Способ определения кислот в водных растворах

(72) В.К Потрохов и Аьтгоф И.М. ихимиздат, 195к Н.И. КачесМ.: Госхимиэ М.Тимофеевадр. Обьемный анализ,2, т. 2, с. 170-171.твенный химическийдат, 1952, с. 153,(56) Ко ос Бл ализ Изобретение относится к аналитическому контролю водных растворов на содержание серной, азотной и хлорной кислот,например, после возможного загрязнения врезультате аварийных проливов,Известен метод определения кислбт сприменением универсальных индикаторных бумаг.Однако указанный метод не обеспечи, вает четкого разграничения поцвету при рН1 и рН 2, при этом разница в концентрациисерной кислоты в этом случае значительна,НЕ ПРИГОДЕН ПРИ аНаЛИЗЕ ОКРаШЕНН)Хг РаСтворов, окраска которых в природе обусловлена наличием гуминовых соединений, атакже не обеспечивает количественного определения кислот.Известны также способы колориметргического определения рН растворов и спектрофотометрическо го определениякислотности растворов. гименимы к анализу и, кроме того, требу ециальной аппаратуОднако методы и бесцветных растворов ют наличия сложной с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОТ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ(57) Использование: аналитический контроль водных растворов. Сущность изобретения: анализируемую.йробу смешивают с нитритом натрия при Массовом сботношении кислоты и нитрита натрия (2 10 - 5 х :х 10 "): (2 10 - 1 10 ) соответственно, затем полученную смесь продувают 0,4-0,5 л воздуха со скоростью 0,1-0,2 л/мин через окислительную смесьи"количествейную регистрацию проводя 1 по диоксигдуг азота, 4 з.п,ф-лы, 3 табл.Известен метод определения сернкислоты титрованием раствора, содержаго серную кйслоту, раСтвором сильногонования (йабН, КОН) в присутствцветных индикаторов.Однако этот способ не пригоден для использования в полевых условиях,Наиболее близок к предлагаемому способ качественного определения кислот в воде. включающий разложение нитританатрия в кислой среде с получением окисиазота,Недостатком известного способа является невозможность обеспечения количественного определения кислот в полевыхусловиях, при авариях,. Цель изобретения - обеспечение количественного определенйя серной, азотной ихлорной кислот.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу анализируемую пробу. смешивают с нитритом натрия при массовом соотношейии кйслоты и нитрита натрия(2 10 - 5 104).(2 10 - 1 10 )соответственно и окислительную смесь при температуре 10 - 40 ОС продувают 0,4 - 0,5 л воздуха соскоростью 0,1-0,2 л/мин и определяют двуокись азота.Таким образом, предлагаемый способ вотличие от известных позволяет оперативноколичественно определять содержание кислот в обьектах окружающей среды в полевых условиях. При определении кислотокись азота или двуокись азота можно детектировать любым другим методом физико-химического анализа:линейно-колористическим или фотометрическим, или электрохимическим и др,. П р и м е р 1, Приготовление градуировочных растворов и построение графиков. Скаждой из шести проб (М 1 - 6), содержащйхпо 5 мл воды и разные количества серной,азотной или хлорной кислоты (М 1 - 0,2 мг;%2 - 05 мг; МЗ - 1,0 мг;%4 - 1,5 мг; йг5 - 2,0 мг; М 6 - 2,5 мг) проводятследующие,операции: пробу воды с серной кислотойпереносят в прибор Полежаева объемом10 - 15 мл и вносят 0,5 мл раствора нитританатрия (С = 20 мг/мл). К отводной трубкеприбора последовательно присоединяют 0 образную трубку, наполненную диатомитомили стеклянным порошком, обработаннымокислительной смесью, представляющейсобой 3 -ный раствор двухромовокислогокалия в 2,50-ном растворе серной кислоты,затем присоединяют индикаторную трубкуИТТ, Через систему при 10 С пропускают0,4 л воздуха со скоростью 0,1 л/мин, применяя в качестве побудителя расхода гаэоанализатор УГ, Затем отсоединяютиндикаторную трубку и сразу же измеряютвысоту окрашенного слоя, затем строят градуйровочный график зависимости высотыокрашенного слоя от содержания сернойкислоты,Для подтверждения того, что при определении серной кислоты двуокись азотаможно детектировать любым другим методом, кроме линейно-колористического, уста йовлейо, что двуокись азота,выделяющуюся при исследуемой реакции,можно улавливать поглотительным раствором Грисса - Илосвэя.П р и м е р 2. 5 мл анализируемогораствора переносят в прибор Полежаеваемкостью 10 - 15 мл й вносят 05 мл растворанитрита натрия (С = 20 мг/мл), К отводнойтрубке прибора последовательно присоединяют О-образную трубку, наполненную реагентом. Реагент представляет собой3 -ный раствор двухромовокислого калия в2,5-ном растворе серной кислоты, затемприсоединяют индикаторную трубку ИТТ,через систему пропускают 0,4 л воздуха соскоростью 0,1 л/мин при 10 С, применяя вкачестве побудителя расхода гаэоанализа 20 тор УГ. Затем отсоединяют индикаторнуютрубку, сразу же измеряют высоту окрашенного слоя и в соответствии с градуировочным графиком определяют содержание5 серной кислоты в водном растворе:Содержание сернойкислоты, мг/л 40Высота окрашенногослоя, м 110 Нэйденйое содержание серной кислоты, мг/л 40Остальные примеры конкретного выполнения способа для серной кислоты аналогичны примеру 2, их переменные15 параметры и показатели приведены в табл.1, включая пример 2,Как видно из табл. 1, предлагаемый способ обеспечивает оперативное количественное определение серной кислоты в20 полевых условиях, при условии соблюдениявсех предлагаемых интервалов (примеры 13; 6, 7 Р), 11, 14, 15). В случае нарушенияукээанн". х интервалов имеет место увеличение погрешности анализа (йримеры 4, 5, 8,25 9, 12, 13, 16, 17).П р и м е р 18. 5 мл анализируемоговодного раствора йереносят в прибор Полежаева емкостью 10-15 мл и вносят 0,5 млраствора нитрита натрия.(С = 20 мг/мл), КЗО отводной трубке прибора последовательноприсоединяют О-образную трубку, наполненную реагентом, Реагент представляетсобой,циатомит или стеклянный порошок,обработанный окислительной смесью,35 представляющей собой 3-ный раствордвухромовокислого калия в 2,5%-ном растворе серной кислоты, К О-образной трубкепрйсоединяют индикаторную трубку ИТТ.Через систему пропускают 0,4 л воздуха со40 скоростью 0,1 л/мин, применяя в качествепобудителя расхода гээоанализатор УГ.Затем отсоединяют индикаторную трубку, сразу же измеряют высоту окрашенногослоя и в соответствии с градуировочным гра 45 фиком определяют содержание азотнойкислоты в водном растворе:Содержание азотнойкислоты,мг/лВысота окрашенного50 слоя мм1Кайденное содержание азотной кислоты, мг/л 20Остальные примеры конкретного выполнения способа для азотной кислоты ана 55 логичны примеру 18, их переменныепараметры и показатели приведены в табл,2, включая пример 18.Как видно из табл, 2, способ обеспечивав оперативное количественное определение азотной Кислоты в полевых условияхпри соблюдении всех предлагаемых интервалов, В случае нарушения предлагаемыхинтервалов имеет место увеличение погрешности анализа,П р и м е р 41. 5 мл анализируемого 5водного раствора переносят в прибор Полежаева емкостью 10-15 мл и вносят 0,5 млраствора нитрита натрия (С = 20 мг/мл). Котводной трубке прибора последовательноприсоединяют 0-образную трубку,наполненную реагентом. Реагент представляетсобой диатомит или стеклянный порошок,.обработанный окислительной смесью,представляющей собой Зо-ный раствордвухромовокислого калия в 2,5;-ном растворе серной кислоты,К 0-образной трубке присоединяют индикаторную трубку ИТТ, Собранную систему выдерживают 4 мин при 10 С, послечего пропускают 0,4 л воздуха со скоростью 200,1 л мин, применяя в качестве побудителярасхода газоаналиэатор УГ. Затем отсоединяют индикаторную трубку, сразу же йэ-меряют высоту окрашенного слоя и всоответствии с градуировочным графиком 25определяют содержание хлорной кислоты вводном растворе:Содержание хлорнойкислоты,мг/л 20Высота окрашенного30слоя, мм 1Найденное содержание хлорной кислоты, мг/л 20Остальные примеры конкретного выполнения способа для хлорной кислоты аналогичны примеру 41, их переменныепараметры й показатели приведены в табл,3, включая пример 41,Как видно из табл. 3 способ обеспечивает оперативное количественное определение хлорной кислоты в полевых условиях,при условии соблюдения предлагаемых йнтервалов, В случае нарушения предлагаемых интервалов имеет место увеличениепогрешности анализа. 45Применение предлагаемого способапозволяет при проведении работ по ликвидации последствий аварийных проливов -серной, азотной и хлорной кислот, при их транспортировке, хранении и эксплуатации, анализе загрязненных обьектов окружающей среды обеспечить проведение анализа в полевых условиях, в местах, где нет воэможности воспользоваться лабораторными способами анализа и необходимо испольэовать экспресс-тесты, чтобы в кратчайшие сроки оконтурить зону основного загрязнения почвы.и водных источников,Формула изобретенйя 1. Способ определения кислот в водных растворах, включающий смешение анализируемой пробы с нитритом натрия с последующей количественйой регистрацией соединений азота, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с .целью обеспечения количественного определения серной, азотной и хлорной кислот, анализируемую пробу смешивают с нйтритом натрия при массовом соотношении кислоты и нитрита натрия (2 105 - 5 х х 10 ):(2 10 - 1 10:)соответственно, полученную смесь продувают 0,4-0,5 л воздуха со скоростью 0,1-0,2 л/мин через окислительную смесь и колйчественную регистрацию проводят по диоксиду азота,2, Способ по и. 1; отл и ч а ю щи й с я тем, что продувку осуществляют при 10- 40 ОС,3, Способ поп. 1, отл ич а ю щи й с я тем, что, с целью обеспечения количественного определения серной кислоты, используют соотношение компонентов (4 10 5 - 4 х х 10 );(2 10 - 4 10 э).4, Способпо п.1,отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью обеспечения количественного определения азотной кислоты, используют сооткошение компонентов(2 10 - 4 х-5 х 10 );(2 10 - 5 10 э).5, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения количественного определения хлорной кислоты, используют соотношение компонентов (2 10 - 5 х-5 х 10 ):(2 10 - 1 10 ), окисление проводят в токе воздуха беэ окислительной смеси,. Пример1 2 3 4 5 6Докаэательстео 1 интереалаее Вг Переменные пара метры н покаэа" тели (ннтереал) иа аДокаэательстео 11 интервалааа15 1 Оф;с 5 10е аага аивв аа и Веге Ваге а а аг 10 : 2 О" 2 О ф 3 10 т:3 101:310:2 104 10; 3 10;110 3 12, О.Фф 310 Температура раа.створа,С (Пинтервал) 1 О 10 Объем пропускаемого еоэдуха 0,4 0,4 0,4 Скорость отдувки, л/мин (1 Уинтервал) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Общее еремяанализа, нин В В В . В100 100 100 Веедено сернойкислоты, мг/л 40 500 400 100 30 4 ОО 250 . 80 Найдено сернойкислоты, мг/л 40 100 50 200 80 10 0,0 50 . ь 100 50 20 Суммарная погрешность, Ф 0,0 в 0,0 ВЗЗ+20аг ее ге ю В еа е геи Продолжение табл,1ваа Переменные пара метры и покаэа" тели (интереал) Докйэательстео 111 интервале Докаэательстео 1 У интереала е в й е вВагеаюге ааю еею1 ,2 1 0 тю: 1: 2 1 0; 1, 2 1 О 4 : 12 О ф ; 1: 2 10 ф: 1;2 ОЙ : 1:2 1 О: 1;2 1 Оф;;З 1 О :З 1 О ;З О ф 3 1 О ;3 1 О :З О э :З О- сЗ 1 О эеаТемпература ра"стеора,С (11интервал) 25 25 250,5 0,45 0,35 25 25 25 04 04 04 Объем пропускаемого аоэдуха 0,4 0,55 Скорость отдуекн, л/мин (1 Уинтервал) 01 0 0,05 02015В В 0,2 Общееереня аналиэа, мин 8 100 100 120 100 100 100 50 50 150 4022 23 30 Доказательство 11 интервалаг т Доказательство 1 интервалаа аааа гг е Температура раствораС (1 интервал) 25 25 1 О 40 25 Скорость отдув"ки, л/иин (11интервал) 0,4 1:2 10 с ;2 1 О з 0,1 0,1 0,1 0,15 0,05 025 0,1 0,1 0,2 Объем пропуска"еиого воздуха,л (111 интервал) 20 20 20 20 Введено азотнойкислоты, иг/л 20 20 го 20 20 Найдено азотнойкислоты иг/л 10 20, 20 2515 5 30Общее время анализа, иин в 8 8 8 8 0,0"а тстПримерйгагег гггетгга Перененные параметры (интервал)) аа тттаат Ф Температура ра"створаС (1 интервал) 25 25 25 25 Скорость отдувки, л/иин (11 интервал) 0,15. 0,15 Объем пропускаеиоГо воздуха, л (111 интервал) 0,55 0,4 1:г О, 1:4 10" :2 10 5 10" 0,5 0,45 0,35 1;21 01:2 О У: 1:2 10 2 1 0-. ; 21 0-з " , 2 1 О.з Массовое соотношение водат; азотная кисло 400 500 Введено азотной кислоты, мг/л40 300 20 Общее время анализа нин 8 8 т 25 г 100 . г 40 Суиларнач погрешность-25 0,0 г Массовое соотношениевода: азотная кислота;нитрит натриа в грядуирогво нлых раствое рах (1 Ч интервал) та:нитрит натрия в градуировоцньх растворах (1 Ч интервал) а0,4 0,4 0,4 .0,40,4 0,4 0,40,41 2 10 1 2 1(Г: 1 2 10: 12 10: 1 2 10: 12 10 З; 1 2 10 1 2 1(Г1755181 Еаблиаа 3 Г Г еещт5051ещДоказательство 1 Пинтареала Переменные пара метры н показатели (интервал) а 1 аг е е Доказательство 11 имтвраала Доказательство 1 интервале ее Температура ращстворафС (1интервал) 25 25 25 25 10 40 45 25 7 Время выдермкн,мин (11 интереал) а4 5045 а а 6 5 Объем пропускаемого царев систеиу воздуха п(111 интервал) 0 В 0 а 0,4 0,4 о,а О,а . О,В 0,4 0,4 0,50 0,10,1 0,1 0,1 1;2 1 Оф 1:2 1 О12 10 ТТ 2 Точ 2 1 Оз ;2 ТОН 2 10 ф : Тг Тоо 0,1 0,1 О,1, ТТ 2 10 ч 12 ТОЧ: 1:2 10 г 2 100Тг 100 сг Тоц Скорость отдав"км, и/мин 0, 0,1 12 щ ТОЧ 12 Тоц :2 О 2 1 Оы 0,1 12 Точ ;2 1 Оф О, 12 Тоща ;2 Тоц Нассоеое соотновение вода: хлОРнаякислотаннтрит натрияградунровоцныхрастворах (Чинтервал) 20 ОО 20 20 20 20 Введено хлорнойнапеты мг/и 20 20 20 О 40 го 20 10 ао Найдено хлорнойкислоты, мг/л 2020 25 О 10 10 25 Обнес ерема анализа, мин 1010 10 , 1 О 1 О 10 1 О 1 О 0 Суммерная погрегиость, 2+100 е 25 тетабл. 3 . Ородолкемнее е е ее ее е щ йример Пт ещщщ Гщ щ щщщщ щ75 В 5960 6 переменные пара метры и показа" тели (интервал) 5е е е т щ1те ее т Доказательство Ш Доказательство 1 Ч интервалаинтервалае Доказательство Ч интервала Теипервтура раствораС (1имтереал) 25 2525 25 25 25 25 Время выаерики,мин (11 интер.евл) Обьен проуекае емого церез систему воздуха, л+50 ееРедактор А. Огар Заказ 2889 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Же 35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 лассовое соотноиенме вода:хлорная кислоте:ммтрмт натрия е гредуироеоцных растворах (Чинтервал)Введено хлорнойкислоты мг/лНайдено хлорноймолоты иг/лОбяеа время аматлиза минСуммарная пог, ревность 2 0,2 0,150,05 0,025 0,15 0,15 0,15 0,15 12 Тот 1 т 2 10 ; 1:2 ТОУ 1;2 )з15 Тот 12,6 0 : 11 10 :6 10 ь :2 1 Оы Тг Тое ;2 10 :2 Тоо ; 1 1 Оч Т 5 тоы ;110 т 2 Ттг Составитель И. КожуховаТехред М.Моргентал Корректор С, Лисина