода (для поглощения сероводорода) и тиосульфата натрия (ТН) для поглощения уносимого с газом иода. Объемы стандартных растворов определяют из следующего соотношения: Чр+Чу. + Чи = Ч 2Чр + ЧуК 2/ЙтСЧу, где Чр =- количество СР иода, необходимое 1188 йлдля окисления сероводорода в газе объемом,мл, при концентрации С. об,%; Чтс - объем СР ТН, мл; Ч - избыток СР иода, дополняющий общий его объем до объема, кратного объему мерной пипетки, мл; Итс и Й 2 - нормальности СР иода и ТН, моль/л; Чу = 7,2 19 (10 з ЧГ + 2;35) - 2,67 мл, По окончании пропускания через СР последние объединяют и проводят обратное титрование избытка иода СР ТН по крахмалу. 1 Известен способ определения сероводорода прямым окислением путем пропускания газа через стандартный раствор иода с последующим титрованием остатка не вступившего в реакцию избытка иода тиосульфатом натрия. Хотя способ исключает промежуточную стадию осаждения сероводорода в виде сульфида кадмия, при его реализации происходит унос части иода с потокам газа, что также искажает результаты анализа. Как наиболее близкий по технической сущности и решаемой задаче этот способ принят эа прототип, .Целью изобретения является повышение точности эа счет исключения потерь реагента и анализируемого компонента.Поставленная цель достигается тем, что определения сероводорода, включающембарботирование газа через стандартный раствор иода и последующее титрование избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия, согласно изобретению, газ дополнительно барботируют через заданный объем стандартного раствора тиосульфата натрия, перед титрованием избытка иода объединяют оба раствора в один обьем, а обьемы стандартных растворов иода и тиосульфата натрия, используемые для барботирования, определяют из соотношения:Ч +Ч +Ч,=ЧангЧР+Чу - Чу(1)%2где Ч 1 г - точно отмеренный объем стандартного раствора иода в первом барботере, мл;Чр 1188 -количествостандартногоСЧг1188 Кдраствора иода, необходимое для окисления сероводорода в пробе газа обьемом, мл, с предлагаемым содержанием С, объемнф;Чу - 7.2 1 д (10 Чг + 2,35) - 2,67 - унос иода в пересчете на объем стандартного раствора, мл;Чтс - объем стандартного раствора тиосульфата натрия во втором барботере, мл;Ктс и Кг - соответственно, нормальности стандартных растворов тиосульфата натрия и оида, моль/л;Ч, - избыток стандартного раствора иода в первом барботере, дополняющий общий объем этого раствора до объема, кратного обьему мерной пипетки, мл;а при расчете результатов анализа обьем тиосульфата натрия во втором барботере суммируют с объемом стандартного раствора тйосульфата натрия, подошедшего на обратное титрование избытка иода в первом барботере:Ч + Чтс 1"188 йтс (2) СНгЯ -где СНгЯ - концентрация сероводорода в газе, объемн,;Чо и Чт - соответственно, объемы стандартного раствора тиосульфата натрия, пошедшие на титрование контрольного объема стандартного раствора иода и избытка иода. не вступившего в реакцию с сероводородом, мл.Сущность способа состоит в следующем. При осаждении сероводорода из газа в виде сульфида кадмия путем пропускания газа через раствор соли кадмия осадок сульфида кадмия сорбируется на стекле барботера, и поэтому его трудно количественно перенести в колбу для титрования согласно . аналогу. После пересечения его в колбу для титрования и добавления иода последиий частично окклюдируется осадком сульфидакадмия, Исключение этих операций в прототипе приводит к потере части иода за счетуноса его в потоке газа, причем величина5 уноса увеличивается с увеличением объемапропускаемого через раствор газа в случаяхмалого содержания в нем сероводорода, аэто приводит к заметному искажению результатов анализа.10 В данном спосббе, исключающем промежуточную стадию аналога, осаждение сероводорода в виде сульфида кадмия,сероводород подвергают, как и в прототипе,прямому окислению иодом путем пропуска 15 ния газа через стандартный раствор иода.но при этом, в отличие от прототипа, потерииода за счет его уноса потоком газа поглощают в части стандартного раствора тиосульфата натрия, являющимся титрантом20 для обратного титрования избытка не вступившего в реакцию с сероводородом стандартного раствора иода. После пропусканиягаза через последовательно соединенныебарботеры со. стандартными растворами25 иода и тиосульфата натрия перед титрованием избытка иода стандартным растворомтиосульфата натрия содержимое барботеров объединяют, в результате чего унесенная потоком газа часть иода оказывается30 поглощенной титрантом и, следовательно,учтенной при обратном титра вании избыткаиода. 8 результате полностью исключаютсяпотери реагентов, что повышает точностьанализа,35 Проведено исследование зависимостиуноса иода потоком анализируемого газа. Вбарботере помещали равные точно отмеренные количества 0,1 н. стандартногоиода, после чего через каждый из них про 4 О пускали различные объемы азота с расходом 50-100 мл/мин, исключающимкапельный унос жидкости, Величину уносаопределяли по остатку иода в барботерахтитрованием его содержимого 0,1 н. раство 45 ром тиосульфата натрия,Из результатов опытов выведена эмпирическая формула зависимости уноса иодаЧу (в пересчете на объем 0,1 н, раствора, мл)от объема пропущенного газа (Чг).50, Чу = 7,2 1 д (10 Чт+ 2,35) - 2,67 мл (3)Способ осуществляют следующим образом,Исходя из предполагаемой концентрации сероводорода в газе, рассчитывают обь 55 ем газа, необходимый для анализа, приусловии, что йзбыток иода, не вступивший вреакцию с сероводородрм, в пересчете наобъем его стандартного раствора, составитЧг Чт+ Чтс10 Рассчитывают объем стандартного раствора иода. мл. вступающего в реакцию с серо 20 Определяют объемы стандартных рас- -25творов иода в первом барботере и тиосуль 30 35 Яр -Ак 6Сгде Чо - объем стандартного раствора тиосульфата натрия нормальности Мтс, мл, пошедший нэ титрование контрольного объема стандартного раствора иода в объеме мерной пипетки, мл,Поскольку ошибка титроеания составляет .+О:05 мл, то для обеспечения погрешности определения не хуже +2-3% величину Чо - й принимают равной 3-5 мл. Рассчитывают величину уноса иода, соответствующую объему. газа, взятому на анализ. по эмпирическому выражению (3). водородом, содержащемся в объеме газа Чг. Проводят контрольное титроеание используемого стандартного раствора иода.стандартным раствором тиосульфата натрия и определяют соотношение нормальности реагентов кэк обратное соотношение их эквимолярных обьемов Й 12/КТС = Чо/Ч 12фата натрия во втором, исходя из соотношения (1), При этом наиболее удобным для проведения анализа являются децинормальные растворы реагентов,которые готовят из Фиксаналов. Поэтому объем иода в первом барботере должен быть точно отмерен с помощью мерной пипетки, и его объем, удовлетворяя соотношению (1), при этом должен быть кратным обьему мерной пипетки,В барботер 1 (см. чертеж) помещают заданный объем 0,1 раствора иода, в барботер 2 - из беретки, заполненной до верхней метки, отмеряют заданный обьем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, предназначенного для обратного титрования избытка иода. Бэрботеры соединяют последовательно. К выходу второго барботера присоединяют газовый счетчик, или газовую измерительную пипетку 4, или другое устройство для измерения объема газа, а вход 1-го барботера соединяют с источником анализируемого газа 3, Через систему пропускают расчетный обьем газа с расходом 50-100 мл/мин. При окончании пропускания расчетного обьема газа.барботеры отсоединяют от системы, их содержимое переливают в колбу для титрования. споласкивают барботеры дистиллированной водой и пере- ливают промывные в ту же колбу для титрования, Избыток иода в колбе для титрования . титруют йо крахмалу стандартным раство 40 50 55ром тиосульфата натрия из бюретки, откуда его часть была отмерена во 2-ой барботер.Концентрацию сероводорода в газе рассчитывают по формуле (2), Примеры осуществления способа. П р и м е р 1, Предполагаемая концентрация сероводорода е газе составляет 3 об,%,При контрольном титровании 10 мл стандартного раствора иода расход 0,1 н, раствора тиосульфата натрия (Чо) составил 9,8 мл. Избыток раствора иода. не вступающего в реакцию с сероводородом и не подвергнутый уносу Чн принимают вначале равным 5,0 мл, что в пересчете на 0,1 н. его раствор составляет 4,9 мл,Определяют объем газа, необходимый для анализа:- 194 мл Чг3.Определяют унос иода при пропускании его через раствор расчетного объема газа:Чу = 7,2 19 (10 194 + 2,35) - 2,б 7 = 0,25 мл в пересчете на 0.1 н, раствор иода.Определяют обьем стандартного раствора иода, вступающего в реакцию с сероводородом, содержащимся в расчетном объеме анализируемого газа:3 1941188 0,098 Отсюда Чр + Чу = 5,0+ 0,25 = 5,25 мл, Чр+ Чу+ Чл = 10,25 мл Таким образом, согл сно условию (1), объемы стандартных растворов иода и тиосульфата натрия, которые необходимо поместить, соответственно, в 1-й и 2-й барботеры, определяют по соотношению: 10,25 ) Ч 25,25Чтс0,25 Выбирает округленные значения величин, например; Чг -200 мл, Ч 2 = 10 мл (объем мерной пипетки); Чтс = 2 мл.С помощью мерной пипетки отмеряют и переносят в 1-й барботер 10 мл 0,1 н. раствора иода, а из бюретки для титрования, заполненной до верхней метки ("до нуля") во 2-й барботер отмеривают 2 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, собирают систему поглощения согласно чертежу и пропускают через нее 200 мл газа с расходом 50 мл(мин, замеряя его на выходе, например, измерительной пипеткой 4.По окончании пропускания газа барботерц отсоединяют от системы, переливают их содержимое в колбу для титроеания. бэрботеры споласкивают дистиллированной водой и промывные воды также переливают в колбу для титрования, Содержимое колбы титруют по крахмалу стандартным 0,1 н.раствором тиосульфата натрия иэ бюретки. из которой был отмерен объем Чтс во 2-й барботер.В результате титрования общий расходраствора тиосульфата натрия составил Чт+ 4 Чтс = 4.3 мл (сумму объемов замеряют непосредственно по бюретке).Рассчитывают концентрацию.сероводорода в газе: СН тз -- 327 объем%П р и м е р 2. Предполагаемая концентрация сероводородовв газе составляет 0,015 объемАналогично операциям примера 1 проводят контрольное титрование 10 мл стандартного раствора иода 0,01 н, раствором тиосульфата натрия, в результате которого получено Чо = 9.6 мл. Аналогичными расчетами получают:5 1188 0 1 Чг 0 015 = 39600 мл Чу=7,2 д 39,6+2,35 ) -2.67=9,0 мл,0,015 39600Чр = =5,2 мл Чр+Чу=14,2 мл Чр+Чу+Чп=19,2 мл Выбирают округленные величины объемов реагентов и газа, удовлетворяющих условию (1). При этом объем газа раствора иода должен быть кратным объему мерной пипетки: Ч 2 = 2 20-40 мл. Объем раствора тиосульфата Чтс = 10 мл, объем газа Чг = 40 мл,Указанные объемы реагентов помещают в соответствующие барботеры, собирают систему поглощения и пропускают 40 л газа с расходом 100 мл/мин, замеряя объем на выходе газовым счетчиком ГСБ, По окончании содержимое барботеров и промывные воды переливают в колбу для титрования и титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия по крахмалу.В результате титрования расход тиосульфата натрия составил:Чт + Чтс = 10,0+ 4.3 = 14,3 мл.Рассчитывают концентрацию сероводорода в газе: СН 23 40000- 0,0146 об. О Таким образом, данный способ дает хорошую сходимость результатов и меньшуюпогрешность, чем известный. Он прост висполнении и более экономичен за счет ис 10 ключения использования дорогостоящихсолей кальция.Формула изобретенияСпособ определения сероводорода в газе, включающем барботирование газа через15 стандартный раствор иода и последующеетитрование избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности, газ дополнительно барботируют20 через заданный объем стандартного раствора тиосульфата натрия, перед титрованиемизбытка иода объединяют оба раствора водин объем, а объемы стандартных растворов иода и тиосульфата натрия, используе 25 мые для барботирования, определяют изсоотношения2Чр + Чу+ Чц = ЧаЧр + ЧуМтсгде Чц - объем стандартного раствора иода,30 используемого для барботирования,мл;СЧгЧо = - объем стандартно,11го раствора. иода, необходимый для окисления сероводорода в пробе газа объемом Ч,35 мл, с предполагаемым содержанием С,об.;Чу = 7,2 19 (10 Чг + 2,35) - 2,67 - уносиода в пересчете на объем стандарного раствора, мл;йтс и Иа - нормальности стандартныхрастворов тиосульфата натрия и иода,мольlл,Чц = Ч 12 - Чр - избыток стандартногораствора иода, используемого для барботирования,1772738 Составитель А. КубасовТехред М.Моргентал орректор И;Муск актор Заказ 3843 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5 КНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101