2.3.6.Предварительные расчеты

Условные обозначения:

– объем SО₂, эквивалентный 10 мл 0,1 N раствора йода, при нормальных условиях (10,95мл);

- объем SО₂, эквивалентный 10 мл 0,1 N раствора йода, при комнатных условиях проведения эксперимента, мл;

V_н – объем вытекающей воды при анализе газа до контактирования, мл;

V_к – объем вытекающей воды при анализе газа после контактирования, мл;

A – объемный процент SO₂ в газе до контактирования;

В – объемный процент SO₂ в газе после контактирования;

а – мольная доля SO₂ в газе до контактирования;

b – мольная доля SO₂ в газе после контактирования;

B΄,b΄ - соответственно условные объемный процент и мольная доля SO₂ в газе после контактирования, рассчитанные по количеству вытекающей воды в опыте без учета содержания SO₃ в полученном газе.

По заданной концентрации оксида серы(IV) в исходной газовой смеси, (в объемных процентах) рассчитать:

1. объем оксида серы (IV) , поглощенный раствором йода;

2. объем воды, вытекающей из аспиратора при анализе исходного газа.

В процессе анализа исходного газа оксид серы(IV) из газа поглощают десятью мл 0,1 н раствора йода в склянке 9 до обесцвечивания последнего. Объем поглощенного оксида серы(IV) определяют по количеству израсходованного йода. Так как протекает реакция SO₂+I₂+2H₂O=H₂SO₄+2HI, то 10 мл 0,1 н йода соответствуют 0.03203 г оксида серы (IV), которые при 273 К и 0,1 МПа занимают объем 10,95 мл ( ).

Объем оксида серы (IV) в мл, эквивалентный 10 мл 0,1 н раствора йода, при комнатных условиях рассчитывают по формуле

(2.3.2)

t ⁰ – температура в лаборатории, ⁰C;

p – барометрическое давление, мм рт.ст.

p_в – давление водяных паров, мм рт.ст. при комнатной температуре (табл.2.3.4).

Таблица 2.3.4

Значение давления водяных паров при t °с

t °С	Рв, мм рт.ст.	t °С	Рв, мм рт.ст.
15	12,79	21	18,65
16	13,63	22	19,83
17	14,53	23	21,07
18	15,48	24	22,38
19	16,48	25	23,75
20	17,53

Объем вытекающей из аспиратора воды V_H (в мл) соответствует объему воздуха, содержащегося в анализируемой газовой смеси, и может быть рассчитан по формуле

(2.3.3)

где А -заданная концентрация оксида серы (IV), % объем.

2.3.7. Порядок проведения опыта.

1. При открытом зажиме А включают воздуходувку. Количество подаваемого воздуха регулируют зажимом А и контролируют реометром 4.

2. Количество подаваемого оксида серы (IV) регулируют краном Б и контролируют реометром 3.

3. Проверяют исходный состав газовой смеси при рекомендуемом перепаде давления в реометре для измерения расхода оксида серы (IV).

4. Заполняют аспиратор 10 водой, при этом необходимо приподнять шлиф склянки Дрекселя 9, чтобы вытесняемый воздух не выбросил жидкость манометра 11.

5. В поглотительную склянку Дрекселя 9 наливают из бюретки 10 мл 0.1 раствора йода, 2-3 мл раствора крахмала и воды до 100 мл общего объема. Плотно закрывают шлиф.

6. Одновременно открывают краны В и Г. Воду, вытекающую из аспиратора, собирают в мерный цилиндр. Скорость вытекания воды из аспиратора регулируют с помощью крана Г так, чтобы уровни манометрической жидкости в обоих коленах манометра 11 были одинаковы. Очевидно, что только в этом случае объем вытекшей воды можно приравнять к объему поступающего воздуха.

7. При обесцвечивании раствора йода в сосуде 9 одновременно перекрывают краны В и Г. Если при проведении анализа из аспиратора выльется рассчитанный объем воды, то концентрация оксида серы (IV) в исходном газе соответствует заданной. Если же объем вытекшей волы значительно отличается от рассчитанного, то изменяют расход оксида серы (IV) и повторяют анализ через 5 мин после установления нового режима. Изменения в подаче оксида серы (IV) производят до тех пор, пока из аспиратора не выльется рассчитанный объем воды или отличающийся от него на 3-5 мл. В этом случае определяют установленную концентрацию оксида серы (IV) в исходном газе:

(% объем.) (2.3.4)

Фиксируют найденный расход оксида серы (IV) и поддерживают его в течение всего опыта.

8. Включают электрообогрев контактного аппарата.

9. Проводят анализ газовой смеси после контактирования в интервале температур 380-600°С через каждые 25-30°С. Анализ газа проводят так же, как до контактирования, только в этом случае в склянку 9 для первого анализа наливают 10 мл 0,1 н раствора йода, а для последующих 5 мл 0,1 н раствора йода. В процессе анализа одновременно открывают краны Д и Г, сливая воду в мерный цилиндр на 1000 мл.

10. По окончании опыта прекращают подачу оксида серы (IV) и выключают электрообогрев контактного аппарата.

11. Подачу воздуха прекращают при охлаждении контактной зоны до 200°С.

12. Экспериментальные данные записывают по представленной ниже форме.