Способ определения концентраций компонентов белого щелока
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
It АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскми
Сецмалистичесиик
Республик
{61) Донелиительиое к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 12. 80 (21) 2948206/2 3-26 С 01 и 31/16 с присоединением заявки Нов Госудавствеииий комитет СССР ио делан изобретений и открытий (23) Приеритет Опубликовано 2 З,12З2, Бюллетень М? 47 (И)УДК 543.24 (088. 8) Дата опубликования описания 231282 (723 Авторы изобретения Я.С.Хворостин, Е.А.Кабина, П.С.Стяжкин -и Б.И.Мельник ". I р (713 Заявитель Всесоюзное научно-производственное объедннЕние., целлюлозно-бумажной проьншленности (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ КОМПОНЕНТОВ БЕЛОГО ЩЕЛОКА Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения концентраций компонентов, белого -щелока сульфат-целлюлозного производства. . Белые сульфатные щелока являются сложными многокомпонентными растворами, содержащими, г/л ед. ИаоОг На0Н 68-81-, Hat S 15-27, На С03 до 12, а также сульфаты, сульфиты и силикаты натрия до б. Значения активной щелочности (И٠— сумма концентраций ИаОН и яа З) и сульфидности (С Вотношение концентрации Ма 5 к АЩ в процентах) используются для контроля и управления технологическим процесcoM - варкой целлюлозы. Известен способ определения концентраций компонентов белого щелока сульфат-целлюлозного производства путем титрования анализируемой пробы кислотой в присутствии добавки хлорида бария. Конечные точки титрования определяют визуально по изменению цвета кислотно-основных инднкаторов. Эту же пробу затем опять оттитровывают кислотой и конечную точку фиксируют по бромфенолу голубому. Дополнительно определяют концентрации сульфида, сульфита и тиосульфата с помощью иодометрии 51l. Однако известный способ характеризуется невысокой точностью, так как точки цветоперехода индикаторов в многокомпонентных системах не соответствуют истинным значениям рН точек эквивалентности, а визуальное изме« Нение цвета индикаторов субъективно. Кроме того, известный -способ сложен, так как требует дополнительных . .определений концентраций сульфида, сульфита и тносульфата с помощью иодометрии. Ф Наиболее близким по технической -сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения компонентов белого щелока суль зт) фат-цЕллюлозного производства путем потеициометркческого титрования анализируемой пробы кислотой до эквивалентных точек с определенным рН в присутствии двух добавок: хлористого бария и формальдегида Г2 l. Однако известный способ длителен, так как требует определения из отдельной навески сульфитов н тиосульфитов, которые, взаимодействуя с формальдегидом, искажают результаты анализа. Кроме того, известный способ характе983535 (5) Таблица 1 Оттитрованные количества компонентов белого сульфатного щелока Значения рН 99 .Объем пп титранта Vj, MB 50 (2) (3) ризуется невысокой точностью. Относительная ошибка определения активной щелочности составляет 1,0%, сульфйдности — 3,9%, общей щелочности 1,6%. Целью изобретения является повышение точности и упрощение анализа. Поставленная целЬ достигается тем, что согласно способу определения концентраций компонентов белого щелока сульфат-целлюлозного производства путем потенциометрического титрования анализируемой пробы кислотой в присутствии добавки, в качестве добавки используют карбонат или аминоацетат . натрия. l5 При этом добавку вводят до соотношений концентраций титруемых компонентов белого щелока и добавки в пределах от 1,2 до 2:1. При потенциометрическом титровании 20 соляной кислотой фиксируют объемы титранта при трех значениях рН, соответствующих определенным количествам оттитрованных компонентов белого сульфатного щелока (табл.1). 25 1 М„11 ° 0+Oг2 Маон + -2 Майа 2 V2 8, 30+ О, 15 Na ÎH+2 Ма г+ 1 +- Ма СО 3 Vy 3,90 .0,15 NaOH+Na>S+Na>CO> В оттитрованное количество компонентов (пункты 2 и 3 табл.1) входит сумма карбоната натрия, имевшегося в пробе щелока и введенного вместе с добавкой. 55 Расчет параметров белого сульфатного щелока производится по следующим формулам, выведенным на основе таблицы: ЭЦ-- .М „31; VI1 г - ч „ 1г г М t1 .-изг"-" -" г 2и „;. 2V1-2у2+Уэ 100 Оцг=(- М <-Nс) ° 31 Vn где ЭН - эффективная щелочность (сумма концентрации NaOH и половины концентрации Ма 5), г/л ед. Na20 ИМ - активная щелочность, г/л ед.Ма20; С - концентрация сульфида нат рия, г/л ед. Na 0; С В вЂ” сульфидность, Ъ; О٠— общая щелочность (сулиа концентрации МаОН, Na Na СО ), г/л ед. Ма О; V,V и V> — объемы тнтранта, мл, соответствующие значениям рН из табл.1, V - объем анализируемой пробы щелока и добавки — водного раствора карбоната натрия, мп; Мк — концентрация титранта (кислоты), вводимого в качестве добавки раствора, г-экв/л; N - концентрация карбоната натрия, г-экв/л; 31 — множитель, равный значению эквивалентной массы Ма О. Основной химический процесс, йроисходящий при титровании анализируемой пробы белого щелока кислотой, заключается в реакциях нейтрализации компонентов щелока: гидройсида, сульфида и карбоиата натрия, Реакции нейтрализации описываются уравнениями N à OH+H C EN aC E+H 20; (6) Кг Ма25+НС Р NaHS+NaC Р, (7) NaHS+HC3 - H S +МаС 0; к (8) Na CO +HC C МаНСОз+МаС Р; (9) К к. МаНСОЭ+НС P ж- CO>+H >0+NaC R (1О) Проведенные исследования показали,.что величины констант диссоциации К -К4 сложным образом зависят от концейтрации всех компонентов. Значения К и Ка при любых соотношениях компонентов не позволяют разделять на кривой титрования Н 5 и Н СОЗ. Эти компоненты оттитровываются при одинаковых значениях рН, что позволяет использовать результаты титрования только для определения суммарного содержания сульфида и карбоната натрия в белом щелоке. При введении в раствор белого щелока добавок многозарядных анионов, например карбоната илн аминоацетата натрия, значение К„ уменьшается, а Кз увеличивается. Это дает основание считать, что эти соли могут быть применены в качестве добавок для раэ983535 Формула изобретения Составитель Т.Хукова Редактор И.Николайчук ТехредИ.Надь Корректор С.Иекмар Заказ 9909/50 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, -Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 деления на кривой титрования щелока соляной кислотой конечных (эквивалентных) точек титрования NaHS и МаНСО» . Добавку карбоната или аминоацетата натрия вводят до соотношений концентраций титруемях компонентов белого щелока и добавки в пределах от 1,2 до 2:1, так как только при таких количествах введенной добавки погрешность определения активной щелочности лежит в допустимых пределах (О 51,5 отн.%) . Пример 1. 2 wf анализируемой пробы щелока вводят в ячейку для титрования, добавляют 2 мл 2,5 н. раствора карбоната натрия, разбавляют до 100 мп дистиллированной водой и титруют 1 н. раствором соляной кислоты потенциометрически с помощью стеклянного водородного электрода, фиксируя объеьы титранта, пошедшего для достижения значения рН эквивалентных точек 11,0 8,3 и 3,9. По приведенным формулам рассчитывают параметры белого щелока. Пример 2. 2.мл анализируемой пробы белого щелока вводят в ячейку для титрования, добавляют 2 мп 2;5 н. раствора аминоацетата натрия, разбавляют до 100 мп и потенциометрически титруют, фиксируя объем кислоты, пошедшей для достижения эквивалентных точек с рН 11,2; 7,7 и 3,9, после .чего рассчитывают параметры белого щелока по приведенным формулам. Погрешность определения активной щелочности составляет 0,6%, сульфидности — 2,2Ъ, общей щелочности — 1,1В. Таким образом, предлагаемый способ определения концентраций компонентов белого щелока сульфат-целлюлозного производства позволяет повы5 сить точность определения и сократить время анализа эа счет исключения определения иэ отдельных проб концентраций сульфита и тиосульфата. Кроме того, улучшаются санитарногигиенические условия выполнения 10 анализа эа счет исключения токсичных добавок: хлорида бария и формальдегица. 1. Способ определения концентраций компонентов белогр щелока сульфат-целлюлозного производства путе. -:. потенциометрического титрования ана2р лиэируемой пробы кислотой в присутствии добавок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения анализа, в качестве цобавки используют карбонат или аьиноацетат натрия. 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что добавку вводят до соотношения концентраций титруеьых компонентов белого щелока и доЗО бавки в пределах от 1,2 до 2:1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Svensk Papperstidning, 1963, V. 66, Р 18, р. 727. 2. Автоматический анализатор белого щелока типа ATMA-1 "Хорриба". Проспект фирьы "Ничимен", Япония, 1978.
