Способ определения уксусной кислоты в воздухе

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СЮФ

РЕСПУБЛИК

ИЮ (1l) ,,Я1 С 01 Н 2У78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫтИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3404071/23-04 (22) 01.03.82 (46) 15.08.83 Ьюл, и 30 (72) И. И. Стенцель, В. В. Тищук, С. П. Кравченко, В. М, Кунгуров и Л. А . Панкратова. (71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностооительного института (53 ) 543-432(088.8 ) (56 ) 1. Перегуд Е. А., Гернет E.B.

"Химический анализ воздуха промышленных предприятий", Л., "Химия", 1973 .

159.

2. Перегуд E. А. "Химический анализ воздуха", Л., "Химия", 1976, 122 (прототип )., (54 )(57 ) СПОСОЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УКСУСНОЙ

КИСЛОТЫ В ВОЗДУХЕ с использованием обработки хромогенныи реактивои и фотометрирования, о т л и ч а ю щ и йс:я тем, что, с целью повышения. чувст-вительности, точности определения и

:упрощения способа, тканевую ленту обрабатывают хромогенным реактивои, содержащим 0,3-0,4ь-ный раствор броикрезолового зеленого индикатора, насыщенный раствор хлористого кальция и 0,3-0,44-ный раствор гидрокарбоната натрия, сиешанные в обьеином соотношении 1: (1, l 1, 3 ): (0,5-0,6), .подают на нее анализируеиую пробу воздуха и фотоиетрируют образовав- g.шееся на ленте окрашенное соединение.

С:

1 1035

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к построению автоматических газоанализаторов для измерения предельно допустимых концентраций уксусной кислоты s воздухе и может быть использовано в химической, фармацевтической, текстиль- . ной и других Областях промйшленности, Известен способ определения ук- 10 сусной кислоты в воздухе путам про тягивания анализируемой пробы soapyxa через две последовательно соединенных поглотительных прибора, содержащих по 5 мл воды, с последующим 1 применением иодометрического способа, основанного на том, что выделившийся иод оттитровывают раствором тиосульфата в присутствии крахмалвО3, Однако у этого способа недостатьч-,gg ная чувствительность и низкая точность определения, длительность и сложность выполнения анализа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ оп» ределения уксусной кислоты s воздухе путем притягивания анализируемой про) бы через два последовательно соединенных поглотительных прибора, содер-30 жащих по 2,0 r силикагеля, экстракции, с последующим переводом кислоты в гидроксамовую кислоту и фотометрическим определением ее по реакции с сул ьф анило вой ки слотой и cL -н афтил33 амином. Чувствительность определения

5 мкг s 0,1 мл определяемого объе" ма I 2).

Недостатками этого способа являются сравнительно низкая чувствитель" 40 ность определения при концентрациях паров уксусной кислоты менее 5 мг/и, значительная длительность (около 4 ч ) и сложность, нестабильность растворов и достаточно низкая точность оп ределения.

Цель изобретения - повышение чув» ствительности, точности определения и упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем,50 что согласно способу определения уксусной кислоты в воэдухе тканевую ленту обрабатывают хромогенным реактивом, содержащим 0,3-0,4«.-ный раствор бромкрезолового зеленого индика- S5 тора, насыщенный раствор хлористого кальция и 0,3-0;43-ный раствор гидрокарбоната натрия, смешанные в объ48 1 вином соотношении 1; (1, 1-1,3 ): (О 5"

0,6), подают на нее анализируемую пробу воздуха и фотометрируют обраэовавшееся на ленте окрашенное соединение.

Обоснование выбора интервалов кон центраций.

Берут иавеску 0,4 г бромкрезолоsoro зеленого {БКЗ) индикатора и растворяют в 50 мп 203 этилового спир" та. Иэ полученного 0,8 раствора

БКЗ путем разбавления в прокипяченной дистиллированной воде приготав- ливают 0,1; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30;

0,35; 0,40; 0,45,и 0,501 растворы.

В колбы емкостью 50 мл вливают 15 мл соответствующего раствора БКЗ, затем небольшими порциями при постоянном перемешивании и охлаждении добавляют 18 мп насыщенного раствора хлориотого кальция. После охлаждения до комнатной температуры придивают

7,5 мл 0,353 раствора гидрокарбоната натрия. Раствор тщательно перемв. шивают и выдерживают в холодильнике при 10-15ОС в течение 3 ч.

Приготовленными реактивными растворами обрабатывают тканевые отбеленные и прокипяченные ленты и сушат в потоке теплого -воздуха при

60-70 С, Индикаторные ленты устанав. ливают в фотоколариметрический газо" анализатор циклического действия, например ФЛС1,1> в пассивный период времени на ленту подают увлажненный до 90-954 воздух и определяют показания вторичного прибора КСП-4 при различных концентрациях уксусной кислоте

s воздухе,B табл. 1 приведены резуль" таты..

Из табл . 1 видно, что при концентрации БКЗ менее 0,3 показания вторичного прибора интенсивно умень-.; шаются, что свидетельствует об уменьшении чувствительности индикаторной ленты. При высоких концентрациях БКЗ увеличение плотности окраски ленты не наблюдается, Следовательно, наиболее приемлемый диапазон концентраций БКЗ находится в пределах 0,3-0,43 .

Приготавливают 0,1; 0,2; 0,3; 0,4;

0,54 растворы гидрокарбоната натрия, 0,353 раствор БКЗ и насыщенный раст" вор хлористого кальцив. Реактивные растворы для обработки ленты приготавливают указанным способом с соответствующей концентрацией гидрокарбоната натрия, Отбеленную тканевую ленту об487 4

Ленту обрабатывают раствором, содержащим 15 -мл 0,33 БКЗ, 16,5 мл насыщенного раствора хлористого кальция и 7,5 мл 0,33 гидрокарбоната натрия. Результаты приведены в табл. 3.

3 1035 рабатывают соответствующим раствором, сушат и с помощью газоанализатора фСЛ 1.1 определяют зависимость П f(C ) для каждой индикаторной ленты

Результаты приведены в табл. 2. 5

Из табл. 2 следует, что наибольшие показания вторичного прибора, а следовательно, чувствительность газоанализатора имеют место при концентрациях гидрокарбоната натрия, рав- 0 ных. 0,3-0,4Ô . При малых концентра-;:циях индикаторная лента слишком бледная, что приводит к низкой чувствительности, газоанализатора, а при большом содержании соды лента стано- 15 вится мало чувствительной при низких концентрациях уксусной кислоты.

Хлористый кальций используют как гидрофобное вещество, поглощающее влагу и обеспечивающее соответству- 20 ющую влажность индикаторной ленты., Иаксимальное увлажнение ленты обеспечивается при объемном соотношении раствора 6К3 и хлористого кальция, равном 1:(0,5-0,6 ). Большее содер = 25 жание хлористого кальция в растворе не улучшает характеристик индика-. торной ленты.

Пример 1. От источника калибровочных смесей (уксусная кислота- 30 воздух ) подают анализируемую пробу к фотоколориметрическому газоанализа« тору. В последний устанавливают индикаторную ленту, обработанную реактивным раствором, состоящим из 0,3-0,43 раствора индикатора БКЗ, насыщенного раствора хлористого кальция и 0,3D,43 раствора соды, взятых в объем- . ном соотношении 1:(1,1-1,3):(0,5-0,6).. ,Обработанную лейту подвергают суш40, ке в потоке теплового воздуха при о

60-70 С. 8ключают гаэоанализатор и в течение пассивного периода времени (когда на индикаторную ленту анали-. зируемая проба не подается) на фо- 45 тометрируемый участок ленты подают воздух, увпажненный до 90-95ь. При этом хлористый кальций активно поглощает влагу и обеспечивает требуемую впажность ленты, необходимую для абсорбции паров уксусной кислоты.

Ленту обрабатывают раствором,содержащим 15 мп 0,353 БКЗ 18 мл насыщенного раствора хлористого кальция и 8,25 мл 0,353 гидрокарбоната натрия. Результаты приведены в табл. 4.

Ленту обрабатывают раствором, содержащим 15 мп 0,43 6К3, 19,5 мл насыщенного раствора хлористого кальция и 9 мл 0,43 гидрокарбоната нат-. рия. Результаты приведены в табл .5.

Сравнительная оценка чувствительности различных методов определения уксусной кислоты в воздухе приведена в табл. 6. йз табл. 6 видно, что чувствительность предлагаемого способа значительно превышает известные способы.

Способ осуществляют на "сухой" индикаторной ленте, что позволяет нс пользовать серийно выпускаеий фотоколориметрический гаэоанализатор типа ФЛС1.1 для автоматического опре-деления микроконцентраций уксусной кислоты в воздухе.

Длительность определения по предлагаемому способу не более 5 мин (по способу бумажной хроматографии около 4 ч, по иодометрическому способу 50 мин );погрешность не более

103 (no способу бумажной хроматогра" фии 203, по иодометрическому способу 304).Чувствительность по предлагаемому способу в 3 раза выше, чем по способу бумажной хроматографии и в 6 раэ выше, чем по иодометрическому способу . Способ отличается простотой и надежностью, не требует применения сложных реактивов и специального выполнения, Стабильность индикаторной ленты более 1 го» да.

1035487

Таблицà1

Содержание

БКЗ в растворе, Ф

0,1

0)15

Таблица2

Содержание гидрокарбоната натрия в растворе

«» е « ° е ав аа е аа е е е е ав ю ав ю

6,.1 6,3 .6,6 6,9

7,0 7,4

7,4 7,9

7,5 7,9

7 3 8,0

16 3 1 50

2)0 3,5 5,7

20 38 61

22 42 63

22 4 0 62

1,8 3 7 6,1

О

О

0 аа» иве авеюаа ваавасев е»Е» ееав»еааю» ею»» еаве ав«ее «ваеее ей«Ее«саве«ею» «ю» « ° юе» «»е» Е«васе«««ее«ав» с

Концентрация паров уксусной кислоты,3 мг/м

Абсолютная погрешность, мг/м

Приведенная погрешность,Ф

Показания вторичного прибора, мгl м

0,6

0,0

0)0

0,6

О 5

-0,4

-0)7

0,0

6,0

2,6

4,5

5,6

7,3

9,1

2,0

4,0

6,0

8,0

5,0

4,0

7,0

14i0

-О 9

9,0

Еаввве аее °

0)4

0,1

0,2

0)3

0,4

О 5 !

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50.

Показания вторичного прибора П (мг/м) при концентрации уксусной кислоты С (мг/и )"

«

2 4 6 8 10 е

0 . 1,7 3,3 3,5 4,0 4,2

О 2,5 3,7 4,5 5,7 5 8

О 3,0. 4,8 6,0 6,7 7,0

О 3 0 5 2 7 1 7,6 7,9

0 3,2 5,6 7,2 8)3 8,8

О 3,2 5,8 8,0 8,3 9,2

О 2,9 5,5 8,0 8,6 9,3

О 2,2 5,2 7,8 8,2 9,1

0 15 38 66 7)6 82

Показания вторичного прибора П (мг/м ) при

Ъ концентрации уксусной кислоты С (мг/м ) 8

1035487

Таблица4

Концентрация nspoe уксусной кислоты, мг/м ее

Паказания вторичного прибора, мгlм .

Приведенная погрешность, ф

Абсолютная погрешность, мг/м Э:

0,0

0,0

3,0

0 3

2,0

4,0

6,0

0,0

0 3

8,0

0 5

«0,3

10,0 ее»еее

Т аблица5

Ее«ее«ее«ее«»е»ее «е «вее

Приведенная погрешность, ф

Концентрация паров уксусной Кислоты, мг/и

Абсолютная погрешность, мг/м З

Показания вторичного прибора, мг/м е вв

0,0 е ° е««» е»«е»«»»«е в !

0,0

0,0

o,à

0 3

-0,3

-0,2

-0 7

-0,6

Т а бл и ц а6

° в««вв е

««ей е

По предлагаемому способу, мг/м

По способу бумажной хроматографии, мг/мЭ е «ввве

1,6

0,5

3,0 е

Составитель В. Шкилькова

Редактор И. Касарда Техред Т.Моточка Корректор Г. Решетник

« «»«еее«Е«ее е«ее»«» «»

Заказ 5822/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий

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

«е»«в ««

° ° еее«ее «ее

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.йроевктная, 4

3,0

4,0

6, 0 .

8,0

f0 0

0,0

2,3

4,0

6,3

8,5

9,7

2,3 .

3,7

5,8

7,3

9,4

По иодометрическому спосо6у, мг/м 3

0,0

3,0

5,0

3,0

30.

3,0

2,0

7,0

6,0