книги из ГПНТБ / Ахметов Т.Г. Аналитические методы контроля производства бариевых и сульфитных солей

где V — объем израсходованного 0,05 М раствора хлорида бария, мл; Ѵі — объем 0,05 М раствора ЭДТА, содержащего комплексонаты кальция и маг­ ния, израсходованного на титрование, мл; Кс — коэффициент соотношения между 0,05 М растворами хлорида бария и ЭДТА; 0,007102 — количество сульфата натрия, соответствующее 1 мл точно 0,05 М раствора хлорида ба­

сульфата натрия надо вычесть содержание сульфатов других металлов (если имеются).

Определение кислотности и щелочности

Щелочные растворы получаются обычно при обработке щелочны­ ми веществами кислых растворов для нейтрализации и одновремен­ ного осаждения железа.

Определение проводят методом нейтрализации.

Реактивы

Соляная кислота, 0,1 и. раствор. Гидроокись натрия, 0,1 н. раствор. Метиловый оранжевый, 0,1%-ный раствор.

Ход определения. Взвешивают 10 мл испытуемого раствора суль­ фата натрия и количественно переносят в коническую колбу вмести­ мостью 50 мл. Добавляют 2—3 капли метилового оранжевого и титруют кислые растворы 0,1 н. раствором гидроокиси натрия, а щелочные растворы — 0,1 н. раствором соляной кислоты до пере­ хода розовой окраски в желтую при определении кислотности или желтой в оранжево-розовую при определении щелочности.

Расчет. Кислотность раствора в пересчете на серную кислоту (X) в % вычисляют по формуле:

91;

Г л а в а IV

Анализ отходов производства

соединений бария

Производство хлорида бария

Отходами производства хлорида бария являются шлам, полу­ чаемый после выщелачивания плава хлорида и сульфида бария и фильтрации полученного раствора, и маточные растворы после кристаллизации хлорида бария с большим содержанием вредных примесей.

Анализ шлама хлорида и сульфида бария

Шламы от плавов отличаются только низким содержанием водо­ растворимых солей и высоким содержанием нерастворимого в воде остатка. Поэтому за основу анализа может быть взята методика анализа плавов хлорида и сульфида бария (стр. 70 и 79) с некото­ рыми изменениями. Прежде всего из-за большого количества не­ растворимого в воде остатка навеску уменьшают с 10 до 5 г. Водная вытяжка шлама содержит небольшое количество водорастворимых солей, поэтому для титрования берут большую аликвотную часть, чем при анализе плава.

Кислотная вытяжка от выщелачивания шлама хлорида бария, полученного хлоркальциевым методом, содержит большое количе­ ство солей кальция, но малое количество солей бария. Поэтому количество раствора сульфата аммония, необходимого для осажде­ ния ионов бария, уменьшено с 25 до 10 мл, так как при большом избытке раствора сульфата аммония может произойти частичное осаждение солей кальция в виде сульфата кальция, что затрудняет титрование ЭДТА и размазывает конец титрования. Поскольку аммиачный буферный раствор содержит сульфид аммония, то при добавлении егр к титруемому раствору образуется осадок сульфида железа (значительное количество железа имеется в шламе). Раствор приобретает черный цвет, что маскирует цвет индикатора и затруд­ няет титрование. Поэтому перед титрованием кислотной вытяжки пробу нейтрализуют по метиловому красному 25%-ным раствором аммиака, добавляют 2—3 капли избытка его (до слабого запаха), приливают раствор сульфата аммония и нагревают до кипения. При этом одновременно осаждается железо и барий.

Для анализа пробу шлама хлорида бария быстро измельчают до зерен величиной с горошину, после чего отбирают аналитическую

94

пробу, которую измельчают до мелкого порошка. Все операции измельчения необходимо проводить возможно быстрее, так как шлам очень гигроскопичен.

В шламе определяют хлорид, карбонат и сульфат бария, угле­

Анализ газа при производстве хлорида бария

солянокислотным способом

Определение сероводорода

Для определения сероводорода в газе существует несколько спо­ собов, наиболее распространенным из которых являются иодометрический и колориметрический методы.

И о д о м е т р и ч е с к ий ме т о д

(или цинка), которые определяют иодометрически.

Метод применим для определения сероводорода при концентра­ ции от 20—30 мг/м3 до 10—15 г/м3. Метод специфичен и достаточно точен, его широко применяют для контроля производства.

Прямое иодометрическое определение сероводорода (газ пропу­ скают через раствор иода и избыток последнего оттитровывают) ме­ нее точно из-за возможности потерь иода вследствие уноса, а также взаимодействия иода с примесями, находящимися в газе.

Реактивы и аппаратура Уксусная кислота, ледяная и 30%-ный раствор.

Ацетат кадмия, 5%-ный раствор или ацетат цинка, 2%-ный раствор, подкисленный уксусной кислотой (на 1 л раствора — 10 мл ледяной уксусной кислоты).

Иод, 0,1, 0,05 или 0,01 н. раствор (в зависимости от содержания сероводо­ рода в газе).

Тиосульфат натрия, 0,1, 0,05 или 0,01 н. раствор (в зависимости от нор­ мальности применяемого раствора иода).

Крахмал, 0,5%-ный раствор (приготовление, см. на стр. 27).

Прибор для определения сероводорода (рис. 2). Прибор состоит из двух поглотительных склянок 1 и аспиратора 2, служащего для измерения объема пропущенного газа. Аспиратор снабжен термометром 3 и водяным U -образ- ным манометром 4. Применяют аспираторы различной вместимости от 5 до 20 л в зависимости от содержания сероводорода в газе. При определении очень малых концентраций сероводорода (анализ выхлопного газа), когда тре­ буется пропустить много газа, для измерения объема газа применяют газовые часы. При определении сравнительно больших концентраций сероводорода в газе объем газа определяют по объему вытекающей из аспиратора в мерный цилиндр воды.

95

рой поглотитель присоединяют к аспиратору, который предварительно за­ полняют водой до пробки. Проверяют герметичность собранной установки. Для этого закрывают кран 5 и трубку манометра, открывают краны б и 7. Если установка герметична, то через некоторое время вода перестает выте­ кать из верхней бутыли аспиратора.

Соединяют первый поглотитель с трубкой, подводящей анализируемый газ и предварительно продутой этим газом. Если газ в трубке разрежен, то для продувки газопроводящей трубки просасывают газ аспиратором, в этом слу­ чае краны 5 и 6 должны быть трехходовыми и соединяться между собой от­ водной линией.

Ход анализа. Газ для анализа пропускают через поглотители

ток иода раствором тиосульфата натрия соответствующей нормаль­ ности в присутствии 2 мл 0,5%-ного раствора крахмала до обесцве­ чивания. Индикатор добавляют только в конце титрования, когда раствор принимает слабо-желтую окраску.

Расчет. Содержание сероводорода (xt) в мг/м3 и (х2) в объемн.% вычисляют по формулам:

(а-Кі — Ь-К2)-Т- ЮОО

-Ѵ0

96

Для вычисления Ѵи пользуются формулой:

,Ѵ-273-(В — Р)

—(273 + /)-760

где V — измеренный объем газа, мл; В —■барометрическое давление (показа­ ние барометра, приведенное к /°С), мм рт. ст.; t — температура, °С; Р — дав­ ление водяного пара при / °С, мм рт. ст.

Если обозначить (2 ^ '+ іу 7б6 ' ' как пеРев°Дн°й коэффициент Ф, то формула принимает вид:

Ѵ„ = Ѵ-Ф

Пользуясь номограммой (рис. 3), можно найти значение фактора в пределах температур и давлений, обычно встречающихся в прак­ тике. В зависимости от концентрации раствора иода значения титра могут быть следующими:

При определении очень малых концентраций сероводорода ре­ комендуется проводить контрольное титрование раствора ацетата кадмия (или цинка), применяемого для поглощения сероводорода. Если на это титрование расходуется некоторое количество иода, то при расчете вводят соответствующую поправку.

Примечание. При анализе газов, содержащих кроме сероводорода другие соединения, взаимодействующие с иодом (сернистый ангидрид и др.), послед­ ние растворяются в растворе ацетата кадмия и титруются иодом вместе с серо­ водородом, вследствие чего повышается расход иода и соответственно резуль­ тат содержания сероводорода.

В таких случаях после поглощения сероводорода во избежание ошибки поступают следующим образом. Образовавшийся осадок сульфида отфиль­

К о л о р и м е т р и ч е с к и й ме т о д

При очень малых концентрациях сероводорода в газе исполь­ зуют колориметрический метод. Сущность метода заключается во взаимодействии сероводорода со щелочным раствором арсенита натрия. При действии нитрата серебра на образовавшийся тиоарсенит натрия выпадает коллоидный осадок сульфида серебра, при­ дающий раствору желто-коричневую окраску. Интенсивность ок­ раски полученного раствора сравнивают с интенсивностью окраски шкалы эталонных растворов. Метод пригоден для определения се­ роводорода при малых концентрациях (5—30 мг/м3).

Реактивы и аппаратура Серная кислота плотностью 1,84 г/см3.

Карбонат аммония, 5%-ный раствор.

Арсенит натрия, 0,2 %-ный раствор. Растворяют 2 г арсенита натрия в 100 мл 5%-ного раствора карбоната аммония и разбавляют до 1 л водой.

Нитрат серебра, 1%-ный раствор. Растворяют 1 г нитрата серебра в 90 мл воды и приливают 10 мл серной кислоты плотностью 1,84 г/см3.

9 8

Стандартный раствор тиосульфата натрия. В мерную колбу вмести­ мостью 100 мл помещают 3 мл точно 0,1 н. раствора тиосульфата натрия и раз­ бавляют дистиллированной водой, не содержащей двуокиси углерода, до метки (раствор А). Переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл 10 мл раствора А и разбавляют до метки дистиллированной водой, не содержащей двуокиси углерода (раствор Б). Этот раствор готовят в день применения. 1 мл раствора Б соответствует 0,01 мг сероводорода.

Крахмал, 2%-ный раствор. Смешивают 2 г крахмала с 20 мл воды и при перемешивании прибавляют к 80 мл кипящей воды, нагревают до кипения и не

ют, встряхивают и через 10 мин сравнивают образующиеся окраски, рассматривая пробирки сверху на белом фоне.

Расчет. Содержание сероводорода (х) в мг/м3 вычисляют по фор­ муле:

и-0,01 1000.

5-Ѵ0

где а — объем стандартного раствора тиосульфата натрия в эталонном растворе, интенсивность окраски которого соответствует интенсивности окраски иссле­ дуемого раствора, мл; b — общий объем поглотительного раствора, взятого для колориметрического определения, мл; Ѵ0 — объем пропущенного газа, приведенный к нормальным условиям, л (формулу расчета см.'выше).

99