Способ определения сероводорода в газе
Использование: аналитическая химия, в частности газовый анализ. Сущность изобретения: заданный объем анализируемого газа барботируют последовательно через стандартные растворы (СР)иода (для поглощения сероводорода) и тиосульфата натрия (ТН) для поглощения уносимого с газом иода. Объемы стандартных растворов определяют из следующего соотношения: Vp+Vyf + Vu Vi2 Vp + Vy Nia/Nic Vy. где Vp cv , л O0l.r.-- количество СР иода, необходимое 1 1OOIMJ2 для окисления сероводорода в газе объемом , мл, при концентрации С. об.%; VTC - объем СР ТН, мл; Vu - избыток СР иода, дополняющий общий его объем до объема, кратного объему мерной пипетки, мл; NTC и Ni2 - нормальности СР иода и ТН, моль/л; Vy 7,2 lg {10 Vr + 2,35) - 2,67 мл. По окончании пропускания через СР последние объединяют и проводят обратное титроизбытка иода СР ТН по крахмалу. 1 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ / Ь=„4-., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-".. ":ПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4797016/04 (22) 27;02.90 (46) 30.10.92. Бюл, N. 40 (71) Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности и Московский институт нефти и газа им-. Губкина (72) Е.Ю.Чардымская, Ю,А.Журов и П.В.Михальков (56) Chemlñal Analysis, v. 29. The analytical chemistry of sutphur and its compounds, part 1. Editor T,Н. Karachmer, N-YË опбоп, Sydney, Toronto, р. 294. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕРОВОДОРОДА В ГАЗЕ (57) Использование: аналитическая химия, s частности газовый анализ. Сущность изобретения. заданный объем анализируемого газа барботируют последовательно через Изобретение относится к области аналитической химии, в частности, к способам определения сероводорода в природных и промышленных газах. Известен способ определения сероводорода в газе путем осаждения его в растворе соли кадмия, окисления образовавшегося сульфида кадмия избытком стандартного раствора иода и обратноIo титрования избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия. Недостатком способа является трудность количественного перенесения осадка сульфида кадмия в колбу для титрования вследствие его сорбируемости на стекле, а также окклюэии иода в осадке, что ведет к потерям анализируемого компонента и реагента. „„5U„„1772738 А1 стандартные растворы (СР} иода (для поглощения сероводорода) и тиосульфата натрия {ТН) для поглощения уносимого с газом иода. Объемы стандартных растворов îïðåделяют из следующего соотношения: Vp+Vy1+ Чц = VI2 > Vp + Vy > NIP/йтс > Vy. гДе Vp = CV — количество СР иода, необходимое 1188йл для окисления сероводорода в газе объемом, мл, при концентрации С. об,%; Чтс— объем СР ТН; мл; VU — избыток CP иода, дополняющий общий его объем до объема, кратного объему мерной пипетки, мл; Итс и NIz — нормальности СР иода и ТН, моль/л; ЧУ = 7,2 lg (10з ЧГ + 2;35) - 2,67 мл. По окончании пропускания через СР последние объединяют и проводят обратное титрование избытка иода СР ТН по крахмалу. 1 Известен способ определения сероводорода прямым окислением путем пропускания газа через стандартный раствор иода с последующим титрованием остатка не вступившего в реакцию избытка иода тиосульфатом натрия. Хотя способ исключает промежуточную стадию осаждения сероводорода в виде сульфида кадмия, при его реализации происходит унос части иода с потокам газа, что также искажает результаты анализа. Как наиболее близкий по технической сущности и решаемой задаче этот способ принят эа прототип.. Целью изобретения является повышение точности эа счет исключения потерь реагента и анализируемого компонента. Поставленная цель достигается тем, что определения сероводорода, включающем 1772738 барботирование газа через стандартный раствор иода и последующее титрование избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия, согласно изобретению, газ дополнительно барботируют через заданный объем стандартного раствора тиосульфата натрия, перед титрованием избытка иода объединяют оба раствора в один обьем, а объемы стандартных растворов иода и тиосульфата натрия, используемые для барботирования, определяют из соотношения: Ч, + V„+ Ч. = V » V,+Vy> — > Ч„(1) %2 где Viz — точно отмеренный объем стандартного раствора иода в первом барботере, мл; Чр 1 188д — количество стандартного СЧ.г 1188Кд раствора иода, необходимое для окисления сероводорода в робе газа обьемом, мл, с предлагаемым содержанием С, объемн., ; Vy — 7.2 tg (10 Vr + 2,35) - 2,67 — унос иода в пересчете на объем стандартного раствора, мл; Чтс — объем стандартного раствора тиосульфата натрия во втором барботере, мл; Ктс и К г — соответственно, нормальности стандартных растворов тиосульфата натрия и оида, моль/л; V< — избыток стандартного раствора иода в первом барботере, дополняющий общий объем этого раствора до объема, кратного объему мерной пипетки, мл; а при расчете результатов анализа объем тиосульфата натрия во втором барботере суммируют с объемом стандартного раствора тйосульфата натрия, подошедшего на обратное титрование избытка иода в первом барботере: Ч вЂ” (Чг + Чтс1 " 188йтс (2) СНгЗ— 3 где СНг$ — концентрация сероводорода в газе, объемн. ; Чо и Чт — соответственно, объемы стандартного раствора тиосульфата натрия, пошедшие на титрование контрольного объема стандартного раствора иода и избытка иода. не вступившего в реакцию с сероводородом, мл. Сущность способа состоит в следующем. При осаждении сероводорода из газа в виде сульфида кадмия путем пропускания газа через раствор соли кадмия осадок сульфида кадмия сорбируется на стекле барботера, и поэтому его трудно количественно перенести в колбу для титрования согласна аналогу. После пересечения его в колбу для титрования и добавления иода последиий частично окклюдируется осадком сульфида кадмия. Исключение этих операций в прототипе приводит к потере части иода за счет уноса его в потоке газа, причем величина 5 уноса увеличивается с увеличением объема пропускаемого через раствор газа в случаях малого содержания в нем сероводорода, а это приводит к заметному искажению результатов анализа 10 В данном спосббе, исключающем промежуточную стадию аналога, осаждение сероводорода в виде сульфида кадмия, сероводород подвергают, как и в прототипе. прямому окислению иодом путем пропуска= 15 ния газа через стандартный раствор иода. но при этом, в отличие от прототипа, потери иода за счет его уноса потоком газа погпощают в части стандартного раствора тиосульфата натрия, являющимся титрантом 20 для обратного титрования избытка не вступившего в реакцию с сероводородом стандартного раствора иода. После пропускания газа через последовательно соединенные барботеры со. стандартными растворами 25 иода и тиосульфата натрия перед титрованием избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия содержимое барботеров обьединяют, в результате чего унесенная потоком газа часть иода оказывается 30 поглощенной титрантом и, следовательно, учтенной при обратном титра вании избытка иода. В результате полностью исключаются потери реагентов, что повышает точность анализа. 35 Проведено исследование зависимости уноса иода потоком анализируемого газа. В барботере помещали равные точно отмеренные количества 0,1 н. стандартного иода, после чего через каждый из них про40 пускали различные объемы азота с расходом 50-100 мл/мин, исключающим капельный унос жидкости, Величину уноса определяли по остатку иода в барботерах титрованием его содержимого 0,1 н. раство45 ром тиосульфата натрия. Из результатов опытов выведена эмпирическая формула зависимости уноса иода Чу(в пересчете на объем 0,1 н. раствора, мл) от объема пропущенного газа (V ). 50, Чу = 7,2 tg (10 Чг+ 2,35} - 2,67 мл (3) Способ осуществляют следующим образом. Исходя из предполагаемой концентрации сероводорода в газе, рассчитывают обь55 ем газа, необходимый для анализа, при условии, что избыток иода, не вступивший в реакцию с сероводородрм, в пересчете на объем его стандартного раствора, составит Чг Чт+Чтс 1772738 Рассчитывают объем стандартного раство- 15 ра иода. мл. вступающего в реакцию с серо20 Определяют объемы стандартных рас- -25 творов иода в первом барботере и тиосуль30 , - К,) М ЦВВ С где Vp — объем стандартного раствора тиосульфата натрия нормальности Мтс, мл, пошедший нэ титрование контрольного объема стандартного раствора иода в объеме мерной пипетки, мл. Поскольку ошибка титроеания составляет +0:05 мл, то для обеспечения погрешности определения не хуже 2-З величину Чо - Nn принимают равной 3-5 мл. Рассчитывают величину уноса иода, соответствующую объему. газа, взятому на анализ. по эмпирическому выражению (3). водородом, содержащемся в объеме газа Чг. Проводят контрольное титроеание используемого стандартного раствора иода.стандартным раствором тиосульфата натрия и определяют соотношение нормальности реагентов кэк обратное соотношение их эквимолярных обьемов Ni2/ чтс = Vp/VI2 фата натрия во втором, исходя из соотношения (1), При этом наиболее удобным для проведения анализа являются децинормальные растворы реагентов, которые готовят из фиксаналов. Поэтому объем иода в первом барботере должен быть точно отмерен с помощью мерной пипетки, и его объем, удовлетворяя соотношению (1), при этом должен быть кратным обьему мерной пипетки, В барботер 1 (см. чертеж) помещают заданный объем 0,1 раствора иода, в барботер 2 — из бюретки, заполненной до верхней метки, отмеряют заданный объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, предназначенного для обратного титрования избытка иода. Бэрботеры соединяют последовательно. К выходу второго барботера присоединяют азовый счетчик, или газовую измерительную пипетку 4, или другое устройство для измерения объема газа, а вход 1-го барботера соединяют с источником анализируемого газа 3. Через систему пропускают расчетный обьем газа с расходом 50-100 мл/мин. При окончании пропускания расчетного обьема газа.барботеры отсоединяют от системы, их содержимое переливают в колбу для титрования, споласкивают барботеры дистиллированной водой и пере ливают промывные в ту же колбу для титрования. Избыток иода в колбе для титрования . титруют йо крахмалу стандартным раство40 55 ром тиосульфата натрия из бюретки, откуда его часть была отмерена во 2-ой барботер. Концентрацию сероводорода в газе рассчитывают по формуле (2), Примеры осуществления способа. Пример 1. Предполагаемая концентрация сероводорода е газе составляет 3 05.%. При контрольном титровании 10 мл стандартного раствора иода расход 0,1 н. раствора тиосульфата натрия (Vp) составил 9,8 мл. Избыток раствора иода. не вступающего в реакцию с сероводородом и не подвергнутый уносу VH принимают вначале равным 5Я мл, что в пересчете на 0,1 н. его раствор составляет 4,9 мл. Определяют объем газа, необходимый для анализа: — 194мл Vr 3. Определяют унос иода при пропускании era через раствор расчетного объема газа: Vy = 7,2 19 (10 194 + 2,35) - 2,á7 = 0,25 мл в пересчете на 0.1 н, раствор иода. Определяют обьем стандартного раствора иода, вступающего в реакцию с сероводородом, содержащимся в расчетном объеме анализируемого газа: 3 194 1188 0,098 Отсюда Vp + Чу = 5,0+ 0,25 = 5,25 мл, Vp+ Vy+ Vp = 1025 мл Таким образом, согл сно условию (1), объемы стандартных растворов иода и тиосульфата натрия, которые необходимо поместить, соответственно, в 1-й и 2-й барботеры. определяют по соотношению: 10,25 > Чц > 5,25 > Чтс > 0,25 Выбирает округленные значения величин, например: V - 200 мл, V I2 = 10 мл (объем мерной пипетки); Чтс = 2 мл. С помощью мерной пипетки отмеряют и переносят в 1-й барботер t0 мл 0,1 í. раствора иода, а из бюретки для титрования, заполненной до верхней метки ("до нуля") во 2-й барботер отмеривают 2 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, собирают систему поглощения согласно чертежу и пропускают через нее 200 мл газа с расходом 50 мл/мин, замеряя его на выходе, например, измерительной пипеткой 4. По окончании пропускания газа барботеры отсоединяют от системы, переливают их содержимое в колбу для титроеания. барботеры споласкивают дистиллированной водой и промывные воды также переливают в колбу для титрования. Содержимое колбы титруют по крахмалу стандартным 0,1 н. 1772738 раствором тиосульфата натрия иэ бюретки. из которой был отмерен объем Чтс во 2-й барботер. В результате титрования общий расход раствора тиосульфата натрия составил Чт+ 4.Чтс = 4,3 мл (сумму объемов замеряют непосредственно по бюретке). Рассчитывают концентрацию.сероводорода в газе: СН25 — — 3,27 Пример 2. Предполагаемая концентрация сероводородов в газе составляет 0,015 объем. . Аналогично операциям примера 1 проводят контрольное титрование 10 мл стандартного раствора иода 0,01 н. раствором тиосульфата натрия, в результате которого получено Vo = 9.6 мл. Аналогичными расчетами получают: 5 1188 0,1 Чг = 0 015 = 39600мл Vy=7,2 19 (39,6+2,35 ) -2,67=9,0 мл, 0.015 39600 Чр = 1188 0 096 = 5,2мл Чр+Чу=14,2 мл Чр+Чу+Чп=19,2 мл Выбирают округленные величины объемов реагентов и газа, удовлетворяющих условию (1). При этом объем газа раствора иода должен быть кратным объему мерной пипетки: Vt2 = 2.20-40 мл. Объем раствора тиосульфата Чтс = 10 мл, объем газа Чг = 40 мл. Указанные объемы реагентов помещают в соответствующие барботеры, собирают систему поглощения и пропускают 40 л газа с расходом 100 мл/мин, замеряя объем на выходе газовым счетчиком ГСБ-400, По окончании содержимое барботеров и промывные воды переливают в колбу для титрования и титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия по крахмалу. В результате титрования расход тиосульфата натрия составил: Чт + Чтс = 10,0+ 4.3 = 14,3 мл. Рассчитывают концентрацию сероводорода в газе: СН2$— — 0,0146об.%, 40000 Таким образом, данный способ дает хорошую сходимость результатов и меньшую погрешность, чем известный. Он прост в исполнении и более экономичен за счет ис10 ключения использования дорогостоящих солей кальция. Формула изобретения Способ определения сероводорода в газе, включающем барботирование газа через 15 стандартный раствор иода и последующее титрование избытка иода стандартным раствором тиосульфата натрия, о т л и ч а ющ и- и с я тем, что, с целью повышения точности, газ дополнительно барботируют 20 через заданный объем стандартного раствора тиосульфата натрия, перед титрованием избытка иода объединяют оба раствора в один объем, а объемы стандартных растворов иода и тиосульфата натрия, используе25 мые для барботирования, определяют из соотношения "2 Vp + Vy+ Vu = V)2 Чр + Vy + > Чу, Мтс где VQ — объем стандартного раствора иода, 30 используемого для барботирования, мл; СЧг 11 8 — объем стандартно.11 J2 ro раствора. иода, необходимый для окисления сероводорода в пробе газа объемом Ч, 35 мл, с предполагаемым содержанием С, об. ; Чу = 7,2 lg (10 Чг + 2,35) - 2,67 — унос иода в пересчете на объем стандарного раствора, мл; Йтс и Й 2 — нормальности стандартных растворов тиосульфата натрия и иода, мольlл, Vu = V(2 - Vp — избыток стандартного раствора иода, используемого для барботирования. 1772738 Составитель А. Кубасов Техред М.Моргентал Корректор И;Муска Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3843 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.,4I5
