Способ определения метанола в воздухе

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛА В ВОЗДУХЕ, включающий колориметрирование ,о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности способа, пробу анализируемого вещества нагревают в присутствии серебряного катализатора до 360-380 С и подают в реакционную камеру фотоколориметрического газоанализатора на индикатурную , обработанную смесью 0,9-1,1%-ного раствора сернокислого гидразина, 0,4-0,6%-ного раствора бромфенолог вого синего, 0,8-1,2%-ного раствора гидрокарбоната натрия и насыщенного g раствора хлористого кальция, взятых в объемном соотношении 1:(О,11-О,13): (О,65-0,75):(О,40-0,50).

(1Е (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ шнссо Й

РЕСПУБЛИК

4(51) 4 01 и 21 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСЗЩАРСТВЕй.1ЫЙ КОМИТЕТ СССР

П0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblllO н *в тот он оно сссВСвтвсвст во (21) 3668420/23-04 (22) 23.11.83 (46) 07.01.85. Вюл. У 1 (72) И.И.Стебель, В.В.Тищук, С.ПвКравченко, А.Н.Шарапов и Л.Г.Пивоварова (71) Рубежанскнй филиал Ворошиловградского машиностроительного института (53) 543.42.063(088.8) (56) 1. Перегуд Е.А., Гернет Е.В.

Химический анализ воздуха промыпленных предприятий, Л., "Химия", 1970, с. 195.

2, Методические указания но быстрому определению вредных веществ в воздухе производственных помещений.

Л., Изд-во ВНИИ охраны труда ВЦСПС в

Ленинграде, 1974, с. 12 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАНОЛА

В ВОЗДУХЕ, включающий колорияетрирование, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствитель-. ности и точности способа, пробу анализируемого вещества нагревают .в присутствии серебряного катализатора

1 до 360-380 С и подают в реакционную камеру фотоколориметрического газоанализатора на индикатурную л-нту,. обработанную смесью 0,9"1,1Х-ного раствора сернокислого гидразина, 0,4-0,6Х-ного раствора бромфеноло-. вого синего, 0,8-1,2Х-ного раствора гндрокарбоната натрия и насыщенного раствора хлористого кальция, взятых в обьемном соотношении 1: (О, 11-0, 13): (0,65-0,75) г (0,40-0,50) .

1 1133517

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к определению малых количеств метанола в воздухе, и может быть использовано .в химической, фармацевтической, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Известен способ определения метанола в воздухе путем протягивания 1О

5 л анализируемой пробы через два

° последовательно соединеных поглотительных прибора (содержащих по 5 мл воды) со скоростью 29 л/ч с последующим окислением метанола до формальдегида и определением последнего

ХРОМОТРОПО и И ЛОТ и (1) .

Недостатками известного способа являются сложность выполнения, обусловленная многооперационностью, длительность выполнения (более 1 ч), сравнительно низкая чувствительность и невысокая точность определения.

Наиболее близким к изобретению.по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения метанола в воздухе путем протягивания исследуемого воздуха через последовательно соединенные трубки, заполненные осушителем и индикаторным порошком, обработанным раствором хромового ангидрида в серной кислоте, с последующим визуальным колориметрированием окрашенного столбика порошка (2) .

-Ф/»

Недостатками известного способа являются низкая чувствительность (50 мг/мэ:) и малая точность определения, превышающая 35Х от диапазона измерения. 40

Цель изобретения — повьппение чувствительности и точности определения метанола в воздухе.

Поставленная цель достигается 45 тем, что пробу анализируемого вещества нагревают в присутствии серебряного катализатора до 360-380 С и подают в реакционную каяеру фотоколориметрического газоанализатора на инди.5О каторную ленту, обработанную смесью

0,9-1,1Х-ного раствора сернокислого гидразина, 0,4-0,6Х-ного раствора бромфенолового синего, 0,8-1,2Х-ного раствора гидрокарбоната натрия и насыщенного раствора хлористого кальция, взятых в объемном соотношении

1 (0, 11-0,13): (0,65-0, 75): (0,4-0,5) .

1. Обоснование выбора температурного режима каталитического преобразователя.

Каталитический преобразователь представляет собой круглую тигельную электрическую печь с внутренним сквозным отверстием диаметром 10 мм и длиной 200 мм. Внутри отверстия расположена трубка из нержавеющей стали диаметром 8 мм, заполненная гранулированным серебряным катализатором по . длине примерно равной 80-100 мм. Се- . ребряный катализатор представляет собой гранулы пемзы средним диаметром

3 мм с нанеченным на ее поверхность

/. серебром.

Методика выбора оптимального температурного режима.

С помощью регулирующего устройства (термопары, расположенной внутри печи, и автоматического потенциометра) устанавливают различные температуры нагрева и с помощью насоса через трубку с катализатором протягивают метаноло-воздушную смесь с максималь-. ным содержанием метанола, равным

20 мг/м . На входе и выходе каталитического преобразователя отбирают пробы анализируемой смеси и с помощью химического анализа определяют концентрацию метанола и формальде гида. Р

Находят такую температуру нагрева, при которой выход формальдегида максимальный. Результаты проверки приведены в табл. 1 °

Из табл. 1 видно, что наибольшая концентрация формальдегида образуется при температуре нагрева, равной

360-380 С. Проверка зависимости концентрации формальдегида от концентрации метанола на входе преобразователя при о оптимальной температуре 370 С проводится следующим образом.

С помощью паролннамической установки на вход каталитического преобразователя подают газовые смеси с различными концентрациями метанола. При этом находят соответствующие концентрации формальлегила на выхоле преобразователя. Результаты проверки при велены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что процесс преобразования метанола в формальлегил протекает по линейному закону с коэффициентом пропорциональности, примерно равным 1,4.

2. Обоснование выбора концентраций растворов хромогенного реактива.

3 1133

2.1. Выбор оптимальной концентрации сернокислого гидразина.

Приготавливают 0,4; 0,6; 0,8;

1,0; 1,2; 1,4 и 1,6Х-ный растворы сернокислого гидразина, 0,5Х-ный раствор бромфенолового синего, t,0X-ный раствор гидрокарбоната натрия, насыщенный раствор хлористого кальция.

В колбы емкостью 100 мл вливают 1р

40 мл соответствующего раствора сернокислого гидразина, 5 мл раствора бромфенолового синего, 28 мл раствора гидрокарбоната натрия и 17 мл насыщенного раствора хлористого кальция.

Содержимое колб перемешивают, охлаждают под стуей холодной воды до комнатной температуры и фильтруют.

Приготовленными хромогенными реактивами, содержащими различные количест- 2п ва сернокислого гидразина, обрабатывают подготовленные (прокипяченные в дистиллированной воде и высушенные) белые тканевые ленты и сушат в потоке очищенного и нагретого до 60-70 С 25 о воздуха. Индикаторные ленты устанавливают в фотоколориметрический газоаналиэатор ФЛС1.1, подают газовую смесь с одной и той же концентрацией метанола, равной 7 мг/м и определяют наибольшие значения показаний по шкале вторичного прибора. Концентрация сернокислого гидразина, при которой показания вторичного прибора максимальны, является оптимальной. Результаты проверки приведены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что наиболее оптимальным является хромогенный реактив с 0,9-1,1Х-ным содержанием 40 сернокислого гидразина. Уменьшение последнего-приводит к понижению чувствительности индикаторной ленты, а

:повышение - к неустойчивости реактива (реактив желтеет). 45

2.2. Выбор оптимальной концентрации бромфенолового синего.

Приготавливали следующие растворы:

1 ОХ-ный раствор сернокислого гидразина, 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 и 50

О,8X-ный растворы бромфенолового синего, 1,0Х-ный раствор гидрокарбоната натрия, насыщенный раствор хлористого кальция.

В колбе емкостью 100 мл вливают 55

40 мл 1,0Х-ного раствора сернокислого гидразина, 5 мл соответствующего раствора бромфенолового синего, 28 мл

517 4

1,0Х-ного раствора гидрокарбоната натрия и 17 мл насьш(енного раствора хлористого кальция. Содержимое колб тщательно перемешивают, охлаждают и фильтруют. Подготавливают индикаторные ленты и с помощью фотоколориметрического газоанализатора определяют оптимальное содержание бромфенолового синего. Результаты исследований приведены в табл. 4.

Из табл. 4 видно, что sa оптимальное можно принять содержание бромфенолового синего (БФС), равное 0,40,6Х.

2.3. Выбор оптимальной концентрации гидрокарбоната натрия.

Приготавливают следующие растворы:

1,0Х-ный раствор сернокислого гидразина, 0,5Х-ный раствор бромфенолового синего; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0;

1,2; 1,4 и 1,6Х-ный растворы гидрокарбоната натрия, насьпценный раствор хлористого кальция.

Приготавливают хромогенные реактивы с различным содержанием гидрокарбоната натрия, индикаторные ленты и с помо-; щью фотоколориметрического газоанализатора определяют оптимальное содержание гидрокарбоната натрия. Ре- . зультаты исследований приведены в табл. 5. ,Из табл. 5 видно, что за оптимальное можно принять содержание гидрокарбоната натрия, равное 0,8-1,2Х °

3.. Примеры выполнения способа.

3.1. Приготовление индикаторной ленты.

Белую тканевую ленту кипятят

60 мин в дистиллированной воде и сушат в потоке очищенного и нагретого до 80-90 С воздуха. ПриготавлиО вают хромогенный реактив, состоящий из 0,9-1,1Х-ного раствора сернокислого гидразина, 0,4-0,6Х-ного раствора бромфенолового синего; 0,81,2Х-ного раствора гидрокарбоната натрия и насыщенного раствора хлористого кальция, взятых в объемном соотношении 1:(0,11-0,13):(0,650,75):(0,40-0,50). Приготовленный раствор тщательно перемешивают, охлаждают под струей холодной воды до комнатной температуры и фильтруют.

Хромогенным реактивом обрабатывают тканевую ленту сушат в потоке очиЭ о щенного и подогретого до 60-7С С воздуха, сматывают в кассету и упа1133517

Т а блица 1

Темература нагрева печи, 0С

250 300 340 360 380 400 420

200

Концентрация метанола, мг/м

20 20 20 20 20 20

Концентрация, формальдегида, 8 6 12,2 14,5 14, 9 13,4 11,9

2 3 ковывают в полиэтиленовый пакет, который эапаивают.

3.2. Выполнение способа при минимальной температуре, равной 360 С. о

Устанавливают температуру нагрева 5 о каталитической печи 360 С и подсо-. единяют ее к входу датчика газоанализатора ФЛС 1.1 "Метил". С помощью пародинамической установки на вход печи подают газовые смеси с содержанием метанола 0,0; 2,0; 4,0; 6,0;

8,0 и 10,0 мг/м, определяют концентрацию метанола по шкале вторичного

„ прибора гаэоаналиэатора. Результаты проверки приведены в табл. 6. 15

3.3. Выполнение способа при средО ней температуре, равной 370 С. Результаты проверки приведейы в табл. 7.

3.4. Выполнение способа при максимальной температуре нагрева, равной 20

380 С. Результаты проверки приведены в табл..8.

3.5. Выполнение способа при минимальных значениях концентрации ингредиентов хромогенного,реактива. 25

Приготавливают хромогенный реактив, содержащий 0,9Х-ный раствор сернокислого гидразина, 0,4Х-ный раствор бромфенолового синего, 0,8Х-ный раствор гидрокарбоната нат- ЗО рия и насьнценный раствор хлористого кальция, взятых в объемном соотношении 1:0,11:0,65:0,40. Обрабатывают тканевую ленту, устанавливают ее в фотоколориметрический газоанализатор и от пародинамической установки подают на вход каталитической печи газовые смеси с концентрациями метанола, равными 0; 2; 4; 6; 8 и

10 мг/м . По шкале вторичного прибо- 4р ра определяют концентрацию метанола в смеси. Результаты проверки приведены в табл. 9.

3.6. Выполнение способа при средних значениях концентрации ингредиентов хромогенного реактива. Приготавливают хромогенный реактив, содержащий 1,0Х-ный раствор сернокислого гидразина, 0,5Х-ный раствор бромфенолового синего, 1,0Х-ный раствор гидрокарбоната натрия и насыщенный раствор хлористого кальция, взятых в объемном соотношении 1:0,12:

0,70:0,45. Обрабатывают тканевую ленту и определяют показания вторичного прибора при различных концентрациях метанола на входе газоанализатора. Результаты проверки приведены в табл. 10.

3.7. Выполнение способа при максимальных значениях концентраций инградиентов хромогенного реактива.

Приготавливают хромогенный реактив, содержащий 1,1Х-ный раствор сернокислого гидразина, 0,6Х-ный бромфенолового синего, 1,2Х-ный раствор гидрокарбоната натрия и насыщенный раствор хлористого кальция, взятых в объемном соотношении 1:0,13:0,75:0,5.

Обрабатывают тканевую ленту и определяют показания вторичного прибора при различных концентрациях метанола на входе газоаналиэатора. Результаты проверки приведены в табл. 11.

Минимальная чувствительность спо- соба определения равна 1,0 мг/м метанола в воздухе. Минимальная чувствительность известного способа равна 50 мг/м, т,е. в 40 раэ ниже данного способа.

Основная приведенная погрешность газоанализатора не превышает 5,0Х.

Следовательно, точность определения предлагаемого способа в 7 раз выше, чем для известного.

1133517

10, 30

; 3,96

8,05

6,10

2,15

7,37

4,32 5,70

2,80

1,52

Таблица 3

0,8 1,0

0,4 0,6

1,6

1,2 1,4

2,2

6,2 6,7 6,5 Реактив не устойчив

1,3

Таблица 4

0,2 0,3

0,4

6,8 6,7 6,2

7,3

Таблица 5

0,4 0,6

0,8

Концентрация метанола, мг/м3

Концентрация формальдегида, мг/м

Концентрация сернокислого гидразина, Х

Показания вторичного прибора, мг/м

Концентрация

БФС, Х

Показания вторичного прибора, мг/м

Концентрация гидрокарбоната натрия, X

Показания вторичного прибора, мг/м

5,6 6,3 6,9

5,5 5,9 6,3

Таблица 2

0,5 0,6 0,7 0,8

10 12 14 16

6,5 6,5 6,3 5,2

I0

Таблица 6

1133517

Таблица 7

Таблица 8.

2,10 4,07

1,80 3,90

Таблица .9

Концентрация метанола по химическому анализу, мг/м

Показания . вторичного прибора, мг/м

Концентрация метанола по химическому анализу, мг/м

Показания вторичного йрибора, мг/м

Концентрация метанола по химическому анализу, мг/м

Показания вторичного прибора, Mr/M3 концентрация метанола по химическому анализу, мгlм

Показания вторичного прибора, мг/м

2 2 4 05 6 15 8 12 9 55

1,6 3,76 6,02 7,9 9,35

1,95 4,10 5,96 8,07 9,70

1,75 3,90 6,17 8,25 9,80

6,07 7,86 9,65

6 05 8 15 9 70. 1,90 4,05 6,10 7,85 9,40

1 85 4 20 5 90 7 30 8 80

1133517

l2

Таблица 10

Показания вторичного прибора, мг/и О

6,00 . 8,20 9,80

1ю70 3э90 -Таблица 11

Показания > вторичного прибора, мг/м

О.

Составитель В. Гладков

Редактор А. Шипкнна Техред .А .Кикемезей!

Корректор Г. Огар

Заказ 9943/36

Жонцентрация метанола по химическому. ,анализу, MI /M3

Концентрация метанола по химическому анализу, мг/м

2,0 4, 10 5,85 7,80 9,60

1 96 3 87 6 13 7 83 9 66. 1,55 3,65 5,90 8,00 9.,52

Тирам 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCR по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Рауиская наб, д. 4/5 г

Филиал ППП "Патент", г. загород, ул. Проектная, 4