книги из ГПНТБ / Шептала, Н. Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей и реагентов

Допустимые расхождения:

Метод основан на окислении хрома до хромата в щелочной,

среде и изменении интенсивности окраски (возникает желтая окраска).

Максимум светопоглощения раствора хромата при длине вол­ ны 366 ммк. При работе на фотоколориметре ФЭК-Н-57 в кюве­ те с толщиной слоя 20 мм оптическую плотность измеряют све­ тофильтром № 2 при 'содержании от 0 до 3 мг окиси хрома в 100 мл раствора или светофильтром № 3 при содержании от О до 10 мг окиси хрома в том же объеме.

Необходимо поддерживать одинаковую щелочность испы­ туемых и стандартных растворов. Мешает определению хрома железо, которое иногда удерживается в растворе в коллоид­ ном состоянии, сообщая раствору желтовато-коричневую ок­ раску. Нагревание и длительное отстаивание раствора устра­ няет эту окраску. Для устранения влияния органических при­ месей навеска исходного материала предварительно обжигается. Желтоватую окраску придает лигнин, извлекаемый щелочными растворами из бумаги фильтра; предварительное промывание фильтров раствором соды устраняет эти помехи.

Достоинством хроматного метода является его простота. Разложение природных материалов производится сплавлением с щелочными плавнями. Силикаты сплавляют с содой и селит­ рой. Можно также разлагать навеску силиката фтористоводо­ родной іи серной кислотами с последующим сплавлением остат­ ка с содой. Если присутствует органика, то она предварительно ■сжигается, а затем остаток сплавляется. Если определяется со­ держание хрома в фильтрате, то он предварительно выпари­ вается и высушивается, затем берется из сухого остатка навеска, сжигается органика и остаток сплавляется.

Ре а к т и в ы

1.3- и 6%-ные растворы едкого натрия.

2.Перекись натрия.

3.Этиловый спирт.

4.Стандартный раствор хрома (VI).

1,9354 г двухромовокислого калия, х. ч., дополнительно пере-

70

тельно обожженного, сплавляют с 3 г перекиси натрия в ни­ келевом, железном или корундитовом тигле. Тигли должны быть проверены на отсутствие хрома. Нагревание продолжа­ ют до вязкого состояния расплавленной массы. Охлажденный плав выщелачивают в стакайе емкостью 150—200 мл горя­ чей водой, нагревают и кипятят 10—15 мин для разрушения перекиси водорода.

В начале кипячения, если раствор окрашен манганатом в зеленый цвет, добавляют несколько капель спирта или не­ много (на кончике шпателя) перекиси натрия, в результате к концу кипячения зеленая окраска должна исчезнуть, в про­ тивном случае вновь добавляют спирт и продолжают кипяче­ ние.

Раствор, окрашенный в желтый цвет, охлаждают, помещают вместе с осадком в мерную колбу емкостью 100 мл, стенки ста­ кана обмывают водой, доводя раствор до метки, и перемешива­ ют. Фильтруют через сухой фильтр, предварительно обрабо­ танный 5%-ным раствором соды, в сухой стакан. Если фильт­ рат недостаточно прозрачен, его перефильтровывают до абсо­ лютной прозрачности.

Величину оптической плотности полученного раствора изме­ ряют на фотоколориметре ФЭК-М с синим светофильтром или на ФЭК-Н-57 со светофильтром № 3 в кювете с толщиной слоя

20мм.

Вслучае получения интенсивно окрашенных растворов их дополнительно разбавляют 3%-ным раствором едкого натра.

Если полученные растворы бесцветны или слабо окрашены, определение хрома производят дифенилкарбазидом (смотри стр. 67). Содержание хрома в растворе определяют по калибро­ вочному графику.

ПОСТРОЕНИЕ КАЛИБРОВОЧНОГО ГРАФИКА

В мерные колбы емкостью 100 мл отбирают 0; 0,3; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 9,0; 11,0 мл стандартного раствора с содержанием 1 мг двуокиси хрома в 1 мл, приливают в каждую колбу 50 мл 6%-ного раствора едкого натра, доводят водой до метки и пе­ ремешивают. Оптическую плотность растворов измеряют на фотоколориметре ФЭК-Н-57 светофильтром № 3 в кювете с толщиной слоя 20 мм по отношению к нулевому раствору. По полученным данным строят график (см. стр. 69), аналогичный графику на рис. 12.

71

В Ы Ч И С Л Е Н И Е РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Содержание окиси хрома в исследуемом материале вычис­ ляют в процентах

100

Р І О 3

где А — количество окиси хрома, найденное по калибровочному графику, в мг; Р — навеска в г.

Если в ходе анализа производили разбавление испытуемого раствора, то это учитывают при расчете содержания хрома.

1 ’

I •

ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ

ИФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БУРОВЫХ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

ИИХ КОМПОНЕНТОВ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

ИВОДЫ В ПРЕСНЫХ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРАХ

Внеутяжеленных глинистых растворах процент твердой фа­ зы (глины) определяется по табл. 9 в зависимости от плотности

73

В утяжеленных растворах в предварительно высушенную и взвешенную фарфоровую чашку наливают глинистый раствор (около 50 г), взвешивают вместе с чашкой, высушивают в су­ шильном шкафу на верхней полочке при температуре приблизи­ тельно 100° С до постоянного веса. Первое взвешивание произ­ водится примерно через 6 ч, повторные— через 1 ч. Вес счи­ тается постоянным, если разность между двумя последователь­

чашки; В] — вес чашки с глинистым раствором; В2— вес чашки с высушенной пробой.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ, СОЛИ И ВОДЫ В МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРАХ

Процент твердой фазы определяется методом, применяемым для пресных растворов, но в этом случае в твердом остатке со­ держится соль.

Для вычисления процента твердой фазы (глины и утяжели­

дистиллированную воду 100—150 см3. Проба с водой кипятится в течение 10 мин, охлаждается, помещается в мерную колбу ем­ костью 500 мл, доливается водой до метки, тщательно переме­ шивается и фильтруется. Фильтрат используется для определе­ ния солей, а твердый остаток высушивается для определения плотности твердой фазы.

Определение солей. Взвешивается фарфоровая чашка (предварительно высушенная), пипеткой отбирается проба

74

фильтрата 10—50 мл (в зависимости от содержания солей в растворе) и высушивается до постоянного веса

(Si — В) 500-100

где у — весовой процент солей в глинистом растворе; Б , — вес чашки с высушенным остатком; В ■—вес высушенной чашки; Р — вес глинистого раствора, взятого для анализа; V — объем фильтрата, взятого для определения солей; 500 — разбавление глинистого раствора.

П р и м е р. Вес пустоіі чашки 32,432 г; вес чашки с минерализованным глинистым раствором 101,448 г; вес чашки с высушенной пробои (твердая фаза н соль) 73,824 г

73,824 — 32,432

100 = 59,97%.

101,448 — 32,432

Вес стакана 61,725 г. вес стакана с глинистым раствором 112,343 г. Вес глинистого раствора 112,343—61,725 = 50,618 г.

Вес чашки 17,238 г; вес чашки с высушенным остатком 17,318 г, фильтра­ та 10 мл. Тогда весовой проиент соли в пробе глинистого раствора

а твердой фазы

je = 59,97 — 7,90 = 51,07.

Зная весовой процент соли и твердой фазы, определяем процент воды

100 — (51,07 + 7,90) = 40,03.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ, ВОДЫ И НЕФТИ В ПРЕСНЫХ РАСТВОРАХ, ОБРАБОТАННЫХ НЕФТЬЮ

Процент и плотность твердой фазы определяются высуши­ ванием раствора неточно, так как неиспарившиеся фракции нефти завысят процент твердой фазы и снизят плотность.

Для определения содержания нефти,’ воды и твердой фазы используется прибор Дина и Старка. Прибор состоит из круг­ лодонной кварцевой или металлической колбы емкостью 0,5 л, экстракционной гильзы, изготовленной из медной или латунной сетки высотой 7—8 см и диаметром 2 см, градуированного при­ емника-ловушки и стеклянного или металлического холодиль­ ника. Все соединения прибора плотно подгоняются и перед определением герметизируются.

Сущность метода состоит в разгонке эмульсионного раст­ вора с соответствующим растворителем. В результате отго­ няется вода, нефть экстрагируется растворителем, а глина и

75

чтобы косой срез приемной трубки-ловушки находился над гиль­ зой, а дно гильзы касалось поверхности растворителя. Колба через ловушку соединяется с холодильником и нагревается га­ зовой горелкой или электроплиткой. Перегонка ведется с та­ кой скоростью, чтобы из холодильника в ловушку падало не более двух капель в 1 с. Экстрагирование и отгонку заканчи­ вают, когда прекращается отделение воды в градуированной части ловушки (обычно через 2—3 ч). После охлаждения при­ бор разбирают, отмечают количество воды в ловушке, высуши­

где X — весовой процент твердой фазы; В — вес гильзы с филь­ тром в г; В 1— вес гильзы с глинистым раствором в г; Вч— вес гильзы с высушеной твердой фазой в г.

2. Процент воды в пробе

где V — объем воды в ловушке в мл.

3.Весовой процент нефти в пробе

и= 100 — (х -|- z).

4.Объемный процент нефти в см3 на 100 см3 глинистого раствора

K = ^ L ,

Ун

где ур — плотность глинистого раствора в г/см3; ун — плотность нефти в г/см3.

76

При м е р. Вес гильзы с фильтром 8,747 г; вес гильзы с глинистым ра­ створом 34,107 г; вес гильзы с высушенной твердой фазой 23,562 г; объем

5,3-1,76

10,48.

0,89

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ, ВОДЫ, СОЛИ, НЕФТИ В МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ НЕФТЕЭМУЛЬСИОННЫХ РАСТВОРАХ

Содержание соли в глинистом растворе определяют мето­ дом, используемым и для минерализованных растворов без нефти.

Количество соли в процентах вычисляется по формуле

в колбу с дистиллированной водой. Воды в колбе должно быть столько, чтобы гильза наполовину была в воде. После 15 мин кипячения воду в колбе необходимо сменить, а пробу повторно прокипятить в чистой воде в течение 10 мин. Затем гильзу с отмытым до отрицательной реакции на С1_ остатком твердой фазы высушить до постоянного веса. Первое взвешивание про­ извести через 2 ч, повторные — через 30 мин сушки.

77

Содержание твердой фазы в процентах

х _ (В, ~ В) 100 Bj — B ’

где Во — вес гнльзы с высушенной пробой в г; В\ — вес гильзы с глинистым раствором в г; В — вес гильзы с фильтром в г.

Весовой процент нефт.іи

м = 100 — (x]+-y + z).

Объемный процент нефти

/с = іДр , Ун

Пример.

1.Определние соли в глинистом растворе. Вес пустого стакана 98,725

(19,618 — 19,438) 500-100

16,77.

10-53,735

2.Определение содержания воды и твердой фазы. Вес .пустой гильз

Процент твердой фазы

17,956 — 8,600 100 = 41,71.

31,028 — 8,600

Весовой процент нефти и = 100 (41,71 + 33,44 + 16,77) = 8,08.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

Плотность твердого остатка, высушенного до постоянного веса, растертого в ступке и вновь подсушенного в сушильном шкафу, определяется двумя способами.

а. С помощью упрощенного пикнометра, используемого для определения качества утяжелителей. Пользоваться им можно при небольших навесках твердой фазы (15—25 г).

78

в сосуде с водой при температуре 20°С приблизительно 30 мин), тщательно протереть горлышко выше уровня керосина и взве­ сить колбу с содержимым.

Взвесить просушенный и охлажденный в эксикаторе поро­ шок глинистого раствора.

Вылить керосин из колбы и высыпать в нее взвешенный по­ рошок. Залить порошок новой порцией керосина, выдержанного при температуре 20° С. Заливать пипеткой до метки небольши­ ми порциями, периодически вращая колбу для удаления пузырь­ ков воздуха. Протереть горлышко фильтровальной бумагой и взвесить колбу с навеской и керосином.

Плотность подсчитать по формуле

Р 2( Р г - Р )

ТВФ (Р2 + Р і - Р 3) Ѵ '

твердой фазы в г; Р3 — вес пикнометра с навеской и керосином в г; У — объем пикнометра в см3.

Перед определением плотности твердой фазы пробу необ­ ходимо хорошо высушить, так как если проба недосушена, то плотность может быть намного занижена. Температура в сосуде с водой во время всего определения должна быть постоянной.

Если при перенесении навески в пикнометр часть ее рассы­ пается, то навеску берут повторно и определение переделывают, в противном случае плотность будет завышена.

ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КОМПОНЕНТОВ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА (ТВЕРДОЙ И ЖИДКОИ ФАЗЫ, СОЛЕЙ И НЕФТИ)

79