Способ определения озона в газовых смесях

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<» 941

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (-1) М Кл з

С 01 В 13/00

G 01 N 21/77 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.06.80 (21) 2973872/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Гооударстввннык комитет (53) УДК 546.214. .543.42.062 (088.8) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень ¹25

Дата опубликования описания 7.07.82 но делам нзооротений и открытий

Л. К. Герасимова, А. В. Герасимов, В. П. Храповицкий и В. И. Цеку нов (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Зна1 енй государственный. 1 университет им. В. И. Лепнина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОЗОНА В ГАЗОВЫХ СМЕСЯХ

Изобретение относится к анализу неорганических веществ, в частности к определению озона в озонсодержащих газовых смесях.

Известны фотометрические методы определения озона в газовых смесях, основанные на его реакциях с органическими веществами (1).

Однако большинство из применяемых для определения озона органических веществ окисляются неселективно, т. е. подобные эффекты наблюдаются при воздействии перекиси водорода, окислов азота, кислорода и других окислителей, а продукты взаимодействия органических веществ с озоном нестабильны или вступают в реакцию друг с другом (2), что вносит значительные ошибки в конечные результаты определения озона.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ определения озона в газовых смесях, включающий обработку дифениламиносульфоната натрия в растворе НС10 (рН = 3) озонсодержащей газовой смесью и измерение поглощения света на длине волны 593 нм продуктом синего цвета, образовавшимся в озонированном растворе (3) .

Однако этот метод также не является избирательным, так как такой же продукт синего цвета образуется при обработке вышеуказанного раствора перекисью водорода и окислами азота.

Целью изобретения является повышение избирательности способа определения озона в газовых смесях.

Поставленная цель достигается тем, что исследуемую озонсодержащую газовую смесь пропускают через раствор органического реагента с последующим измерением оптической плотности раствора, а в качестве органического реагента используют 0,02—

0,1%-ный раствор гистидина в фосфатном буфере.

15 Способ осуществляют следующим образом.

В склянку Дрекселя наливают 10 мл раствора гистидина (4-амино-ф-имидазолпропионовая кислота) в 0,025 М фосфатном

20 буфере. Через этот раствор в течение определенного времени пропускают озонсодержащую газовую смесь. На СФ-16 (или другом спектрофотометре: СФ-4, СФ-8 и др.) измеряют оптическую плотность поглощения (Д) раствора гистидина, обработанного

941275 вышеуказанным способом На длине волны

270 нм, так как в спектре озонированного раствора гистидина появляется полоса поглощения с максимумом при А = 270 нм, не наблюдаемая в исходном растворе гистидина.

Следует отметить, что при конценпграции гистидина в растворе менее 0,02 )р В спектре озонированного раствора не наблюдается полоса поглощения при А = 270 нм. При концентрации гистидина в растворе бо!сс 0,1o /, оптическая плотность озонированного раствора при А = 270 нм увеличивается с течением времени после озонирования Поэтому концентрации раствора гистидина менее

0,02Р/р и более 0,1 /р не приемлемы для определения озона в газовых смесях.

Сущность предла гаемого способа иллюстрируется приведенными ниже .- римерами.

Пример 1. Приготавливают гистидин концентрацией 0,05Р/р в фосфатном буфере.

Готовят 5 проб следующим образом: в 5 склянок Дрекселя наливают по 10 мл вышеуказанного раствора гистидина. Через пробу

1 пропускают 10 мин воздух со скоростью

0,2 л/мин. Измеряют оптическую плотность обработанного таким образом раствора на

СФ-16 в интервале длин волн 245-340 нм относительно исходного раствора «èñòèaèua.

Через пробу 2 пропускают 10 мин кислород со скоростью 0,2 л, мин. Измеряют оптическую плотность раствора B интервале длин волн 245-340 нм.

Через пробу 3 пропускагст 0 мип озонсодержащую газовую смс«ь (воздух, прошедший через озонатор1 со скоростью

0,2 л/мин с концентрацией озона 0,4 мг/л.

Измеряют оптическую плотность раствора в интервале длин волн 245-340 нм.

Через пробу 4 пропускают 10 мин озонкислородную газовую смесь со скоростью

2 л/мин с концентрацией озона О," мг, л.

Измеряют оптическую плотность раствора в интервале длин волн 245 †3 нм.

В пробу 5 добавляют 0,5 мл трехпроцентного раствора перекиси водорода. Измеряют оптическую плотность полученногс таким образом раствора в интервале длич волн

245 — 340 нм.

Проведенные опыты показывают, ч го обработка указанного выше рас!aopa:-ист;: дина воздухом, кислородом, а также добив ление к исходному раствору гнети., .и!i! перс киси водорода не вызывают «ояврп-«ия в электронном спектре гистидина полосы по глощения с максимумом при Л == 270 д-,",, а озонсодержащей газовой средой — — вызывает, что сви. етельствует о селектив, сти действия озона.

Примечание. В этом и во всех следующих примерах используются следующие реактивы и растворы:

1 ) гистидин, фирмы Реапа1 Budapest;

2) натрий фосфорнокислый двузамегценный безводный по ГОСТ П773-66, 0,025 . Л водный раствор;

3) калий фосфорнокислый однозамс;ц,.« ный безводный ио ГОСТ 4198-65 0.025 водный раствор;

4) фосфатный буфер: смешивают 1 и- .,;".: раствора 3 и 1,5 объема раствора 2.

Концентрацию озона в газовой см:" определяют способом, описанным в «ри; женин 1 к ГОСТ 9.026-74.

Пример 2. Готовят 4 пробы следующих: образом: в 4 склянки Дрекселя наливаю« по 10 мл 0,02 /р-ного раствора гистиди«; в фосфатном буфере.

Через пробу 1 5 мин пропускаюг ",,ÿ.:. содержащую газовую смесь со eêîpu..i«!..

V = 0,2 л/мин и концентрацией озон <

= 0,4 мг/л.

Через пробу 2 10 мин пропускают озо« содержащую газовую смесь с вышеуказан

20 ными значениями параметров V и С. 1ерез пробу 3 15 мин пропускают озонсодержащую газовую смесь с вышсуказан ными параметрами Ъ и С.

После озонирования измеряют о«1ическа1от озонсодсржащуio газанув- лесь с вы!

I!е каза!!11ь у и пя ра мeтрам H и С.

Через проб, 4 в течен:;: 20 мин пропускую «.!îiíîeiü (Д) каждой пробы на СФ-!6 при длине вол«ы А = 270 нм относительно исходного раствора гистидина. Полученные при этом значения Д представлены в табл. 1.

Пример 3. Готовят 4 пробы следующим ооразом: в 4 склянки Дрекселя на.зиваюз по 10 мл 0,05",р раствора гистидина в фос фатном буфере.

Дальнейшая последовательность операций такая же как и в примере 2.

Полученные при этом значения представлены в тгбл. 2.

Пример 4. Готовят 4 пробы следующим образом: в 4 склянки Дрекссля наливают по 10 лл 0,1 /р-ного раствора гистидипа а фосфатном буфере.

Дальнейшая последовательность опер"ций такая же как и в примере 2.

Г1олученные при этом значения Д представлены в табл. 3.

4")

Пример 5. Готовят 5 проб следующим, брaзîм: в 5 сk янок Дрекселя налиpзкрр па 10 м, 0.05Р)р н- го аство а гaciaдина, ьосфатпорл оурзеое

Чгр--;-з пробу i,5 "мин пропускают со ск..;и:, оср >ю Ъ --- О," л) лик ззонсодержащую г,.:—

c !e

Ъ вЂ” !!,. л/мин с концентрацией озона С == ) .J viiь: исходного раствора i и ст)!дика. 1lo.ax «BI Hoe при этом значение Дот,ложить «а оси ординат. Через этс точку провести прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с калибровочной линией. Соответствующее э гой То (ке перссечс))и я значение абсциссы есть искомая Koiiцекгр iilия Озона в газовой смеси.

При.)!ер 7. Го г )вят 5 проб следующим

ОбРаЗОМ: В 5 сКЛЯКОК 1,РЕКСЕЛЯ НаЛИВаЮт по !О мл 0,05" „, рас!вора гистидика в фосфатном б ь!)срс.

Дальнейшая послсдователькость опсраHH H Такая ?K P, K3 K II B I!pit .)1< p(5, 3 3 )t(. K110чением интервала времски Озокировакия.

Через пробы -5 Озоксодержащую газовую смесь пропускают в те)ек)и 15 мик. После озони рова кия измор як) г ()Ilт:! чсскую плотность Д каждои пробы H, (.Ф-16 1!р)! Л =

=- <0 км Отк )сител -.ИО и хо;ii()l о ра< скора гистидика.

ПО.;!с IC!i i ill(!ipli: Iом . 1,1 .с !1;)я . 1 I(I)C, 1ставлены B тао.l. 6.

На осковаки: ..;:. .: ых т;),:.iiiii; б строят к а л и б р О в О ч(>:); ьь! Й ";) 1 1) и 1 .. l„ 1 ß О! 1 j) c, 1 (, i c I i и я концентрации озон, .- газов )й смеси H) жко через 10 мл 0,05% растворы гистидика в

25 фосфатком буфере, помещенного в cклянку

Дрекссля, пропустить газовс 10 (мсcb со choростью потока 0,2 л .;!ик 5 мик. На c!IBKTpoфотометре измерить Оптическую II loTHocTb (Д) обрабо г 1!IH() f o BьB)!1!с) к;1«3111!ь: и cп с Обом раствора гистH;!IIII t кр Л вЂ” 270 км

З() ОТКОСИТЕ.!ЬКО ИСХОД!!О!О",:)С-.B<)Ра Il(т(!лин 1.

Полученное ири эго) 1!i, Iñc : ис ..! <)т" жк ь по оси орд!!1!ат. Чсрсз -э- T(); !);;:, .", прямс !О, 13!)аллсл)кс K Ос ),бс)и;to „., (сечения с калибровочной линией Соогь гсl ВУющее эl Ои то 1 С и(!) сСЕЧЕ!",IЯ(ЗК?IЧ<:11И(.

35 à сциссы есть искомая кокцектрагп!я Озона в газовой cмеси.

При.!!ер 8. Для исследования стаби lbHocти получаемых pc ульта оВ во вс)смени после окончания озокировакия проводят c,låëiþщий опыт: tt,05" - кый раствор гистидина в фосфатком бхфсре Озонируют 10 мик озонСОДЕp?Kdl(iC!I Г()ЗО )оi! CМ<с ЬЮ (CKOpOCTB ПОтoK«0,2,-()1 ив, KHHI!cктрс)ц)lя «зона 0,4 х(г! 3) .

После озокировакия измс )як)г <кггическую плотность это! О рас тво!);1, (1 ка СФ-16

45 относительно исхо.!ногo p;ic(Bop« гистидина при Л -= 270 км 10 ч с интервалом 1 ч.

Полученные при этом з "ldчекия Д представлены в табл. 7.

Такая ?K2 стабиль!!ООTI рез).IHTÇTOB тече!гие длительного времени !около 1О ч) после озонирования кабг!к?дается длH всех

KoHIicHòðàöHé растворов гисти.ц!Иа 13 пределахх 0,02 — 0,1% в фосф!! ти О )1 буфере.

Через пробу 4 5 мин пропускают со скоростью V = 0,2л/мин озонсодержащую газовую смесь с концентрацией озона С =

= 0,06 мг/л.

Через пробу 5 5 мин пропускают со скоростью V = 0,2 л/мин озонсодержащу!о газовую смесь с концентрацией озона С =

= 0,03 мг/л.

После озонирования измеряю(оптическую плотность (Д) каждой пробы ка СФ-16 при длине волны Л = 270 нм относительно исходного раствора гистидика.

Полученные при этом значения Д представлены в табл. 4.

На основании данных (таблицы 4) строят калибровочный график для определения концентрации озона в газовой смеси.

Чтобы определить концентрацию озона в газовой смеси нужно через 10 мл 0,05 /,ного раствора гистидина в фосфатком буфере, помещенного в склянку Дрекселя, пропускать газовую смесь со скоростью потока

0,2 л/мин 5 мин. На спектрофотометре измерить оптическуlo II, îòíîñòü (Д) обработанного вышеукази!!кым сп<)собом р:.с-.вора гистидика при л -= "711:11 Огк<..ит лько исходи «го р3сТВор« I è< òHäè!1(1. 1!О. 1) чс!!!1Ое при этом значение Д Отложип»:;! оси ординат. Через эту тг ку прове.-тн прямую, параллельную оси абсцисс до перcce !ения с калибровочной линией. Соответствующее этой точке пересечения значение абсциссы есть искомая концентрация озона в газовой смеси.

Пример 6. Готовят 5 проб следующим образом: в 5 склянок Дрекселя наливают по 10 мл 0,05% раствора гистидика в фосфатном буфере.

Дальнейшая последовательность операций такая же как и в примере 5, за исключением интервала времени озонирования.

Через пробы 1 — 5 озонсодержа!цую газовую смесь пропускают 10 мин.

Полученные после озонирования пробы спектрофотометрируют при Л = 270 нм относительно исходного раствора гистидика.

Полученные при этом значения Д представлены в табл. 5.

На основании данных из этой таблицы строят калибровочный график для определения концентрации озона в газовой смеси.

Чтобы определить концентрацию озона в газовой смеси необходимо через 10 мл

0,05% раствора гистидина в фосфатном буфере, помещенного в склянку Дрекселя, пропустить газову.ю смесь со скоростью потока 0,2 л/мин 10 мин. На спектрофотометре измерить оптическую плотность (Д) обработанного вышеуказанным способом раствора гистидина при Л = 270 нм относительно

941275

Таблица 1

Ха ра к те рис тика

Время озонирования (мин) 5 10 15 20

Д (при А = 270 нм) 0,08 0,13 0,19 0,24

Табли ца 2

Проба, Характеристика

1 2 3 4

Время озонирования (мин) 5

Д (при Л = 270 нм) 0,19

Таблица 3

П роба, Характеристика

5 10 15

Д (при A = 270 нм) 0,280 0,385 0,495 0,650

Таблица 4

Проба, ) г з

Характеристика

1 (4

0,6 0,4

0,06 0,03

0,15

Д при (A = 270 нм) 0,275 0,190 0,065 0,030 0,020

Таблица 5

Характеристика

2 3 4 5

0,60 0,40

0,425 0,290

0,15 0,06 0,03

Д (при 3, = 270 нм) 0,120 0,045 0,03

Время озонирования (мин) Концентрация озона в газовой смеси (мг/л) Концентрация озона в газовой смеси (мг/л) 1

Г 1

10 15 20

0 29 0,35 0,42

I (П раба

941275

Таблица 6

П роба, 3 4

Характеристика

Концентрация озона в газовой смеси (мг/л) 0,60 0,40

0,500 0,350

0,15 0,06 0,03

0,130 0,055 0,045

Д (при Л = 270 нм) Т а б л и ц а 7

Д (при Л = 270 нм) 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29 0,29

Формула изобретения

Способ определения озона в газовых смесях, включающий пропускание исследуемой озонсодержащей смеси через раствор органического реагента с последующим измерением оптической плотности раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения избирательности способа, в качестве органического реагента используют 0,02 — 0,1%ный раствор гистидина в фосфатном буфере.

Составитель Л. Герасимова

Техред A. Бойкас Корректор М. Коста

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Горват

Заказ 4747/2

Время после озонирования, ч

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гершкович Е. Э. и др. Вопросы гигиены труда в радиоэлектронной промышленности.

М., 1979, с. 86 88.

2. Разумовский С. 3, и др. Озон и его реакции с органическими соединениями. М., «Наука», !974, с. 193 — 195.

3. Органические реактивы в анализе металлов. Справочник под ред. А. И. Лазарева.

М., «Металлургия», 1980, с. 66 (прототип) .