Способ определения хлора и его диоксида в газах

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРА И ЕГО ДИОКСВДА В ГАЗАХ при их совместном присутствии, включающий их поглощение растворителем и последующую количественную регистрацию раздельным йодометрическим титрованием, отличающийся тем, что, с целью повышение точности анализа, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, а йодометрическое титрование проводят в гетерогенной среде четыреххлористый -Углерод-вода, взятых при соотношении

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГЮБЛИН

4(зц 01 Н 31/16

ГОСУДАРСТЖННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я . г. гр т;, .(21) 3638150/23-26 (22) 09.06.83 (46) 23.04.85. Бюл. Ф 15 (72) Г.Г.Шитов, В.В.Тимофеев, В.В,Горовецкая, Ф.А.Конев и А.Н.Усачева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химии и технологии лекарственных средств (53) 543.062(088.8) (56) f. Авторское свидетельство СССР

Р 3141321 кл. С 01 N 31/02, 1981.

2, Hettche Н.О. Die Bestinuaung von

chloridioxide in wasser, Z. Hyd. and

infection skranks 1953, v. 138, М 1, s. 94-100.

„„SU„„1 I 51883 А (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХЛОРА

И ЕГО ДИОКС ЩА В ГАЗАХ при их совместном присутствии, включающий их поглощение растворителем и последующую количественную регистрацию раздельным йодометрическим титрованием, отличающийся тем, что, с целью повышение точности анализа, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, а йодометрическое титрование проводят в гетерогенной среде четыреххлористый

-углерод-вода, взятых при соотношении (1-1О):100, в присутствии 0,01-0,2Х стабилизирующей добавки триполифосt фата натрия. 1883

f5

30

45

1 11

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам аналитического контроля состава хлорсодержящих газов в процессе получения двуокиси хлора, и может быть использовано в медицинской, химической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промйшленности.

Основными компонентами хлорсодержащих газов обычно являются хлор и его двуокись, соотношение которых зависит от способа их получения.

Известен способ определения диоксида хлора в воздухе в присутствии хлора, включающий предварительное поглощение свободного хлора 17-ным раствором малоновой кислоты, абсорбцию диоксида хлора раствором йодида калия в нейтральной среде и последующее количество выделившегося при этом йода. Чувствительность анализа

0,4 мкг диоксида хлора в 5,5 мл пробы 313.

Недостатком данного способа является невозможность одновременного определения хлора и его диоксида, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ определения хлора и его диоксида в газах при их совместном присутствии, включающий их поглощение водой и последующее раздельное йодометричсское титрование.

В известном методе газообразные

3 продукты поглощают водой и в полученном водном растворе вначале проводят йодометрическое определение суммы . хлора и части (207) двуокиси хлора, что достигается путем проведения обратного титрования в нейтральной или слабощелочной среде. Затем в этой же пробе оттитровывают тиосульфатом выделившийся йод при взаимодействии хлористой кислоты с йодистым калием после падкисления серной или соляной кислотами, что эквивалентно содержанию двуокиси хлора L23.

Однако известный метод количественного определения состава газов является крайне приблизительным, так как для полного поглощения газообразных продуктов требуется почти

1000-кратный избыток (по весу), Вмес те с тем продукты газовой смеси при растворении с достаточной скоростью реагируют с водой и между собой, поэтому после растворения газов в воде состав водного раствора не соответствует газовой фазе, в связи с чем йодометрический метод определения хлорсодержащих газов хотя и является самым простым с аналитической точки

Зрения, но признан недостаточно точным.

Цель изобретения — повышение точности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения хлора и его диоксида в газах при их совместном присутствии, включающему их поглощение растворителем и последующую количественную регистрацию раздельным йодометрическим титрованием, в качестве поглотителя используют четыреххлористый углерод, а йодометрическое титрование проводят в гетерогенной среде четыреххлористый углерод-вода, взятых при соотношении (1 — 10): 100, в присутствии 0,01-0, 27 стабилизирующей добавки триполифосфата натрия.

При разработке способа количественного определения хлора и его двуокиси выбор в качестве растворителя ССР обоснован тем, что растворимость СР> и С202 в указанном растворителе является наибольшей из всех известных хлорорганических веществ и составляет соответственно при 20 С, мас.Х: СЕ - 2,1; СР02 — 7,6.

Кроме того, ССР является единственным хлорорганическим соединением, с которым двуокись хлора не вступает в химическое взаимодействие.

При понижении температуры растворимость хлора и его двуокиси в ССР резко увеличивается, причем жидкий хлор и двуокись смешиваются в этом растворителе в любых соотношениях.

Температура кипения жидкой СРО 11 С, поэтому при охлаждении поглотительного сосуда с ССР+ до 8-10 С; что и предусмотрено в предлагаемом способе, достигается количественное поглощение.

Для исключения потерь определяемых веществ за счет испарения или отдувки найдены оптимальные параметры (пределы) концентраций их в растворе, при которых механические потери исключаются. Наиболее оптимальная концентрация хлора и его двуокиси в растворе CCJ должна быть 0,1-2,0 мас,%, Кроме того, с этой же целью преду3 115 смотрено последовательное поглощение определяемых газов в двух склянках.

Поглощение хлорсодержащих газов проводят с помощью четыреххлористого углерода при охлаждении, что дает возможность количественно поглотить хлор и его двуокись и исключить побочные реакции как при поглощении, так и в процессе титрования. Предотвращение побочных реакций обусловлено 10 тем, что при внесении анализируемой пробы очень реакционноспособных газов, находящихся в несмешивающемся с водой растворителе, резко снижается их контакт с водой, Причем при переходе из четыреххлористого углерода в воду скорость реакции с йодистым калием будет значительно выше, чем с водой, что ббеспечивает высокую точность определения. 20

При соотношении CCI и воды менее

1:100 увеличивается скорость побочных процессов, протекающих при участии воды, так как ССЦ обладает определенной растворимостью в воде (0,9X), 25 поэтому значение соотношения (1-10): 100 является минимально возможным, при котором достигается положительный эффект. Верхнее значение соотношения CCl< и воды, равное

10:100, обеспечивает увеличение погрешности. Однако при определении верхнего предела соотношения следует учитывать то обстоятельство, что выделяющийся йод в процессе определения хорошо растворяется в CCI и переходит в растворитель. При из:бытке CCIq увеличивается время титрования, что неудобно. Из этих соображений более высокое соотношение

ССХ и воды, чем 10:100, нецелесооб40 разно (табл. 1) .

Результаты определения состава хлорсодержащих газов предлагаемым способом представлены в табл. 1. 45

Введение стабилизирующей добавки пает возможность увеличить стабильность хлорсодержащих продуктов в водном растворе. Так например, при добавке триполифосфата натрия M (ТПФН) в водный раствор хлорсодержащих газов в указанных пределах стабильность такого раствора по сравнению с контролем увеличивается в несколько раз (табл. 2). 55

Пример. Через два последовательно соединенных поглотителя, охлаж даемых льдом и точно отмеренных оди1883 4 каковым количеством четыреххлористого углерода, с заданной скоростью пропускают хлорсодержащие газы в течение

3-5 мин, в зависимости от ожидаембй концентрации газов. Концентрация хлорсодержащих газов в растворителе после поглощения должна находиться в пределах 0,1-2,0Ж по весу, так как при более высокой концентрации имеют место механические потери газов, а при более низкой — снижается точность определения. Концентрацию поглощенных газов в растворе из каждого поглотителя определяются йодометрически, для чего в коническую колбу емкостью

250 мл заливают 75 мл воды, 10 мл фосфатного буферного раствора (рН=

7,0) и 5 мл 17-ного раствора триполифосфата натрия, добавляют 2 г йодистого калия и в подготовленную реакционную смесь вносят с помощью пипетки

1 мл анализируемого раствора, опустив пипетку на дно колбы с целью исключения потерь растворенных газов.

Выделившийся йод оттитровывают

0,05 н.раствором тиосульфата натрия.

Конец титрования определяют по исчезновению синей окраски крахмала. После первого титрования в колбу добавляют

50 мл 1 н. серной кислоты, анализируемую пробу выдерживают в течение

10 мин в темном месте и снова титруют.

Содержание хлора (х) и двуокиси (у) рассчитывают по следующим формулам:

v(%a-beak 005. Я, Ô5 v(4a-Ь) К 0,4ф3

49

" 4 мЪ (6,36 K Ц,05 ч о Д3+Ъ К

У- г/л

Ч

-де а — суммарное количество мл 0,05 н.раствора тиосульфата нат-, рия, израсходованное на первое титрование 1 мл пробы из каждого поглотителя; b — - суммарное количество мл

0,05 н.раствора тиосульфата натрия, израсходованное на второе титрование;

К вЂ” коэффициент поправки к титру тиосульфата;

35,45 — эквивалент хлора;

1б,86 — эквивалент двуокиси хлора;

0,05 — нормальность раствора тиосульфата натрия; ч — объем растворителя в поглотителе, л;

V — объем газа, л, пропущенного через. поглотитель.

tt5t883 4

Стьюдента, при четырех параллельных определениях, составляет в среднем

+О, 047.

Таблица 1

Определено аналитически, г/л

Раствор

Опыт

C10 CI C10

CI2

4,251

4,34

4, 332

4,34

4,34

4, 353

4, 4,34

4, 314

Стандартный раствор Ct<+ C

=1: 100) 2,70 2,57

2,671 2,613

Стандартный раствор О + ОО в воде.6, 1,30 1,22 определение сразу после приготовления

1,143 1,421 через 3 ч после приготовления

1,013 1, 123

Вероятная ошибка анализа (дх) согласно стаистической обработке, определенная с учетом коэффициента

Стандартный раствор С10 (соотношение Н О и CCR< =

= 0,5:100) Стандартный раствор С!О

{соотношение Н О и СС1 =

=1: 100) Стандартный раствор СВО (соотношение Н О и СС(=5:100) Стандартный раствор С О (соотношение Н О и СГА < =

=10: 100) Концентрация растворенных газов, г/л

1151883

Таблица 2

Условия

Определение состава газов

Опыт определения

Двуокись хлора

Хлор

2,544 13,52

5,5 16,2

2„

То же

2,544 13,52

5,5

16,2

14,7

5,7

3,55

12,268

5,9

14,5

3,991 12,1

3, 991 12,1

12, 26

0,5Х

3,289 9,43

4,7 11 3

5,8 14,6

3,772 12,18

Составитель Г. Цой

Редактор. Р. Цнцика Техред C,éîâæèé Корректор N. Максимишинен, Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 2314/34

Ф нлиал ПЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

II н

В стандартном водном растворе, содержащем

3,51 г/л хлора и

12,3 г/л двуокиси хлора

5. В стандартном водяном растворе, содержащем

3,51 г/л хлора и

12,3 г/л двуокиси хлора

Проверка стабильности водного раствора в условиях опыта 1 через

3 сут

Без добавки

ТПФН

Добавлено

ТПФН

0,0057.

0,017

0,057

0,1Х

0,27

Без добавки

ТПНФ

Добавлено

ТПНФ

0905Х

Расход на титрование тиосульфата натрия, мл

5,9 14,5

5,9 14,5

5, 2 14,7

Концентрация хлорсодержащих газов, г/л э, М91

2,675