Способ определения уксусной кислоты в воздухе

(19) Пу П О 01 М 21/7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фМФ 5 по кл ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института(56) 1. Перегуд Е.А., Гернет Е.В.Химический анализ воздуха промЬ 1 шленных предприятий Л., "Химия",1970, с. 1592. Авторское свидетельство СССРзаявке Р 3404871/04,С 01 И 21/78, 01.03.82.3. Перегуд Е.А. Химический анализ воздуха. Л., "Химия", 1976,с. 122 (прототип),(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УКСУСНОИ КИСЛОТЫ В ВОЗДУХЕ путем пропускания анализируемой пробы через воду, добавления к полученному раствору хромогенного реактива с последующим колориметрированием образующегося окрашенного раствора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности,точности и сокращения времени определения, в качестве хромогенногореактива используют раствор, содержащий 0,015-0,020-ный растворбромтимолового синего индикатора,0,5-1,0-ный раствор анилина и0,2-0,3-ный раствор гидрокарбоната натрия, взятых в объемном отношении 1:0,010-0,020:0,006-0,008,и хромогенный реактив добавляют кводному раствору анализируемойпробы в объемном отношении 1:0,75-1.40 45 50 ) 55 60 65 Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в химической, фармацевтической, текстильной и других областяхпромышленности для быстрого определения малых концентраций паровуксусной кислоты в воздухе,Известен способ определения паров уксусной кислоты в воздухе путем протягивания анализируемойпробы воздуха через два последовательно соединенных поглотительныхприбора, содержащих по 5 мл воды,споследующим добавлением иодата ииодида калия и титрованием выделившегося иода раствором тиосульфатанатрия в присутствии крахмала (11 .Недостатками способа являютсянизкая чувствительность, равная3 мг/ми точность измерения,.3обусловленная многооперационностьюи сложностью выполнения способа иравная 2 мг/м при содержании уксусной кислоты в воздухе 5 мг/мИзвестен способ определения уксусной кислоты в воздухе с использованием индикаторной ленты автоматических фотоколориметрических газоанализаторов. По этому способухромогенный реактив, состоящий израстворов бромкрезолового зеленогоиндикатора., аналина и гидрокарбоната натрия наносят на тканевуюленту обрабатывают анализируемымвозд.",.ы.: и фотоколориметрируют образовавееся на ленте окрашенноесоединение 2) .Недостатками метода являютсянедостаточная чувствительность(2 к./;. ) и точность определения,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ определения уксусной кислоты э воздухепутем пропускания анализируемоговоздуха через воду, обработки водного раствора гидроксиламином и затемсульфаниловой кислотой и М, -нафтиламином с последующим колориметрированием полученного окрашенногораствора. Чувствительность определения 5 мкг в 0,1 мл определяемогораствора ЗД .Недостатками способа являютсянизкая чувствительность, недостаточная точность определения (3 мг/ми длительность анализа (около 4 ч),связанные с многостадийностью способа,Цель изобретения - повышение точности чувствительности и сокращение времени определения,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся э пропускании анализируемой пробы через воду, добавлении к полученному Раствору хромогенного реактива э объемном отношении1:0,75-1,содержащего 0,015-0,020-нылраствор бромтимолового синего индикатора, 0,5-1,0-ный раствор анилина и 0,2-0,3-ный раствор гидрокарбоната натрия, взятых в объемномотношении 1:0,010-0,020:0,006-0,008с последующим колориметрированиемобразующегося окрашенного раствора.Растворы готовят следующим образом.Для приготовления бромтимоловогосинего индикатора взвешивают 800 мгбромтимолового синего индикатора,вносят в мерную колбу емкостью 15 100 мл и заливают на 2/3 ее объема20-ным раствором этилового спиртав бидистиллированной прокипяченнойводе. Раствор тщательно перемешиваюти оставляют в темном месте. Через 70 сутки в колбу добавляют того жераствора до метки и перемешивают,Соответствующим разбавлением водойготовят необходимые растворы бромтимолового синего индикатора.75 Для приготовления 0,8-1,2-ногораствора анилина в мерную колбу емкостью 100 мл вносят 0,8-1,2 мл анилина марки ХЧ, добавляют 50 мл бидистиллированной прокипяченной водыи растворяют путем интенсивноговзбалтывания. Затем доводят водойдо метки.Для приготовления 0,25-0,35-ногораствора гидрокарбоната натрия взве шивают 0,25-0,35 г гидрокарбонатанатрия марки ХЧ и растворяют в100 мл бидистиллированной прокипяченной воде. Для приготовления стандартногораствора уксусной кислоты в мернуюколбу емкостью 50 мл вносят 10-15 млбидистиллированной прокипяченной воды и взвешивают. Затем добавляют0,04-0,05 мл ледяной уксусной кислоты и взвешивают вторично. Доводятсодержимое колбы водой до метки,перемешивают и вычисляют содержаниеуксусной кислоты в 1 мл раствора.Соответствующим разбавлением готовятраствор, содержащий 0,1.мг/мл.Для приготовления реактивногораствора э мерную колбу емкостью250 мл вносят 150 мл 0,016-0,022-ного раствора бромтимолового синегоиндикатора, 2,0-4,0 мл 0,8-1,2-ногораствора анилина и 1,6-2,0 мл0,25-0,35-ного раствора гидрокарбоната натрия. Раствор тщательно перемешивают и доводят до метки раствором бромтимолового синего индикатора,Градуировка фотоэлектрическогоколориметра. В колбы емкостью 25 млвливают 5,0; 4,9; 4,8; 4.,7; 4,6,4,5,4,4; 4 3; 4 2; 4 1 и 4 0 бидистиллированной прокипяченной воды, добав25 35 ляют соответственно 0,0, 0,1; 0,2;и 1,0 мл стандартного раствора уксусной кислоты, тщательно перемешивают и доводят до 10 мл реактивнымраствором. Через 5 мин растворы5колориметрируют на красном светофильтре относительно холостого раствора, Строят зависимость оптическойплотности от содержания уксуснойкислоты в растворе.0Обоснование выбора интерваловконцентраций растворов.Приготавливают 0,010, 0,015,0,020, 0,025,. 0,030-ные растворыбромтимолового синего индикатора,В мерные колбы емкостью 250 мл вносят по 150 мл соответствующего раствора бромтимолового синего индикатора, 30 мл 1-ного раствора анилина и 1,8 мл 0,3-ного раствора гидрокарбоната натрия. Растворы тщательно перемешивают и доводят до меткисоответствующим раствором индикатора. Для каждого. реактивного раствора приготавливают стандартнуюшкалу и на фотоэлектрическом колориметре определяют зависимость оптической плотности от концентрацииуксусной кислоты. Результаты приведены в табл,1. 30Из табл.1 следует, что наиболееоптимальным является реактивныйраствор, содержащий 0,02-ный раствор бромтимолового синего индикатора.Приготавливают 0,02-ный раствор бромтимолового синего индикатора, 1-ный раствор анилина и0,1, 0,2, О,З, 0,4 и 0,5-ныерастворы гидрокарбоната натрия. В 40мерные колбы емкостью 250 мл вносят 150 мл 0,02-ного, раствора бромтимолового синего индикатора,3,0 мл 1 Ъ-ного раствора анилина и1,8 мл, соответствующего растворагидрокарбоната натрия. Растворытщательно перемешивают и доводятдо метки раствором бромтимоловогосинего индикатора. Для каждого реактивного раствора готовят стандартную шкалу и на фотоэлектрическом 50колориметре снимают зависимость оп-тической плотности от концентрацииуксусной кислоты в растворе, Результаты приведены в табл.2.Из табл.2 видно, что наибольшей 55чувствительностью обладает раствор,содержащий 0,3-ный раствор гидрокарбоната натрия.Приготавливают 0,02-ный растворбромтимолового синего индикатора, 60О,ЗЪ-ный раствор гидрокарбонатанатрия и 0,0, 0,5; 1,0; 1,5 и2,0-ные растворы анилина. В мерныеколбы емкостью 250 мл вносят 150 мл0,02-ного раствора бромтимолового 65 синего индикатора, 1,8 мл 0,3-ного раствора гидрокарбоната натрия и 3,0 мл соответствующего раствора анилина, Растворы тщательно перемешивают и доводят до метки раствором бромтимолового синего индикатора, Для каждого реактивного раствора готовят стандартную шкалу и на фотоэлектрическом колориметре снимают зависимость оптической плотности от концентрации уксусной кислоты в растворе. Результаты приведены в табл,З.Из табл.З следует, что увеличение концентрации анилина в растворе более 1,0 не приводит к изменению его чувствительности. данилин обеспечивает стабильность реактивного раст- вора во времени.П р и м е р 1. Приготавливают реактивный раствор, состоящий из 1,8 мл 0,3-ного раствора гидрокарбоната натрия, 3,0 мл 1,0-ного раствора анилина и 245,2 мл 0,02-ного раствора бромтимолового синего индикатора, строят стандартную шкалу и градуировочную характеристику для фотоэлектрического колориметра. В поглотитель Зайцева наливают 5 мл бидистиллированной прокипяченной воды и пропускают через него 3 л/дм анилизируемого воздуха со скоростью 20-30 л/ч. Затем через внутреннюю газоподводящую трубку поглотителя вводят 5 мл реактивного раствора, перемешивают и колориметрируют на красном светофильтре фотоэлектрического колориметра, например,ФЭК-М (ФЭКМ) в кюветах с толщиной слоя 20 мм. При этом используют гальванометр типа Мили аналогичный, По величине оптической плотности с.помощью градуировочной характеристики находят количество уксусной кислоты в исследуемом растворе (в мг). Содержание уксусной кислоты в воздухе находят по формулех 1000у 7где х - содержание уксусной кислоты в исследуемом растворе, мг;Ч - приведенный к нормальнымусловиям объем пропущеннойчерез поглотитель анализируемой воздушной смеси,л.П р и м е р 2. Выполнение способа при граничных значениях объемных содержаний ингредиентов в реактивном растворе.Приготавливают следующие реактивные растворы,Раствор, содержащий 1,5 мл 0,3 тного раствора гидрокарбоната натрия, 2,5 мл 1-ного раствора1062575 Таблица 1 Оптическая плотность растворов при содержании в них индикатора,% КонцентрацияСНСООН врастворе,мг 0,0100,015 0,020 0,025 0,030 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,15 0,01 0,18 0,09 0,075 0,230 0,060 0,190 0,350 0,560 0,265 0,460 0,650 0,810 0,28 030 0,03 0,28 0,05 0,42 0,50 О, 56 0,390 О, 580 0,07 0,47 0,770 О, 750 0,50 анилина и 246,0 мл 0,02-ного раствора бромтимолового синего индикатора.Раствор, содержащий 1,8 мл0,3-ного раствора гидрокарбонатанатрия, 3,75 мл 1-ного раствораанилина и 244,5 мл 0,02-ного раствора бромтимолового синего индикатора,Раствор, содержащий 2 мл 0,3-ного раствора гидрокарбоната натрия,5,0 мл 1-ного анилина и 243 мл0,02-ного раствора бромтимоловогосинего индикатора.В поглотитель Зайцева вносят5 мл бидистиллированной прокипяченной воды, пропускают через него 3 ланализируемой воздушной смеси сконцентрацией уксусной кислоты,равной 0,0; 2,0, 5,0, 10,0 мг/ми добавляют 5 мл реактивного раствора. После колориметрирования поформуле определяют содержание ук. сусной кислоты в воздухе. Результаты приведены в табл.4.Иэ табл.4 видно, что максималь-ное отклонение между определениямиотносительно заданной концентрациисоставляет 0,15 мг/медля С3,2,0 мг/м , 0,2 мг/м для С5,0 мг/м ; 0,3 мг/м для С10, 0 мг/м 3.П р и м е р 3. Выполнение спо соба при различных значениях объемных соотношений вода - реактив ный раствор. В поглотитель Зайцевавносят 2, 4, 6, 8 и 9 мл бидистилли- З 5рованной прокипяченной воды, пропускают через него 3 л анализируемойвоздушной смеси с концентрациейуксусной кислоты равной 5 мг/м 3 идобавляют соответственно 8,6, 4, 2 40и 1 мл реактивного раствора, перемешивают и колориметрируют. Находятконцентрацию уксусной кислоты в воздухе. Результаты приведены в табл.5. П р и м е р 4. Воспроиэводимость определений. Берут реактивный раст-вор 2 и проводят по 10 определений для заданных значений концентраций уксусной кислоты в воздухе. Результаты приведены в табл.б. Иэ табл.б следует, что максимальное отклонение серии определений от среднего арифметического значения составляет 0,37 мг/м , а наибольшее3значение абсолютной погрешности равно 0,43 мг/м 9.П р и м е р 5. Чувствительность определения. Через поглотительный прибор, содержащий 5 мл воды, пропускают по 3 л анализируемой воздушной смеси с содержанием уксусной кислоты 5,0, 4,0; 3,0, 2,0, 1,0, 0,5 и 0,25 мг/м, добавляют по 5 мл реактивного раствора и определяют концентрацию уксусной кислоты, при которой наблюдают устойчивое отклонение оптической плотности по фотоэлектрическому колориметру. Результаты приведены в табл.7. Из табл.7 видно, что чувствительность определения составляет 0,5 мг/м уксусной кислоты в воздухе,Иэ приведенных примеров видно, что предлагаемый способ определения уксусной кислоты обладает простотой и может быть использован для быстрого определения паров уксусной кислоты в воздухе. Точность определения (0,5 мг/м) уксусной кислоты в воздухе значительно превышает точность известных способов (точность определения по известному способу 3 мг/м). Чувствительность определения составляет 0,5 мг/м(по известному способу 5 мг/м),Длительность определения составляет 20 мин по известному. способу около 4 ч).1062575 Таблица 2 Оптическая плотность растворов при содержании в них гидрокарбоната натрия, % о,0,.3 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,01 0,1350,390,57 0,115 006 0,05 0,03 Оф 34 0,24 Ок 05 0,48 0,41 0,07 Ок 64 0,68 0,58 Оф 42 0,09 0,75 0,70. 0,73 0,80 0,58 Таблица 3 Оптическая плотность растворов при содержании в них анилина, % 1 О/О Оф 5 1 юО 1,.5 2 фО 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Ок 095 0,10 Оф 096 0,105 0,01 0,03 0,28 0,31 Ою 29 0,33 Ою 46 0,47 0,46 0,49 Ок 475 0,05 0 ф 61 0,615 Оф 61 0,63 Ок 65 0,07 Т а б л и ц а 4 Найденное значение концентрации уксусной кислоты в воздухе для реактивных растворов, мг/м 9 КонцентрацияСНЗСООН ввоздухе, мг/м0,0 0,0 0,0 0,0 2,0 1,90 1,92 1,85 4,8 5,2 5,2 5 фО1062575 10 Таблица 6 4 5 6 2,0 5,31 5,22 10,20 9,90 5,0 10,0 Таблица 7 КонцентрацияСН СООН, мг/м 3 2,0 1,0 3,0 0,25 4,0 0,5 5,0 Величинаоптическойплотности 0,21 0,043 0,019 0,0 0,07 0,15 0,10 Составитель В. ШкильковаРедактор Н. Бобкова Техред Л,Пилипенко Корректор В. Вутяга Заказ 10209/44 Кон- цен- трацияснсоонв воздухеж/у 1, 1 Результаты определений для опытов, мг/и 2,15 1,80 1,86 1,89 2,20 2,25 1,89 2,221,90 1,95 5,20 5,35 5,10 5,43 5,43 5,02 5,15 5,19 9,86 10,40 10,15 9,81 9,85 9,95 10,25 9,97 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5