Способ определения озона в газовых смесях

О Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ПИСНИЕ 941 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ53) УДК 546.214. .543.42.062 ( 088.8 публиковано 07.07.82. Бюллетень Чо 25ата опубликования описания 7.07.82 елам нэооретенин и открмти К. Герасимова, А. В. Герасимов, В. П. Храповицкий и В. И. Цеку нов 2) Авторы изобретения ого 3 наайги государ И. Лепнина еннцй 1елорусскии ордена Трудового К университет им) Заявител 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЗОНА В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ осится к анализу неор, в частности к опредеонсодержаших газовых Изобретение отн анических веществ ению озона в оз меся х. существляют следующим обДрекселя наливают 10 мл тидина (а-амино-ф-имидазолкислота) в 0,025 М фосфатномэтот раствор в течение опреемени пропускают озонсодерую смесь. На СФ(или друотометре: СФ, СФи др.) ическую плотность поглощения а гистидина, обработанного 15 Способ оразом.В склянкураствора гиспропионоваябуфере. Черезделенного вржашую газовгом спектрофизмеряют опт(Д) раствор сИзвестны фотометрические методы определения озона в газовых смесях, основанные на его реакциях с органическими веществами 1.Однако большинство из применяемых для определения озона органических веществ окисляются неселективно, т. е. подобные эффекты наблюдаются при воздействии пере. киси водорода, окислов азота, кислорода и других окислителей, а продукты взаимодействия органических веществ с озоном нестабильны или вступают в реакцию друг с другом 2, что вносит значительные ошибки в конечные результаты определения озона,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения озона в газовых смесях, включающий обработку дифениламиносульфоната натрия в растворе НС 10 (рН = 3) озонсодержашей газовой смесью и измерение поглощения света на длине волны 593 нм продуктом синего цвета, образовавшимся в озонированном растворе 3,Однако этот метод также не является избирательным, так как такой же продукт синего цвета образуется при обработке вышеуказанного раствора перекисью водорода и окислами азота.Целью изобретения является повышение избирательности способа определения озона в газовых смесях.Поставленная цель достигается тем, что исследуемую озонсодержащую газовую смесь пропускают через раствор органического реагента с последующим измерением оптической плотности раствора, а в качестве органического реагента используют 0,02 - 0,1%-ный раствор гистидина в фосфатном буфере.вышеуказанным способом на длине волны Л =. 270 нм, так как в спектре озонирован. ного раствора гистидина появляется полоса поглощения с максимумом при А = 270 нм, не наблюдаемая в исходном растворе гистидина.Следует отметить, что при концерации гистидина в растворе менее 0,02/ В сгектре озонированного раствора не наблюдается полоса поглощения при А = 270 нм. При концентрации гистидина в растворе более 0,1 О/о оптическая плотность озонированного раствора при А = 270 нм увеличивается с течением времени после озонирования Поэтому концентрации раствора гистидина менее 0,02/, и более 0,1/о не приемлемы для определения озона в газовых смесях.Сущность предла гаемого способа иллюстрируется приведенными ниже примерами.Пример 1. Приготавливают гистидин концентрацией 0,05 О/о в фосфатном буфере. Готовят 5 проб следующим образом: в 5 склянок Дрекселя наливают по 10 мл вышеуказанного раствора гистидина. Через пробу 1 пропускают 10 мин воздух со скоростью 0,2 л/мин. Измеряют оптическую плотность обработанного таким образом раствора на СФв интервале длин волн 245-340 нм относительно исходного раствора истидина,Через пробу 2 пропускают 10 мин кислород со скоростью 0,2 л,мин. Измеряют оптическую плотность раствора в интервале длин волн 245-340 нм.Через пробу 3 пронуканет 1 О мип озон- содержащую газовую меь воздух, прошедший через озонатор) со скоростью 0,2 л/мин с концентрацией озона 0,4 мг/л. Измеряют оптическую плотность раствора в интервале длин волн 245-340 нм.Через пробу 4 пропускают О мин озон- кислородную газовую смесь со скоростью 2 л/мин с концентрацией озона 0,2 мг,л. Измеряют оптическую плотность раствора в интервале длин волн 245 - 340 нм.В пробу 5 добавляют 0,5 мл трехпроцентного раствора перекиси водорода. Измеряют оптическую плотность полученногс таким образом раствора в интервале длич волн 245 в 3 нм,Проведенные опыты показывают, ч го обработка указанного выше раствора гити дина воздухом, кислородом, а также добив ление к исходному раствору гнтип ина перс киси водорода не вызывают ояв.ения в электронном спектре гистидина полосы го глощения с максимумом при Л == 270,; а озонсодержащей газовой средой -- вызывает, что свидетельствует о селективпоти действия озона.Примечание. В этом и во всех следующихпримерах используются следующие реактивыи растворы: 1) гистидин, фирмы Реапа 1 Вцдарез;2) натрий фосфорнокислый двузамеценный безводный по ГОСТ П 773-66, 0,025 ."Лводный раствор;3) калий фосфорнокислый однозаме;ц,нный безводный по ГОСТ 4198-65 0.025водныи раствор,4) фосфатный буфер: смешивают 1 о.;.,е .раствора 3 и 1,5 объема раствора 2.Концентрацию озона в газовой мопределяют способом, описанным ври;женинк ГОСТ 9.026-74.Пример 2. Готовят 4 пробы следующи:;:образом: в 4 склянки Дрекселя наливакгпо 10 мл 0,02/,-ного раствора гистидин;.в фосфатном буфере.5 Через пробу 1 5 мин пропускаюг зо:.содержащую газовую смесь со скортпоЧ = 0,2 л/мин и концентрацией озон. С = 0,4 мг/л.Через пробу 2 10 мин пропускают озонсодержащую газовую смесь с вышеуказан зоными значениями параметров 7 и С.1 ерез пробу 3 15 мин пропускают озонсодержащую газовую смесь вышеуказанными параметрами Ъ и С.После озонирования измеряют опичесд каот озопсодержащую газонуд,есь с вы,еказа ппьун парсметрами и С.Через пробу 4 в течени: 20 мин пропускую плотность (Д) каждой пробы на СФ;ри длине волны А = 270 нм относительноисходного раствора гистидина. Полученныепри этом значения Д представлены в табл. .//ример 3. Готовят 4 пробы следующимооразом: в 4 склянки Дрекселя на.иваюзпо 10 мл 0,050, раствора гистидина в фосфатном буфере.Дальнейшая последовательность операций такая же как и в примере 2Полученные при этом значения Д представлены в тгбл. 2.Пример 4. Готовят 4 пробы следующимобразом; в 4 склянки Дрекселя наливают.о 10 мл 0,1 /о-ного раствора гистиди;а вфосфатном буфере.Дальнейшая последовательность о.ераций такая же как и в примере 2.Г 1 олученные при этом значения Д пред.ставлень в табл. 3.4 гЛример 5. Готовят 5 проб следуюцим, бразом: в 5 с лянок Дрекселя на.иезкпа0 мл 0.05 ц-ого раствояа гисти иваНасратном оуОеоеЧерез пробу5 мин пропускают о и,.- в",остьу; Ъ0,2 л/иг озонсодержащую г,.: -вучо смь кон,еггнацией озона С-" роз ;робу 2 5 мип пропускают со ско;г:.;. " . 02 л мин озонсодержащую газов, о :.о центрацией озона С =- 4 мг лробу 3 5 мин пропускают озсн.содг .:6 аг,ую Газовую смесь со скоростьюисходного раствора )истилинд. 11 олуцекное при этом значение Д отложить на оси ординат. Через эту точку провести прямую, параллельную оси абсцисс ло пересечения с калибровочной линией. Соответствующее эгой тоцке перссецсия значение абсциссы есть искомая ко).:3 33 Гп)3 я Озона в газовой смеси.При.)ер 7. ГО )вят 5 проб следующимобразом: в 5 склянок Дрекселя наливают по О мл 0,05", рдс 333 ора гистилина в фосфатном б Г 1)срсДальнейшая послсловдтельность операций такая же, к 3 к 3 В 3)Г)имсрс о, зд исклк)- чением интервала времсни озонировдния.Через пробы-5 )зонсолерждщую газовую смесь пропускают в тецен)п 15 мин. После озонирования измсряк)г к)т:)цсскую плотность Д кажлои пробы нд с,Фн)н Л =) О нм Отосите 3 но и. ходкоО )д"корагистилинд.ПОТ)т 13 снныс )рн: то з,3 сн), 1 сл О ставлены в тао,. 6.На основаи: .:. .:ых тд,",3 ипь б строятК д Л 33 б р О В О ц К Ь) Й ,))К. 1, я О Н ) с,с, С Н И 5 КОкцЕНтрдПИИ ОЗОН, 3: Г;с)ВОй СМЕСИ НужНО через 10 мл 0,05 О О рдстворд гистиднна в ф Ос фа т и О м Оу ф с р Р, н Ос цс ннОГО с 3 с е, Я н к ) ДрЕКССЛя, ПрОПугтптЬ ГдЗОВу Ю с МССЬ СО СКО- ростью потока 0,2 л;)нн5 мин. Нд спектрофотометре измерить оптическую плотность (Д) Обр)бо Г 31 Г ГО )с 3 с 3 3;)з;3) 3" с 3)О)- бом растворд гистнлннд нрЛ - 270 нм ОткосТЕ,)ЬНО ИСХ)Л)О)О",;3 С.В)РД33 Т 33 И 3.Полученное при агом зд)с; исОт- жк ь по оси орл)3 н;3 т. ЧГр з э- то );",) прямо, 3)ардллсл 33) к; О.3сечения с калибровочной линней С,ОО). Гс)- ВуЮщЕЕ ЭтОй то )КС ПсрсссцЕ.33 Я ЗкдцвИС 35 а списсы есть искомая концектрд)п)я Озонав газовой смеси.При,)ер 8. Для исследования стабильности получаемых рсзульта.ов во врем)ен)3 после окончания озонировдния проводят слелующий опыт: 0,05 -ный раствор гистилина в фосфатном бхфере Озоирлют 10 мин озонСОЛЕрждщсй Г;)ЗО:)ой с МОСЬЮ СКОрОСтЬ ПОГОН 3 0,2 лм )3 н, кон псатр 33 33 я Озона 0,4 х)Гл), После озонировдшгя измсряк)Г оптическуюплотность это о р;)ство;);3 , .сИд СФ45 ОтНОСНтЕЛЬНО НСХОЛНО, О 3 К)с ГВОрд ГИСтидИНапри Л - : 270 нм 30 ц с интервалом 1 ч.Полученные при этом з.")ацения Д представлены в табл. 7. Такая же стабильость рез).3 ьтатов тече)ие длительного времени (около 1 О ц) после озонирования 33 аб)г)к)лается лля всех концентраций растворов гисти,ц)нд в пределах 0,02 - 0,10/о в фосфдтном б) Фере. 9412755Через пробу 4 5 мин пропускают со скоростью 3) = 0,2 л/мин озонсодержащую газовую смесь с концентрацией озона С == 0,06 мг/л.Через пробу 5 5 мин пропускают со скоростью Ч = 0,2 л/мин озонсолержащу)о газовую смесь с концентрацией озона С == 0,03 мг/л.После озонирования измеряю оптицескую плотность (Д) каждой пробы на СФ при длине волны Л = 270 нм относительноисходного раствора гистидина.Полученные при этом значения Д представлены в табл. 4.На основании данных (таблицы 4) строяткалибровочный график лля определенияконцентрации озона в газовой смеси.Чтобы определить концентрацию озонав газовой смеси нужно церез 10 мл 0,05/,ного раствора гистидина в фосфатном буфере, помещенного в склянку Дрекселя, пропускать газовую смесь со скоростью потока0,2 л/мин 5 мин. На спектрофотометре измерить оптическу)о н, )отность (Д) обработанного вышеукдзд:3 ым снсобом;,.с сворагистидина при Л270:Огн сительноисходпс)ГО ПастВГ)ра Нтидипс. 130,3 чс нноепри этом значение Д Отложнп:3 оси ординат, Через эту то 3 ку провеетпрямую,параллельную оси абсцисс ло пересеченияс калибровочной линией. Соответствующееэтой точке пересечения значение абсциссыесть искомая концентрация озона в газовойсмеси.Пример 6. Готовят 5 проб следующимобразом: в 5 склянок Дрекселя наливаютпо 10 мл 0,05% раствора гистидина в фосфатном буфере.Дальнейшая последовательность операций такая же как и в примере 5, за исключением интервала времени озонирования.Через пробы 1 - 5 озонсодержа 3 цую газовуюсмесь пропускают 10 мин.Полученные после озонирования пробыспектрофотометрируют при Л = 270 нм относительно исходного раствора гистидина.Полученные при этом значения Д представлены в табл, 5,На основании данных из этой таблицыстроят калибровочный график для опреде.ления концентрации озона в газовой смеси.Чтобы определить концентрацию озонав газовой смеси необходимо через 10 мл0,05% раствора гистидина в фосфатномбуфере, помещенного в склянку Дрекселя,пропустить газовую смесь со скоростью потока 0,2 л/мин 10 мин. На спектрофотометреизмерить оптическую плотность (Д) обработанного вышеуказанным способом раствора гистидина при Л = 270 нм относительно941275 Таблица 1 Ха ра к те рис тика Время озонирования(мин) Концентрация озонав газовой смеси(мг/л) Концентрация озонав газовой смеси941275 10 Таблица 6 П роба, Н Характеристика Концентрация озонав газовой смеси(мг/л) 0,60 0,400,500 0,350 0,15 0,06 0,030,130 0,055 0,045 Д (при Л = 270 нм) Таблица 7 Д (при Л = 270 нм) 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 Формула изобретения Способ определения озона г газовых смесях, включающий пропускание исследуемой озонсодержащей смеси через раствор органического реагента с последующим измерением оптической плотности раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности способа, в качестве органического реагента используют 0,02 - 0,1 %- ный раствор гистидина в фосфатном буфере. Составитель Л. ГерасимоваТехред А. Бойкас Корректор М. КостаТираж 509 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам Изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. ГорватЗаказ 4747/2 Время после озонирования, ч Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Гершкович Е. Э. и др. Вопросы гигиены труда в радиоэлектронной промышленности. М 1979, с. 86 88.2. Разумовский С. Д. и др. Озон и его реакции с органическими соединениями. М., Наука,974, с.93 - 195.3. Органические реактивы в анализе металлов. Справочник под ред. А. И. Лазарева. М., Металлургия, 1980, с. 66 (прототип).