2. Качественный и количественный метод анализа.

2.1 Титриметрический метод определения двуокиси серы в воздухе.

Международный стандарт ИСО 4220 устанавливается титриметрический метод определения загрязнения воздуха кислыми газами. Длительность отбора проб составляет 24 ч и 48 ч. Этот метод только для определения двуокиси серы.

Сущность метода: заключается в поглощении и окислении растворимых газообразных компонентов пробы воздуха, пропускаемого в течение 24 ч или 48 ч через раствор перекиси водорода. Образующаяся серная кислота титруется раствором серной кислоты и тетрабората натрия до восстановления исходного значения pH с кислориметрическим или потенциометрическим определением конечной точки.

2.2 Спектрометрические методы определения двуокиси серы в воздухе.

Метод с применением торина.

Международный стандарт ИСО 4221 регламинтирует спектрофотометрический метод с применением торина для определения массовой концентрации двуокиси серы в окружающем воздухе.

Сущность метода: заключается в поглощении и окислении двуокиси серы, присутствующей в отработанных пробах воздуха, пропкскаемых в течение заданного времени через подкисленный раствор перекиси водорода. Образующиеся ионы сульфаты осаждаются барием, а избаток бария определяется спектрофотометрическим измерением его окрашенного комплекса с торином.

2.3 Метод с применением тетрахлормеркурата и парарозанилина.

Международный стандарт ИСО 6767устанавливает спектрофотометрический метод с применением для определения массовой концентрации двуокиси серы в окружающем воздухе в пределах от 20 до 500мкг/м3.

Сущность метода: заключается в абсорбции двуокиси серы, находящейся в пробе воздуха, при пропускании через раствор тетрахлормеркулата натрия с образованием дихлорсульфитомерклуратного комплекса. Комплекс образует окрашенное соединение после добавления к раствору формальдегида и подкисленного раствора солянокислого парарозанилина, которое определяет спектрофотометрическим измерением.

2.4 Химические методы определения двуокиси серы в отработанных газах.

Титриметрический метод.

Международный стандарт ИСО 7934 устанавливает метод определения массой концентрации двуокиси серы, содержащейся в газовых выбросах промышленных установок и печей. Данный метод распространяется на определение степени загрязнения газовых выбросов двуокиси серы концентраци двуокиси серы ниже 30 мг/м3 продолжительность отбора должна быть быть больше, чем указано в ИСО 7934.

Сущность метода: заключается в поглощении и окислении двуокиси серы при пропускании через раствор перекиси водорода. Образующаяся серная кислота титрируется перхлоратом бария с индикатором торином.

2.5 Спектрометрические методы определения дуокиси серы в воздухе.

Метод с применением торина.

Международный стандарт ИСО 4221 регламинтирует спектрофотометрический метод с применением торина для определения массовой концентрации двуокиси серы в окружающем воздухе.

Сущность метода заключается в поглощении и окислении двуокиси серы, присутствующей в отборных пробах воздуха, пропускаемых в течение заданного времени через подкисленный раствор перекиси водорода. Образующиеся ионы сульфата осаждаются барием, а избыток бария определяется спектрофотометрическим изменением его окрашенного комплекса с торином.

2. 6 Хромотографический метод.

Международный стандарт ИСО 11632 устанавливает метод определения концентрации двуокиси серы, выбрасываемой из установок внутреннего сгорания или в результате технологических производственных процессов.

Сущность метода: заключается в отборе проб отработанного газа с помощью пробоотборника, имеющего постоянную температура. Двуокись серы, содержащаяся в пробе отработанного газа, абсорбируется с образованием ионов сульфата. Далее при помощи ионной хроматографии определяется концентрации массы сульфата в абсорбирующем растворе.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ

В основу определения содержания диоксида серы в дымовых газах положен йодометрический метод (модификация метода Рейха). Сущность метода состоит во взаимодействии диоксида серы с водным раствором йода, который окисляет сернистую кислоту, восстанавливаясь ею до галогеноводорода. Метод предусматривает применение газоанализатора "Эвдиометр-1", принцип действия которого состоит в том, что анализируемый газ пропускается через поглотитель со стандартным раствором йода (в присутствии крахмала) до полного его обесцвечивания. По скорости пропускания и времени обесцвечивания вычисляется объем пробы и концентрация диоксида серы. При определении концентрации диоксида серы в дымовых газах методом йодометрии может происходить искажение результатов вследствие восстановления йода другими кислыми примесями ( NO x , SO 2 ), а также вследствие уноса йода при пропускании пробы через раствор. На показания могут также влиять наличие в пробе твердых взвешенных частиц и температура газа. Твердые частицы и серный ангидрид удаляются в процессе отбора пробы. Оксиды азота не оказывает влияния на показания прибора до концентраций 7,1% об. N O , 7,71% об. NO 1 (в дымовых газах наблюдаются концентрации NO до 7,1% и NO 1 до 7,71%). Влияние температуры и уноса йода снижено до значения не более 7,7 основной погрешности прибора подбором режимных параметров и состава поглотительного раствора. Газоанализатор "Эвдиометр-1" является нестандартизованным средством измерения единичного производства и метрологически обеспечен. Технические характеристики прибора приведены в приложении 1. Средством контроля показаний прибора являются поверочные газовые смеси "Диоксид серы в азоте" - ТУ 1Х-170Х-41. Метод проверен на искусственных газовых смесях и на реальных газах действующих котлов.

3. Источники загрязнения диоксидом серы.

Диоксид серы, сернистый газ – важнейший загрязнитель атмосферы, выделяемый автомобильными двигателями при использовании плохо очищенного бензина и топками, в которых сгорают серосодержащие угли, торф или мазут. Ежегодно в атмосферу из-за сжигания угля и нефти выбрасываются миллионы тонн диоксида серы. В природе диоксид серы встречается в вулканических газах. Диоксид серы окисляется кислородом воздуха в триоксид серы, который, поглощая воду (пары), превращается в серную кислоту. Выпадающие кислотные дожди разрушают цементные части построек, памятники архитектуры, высеченные из камня скульптуры. Кислотные дожди замедляют рост растений и даже приводят к их гибели, убивают живые организмы водоемов. Такие дожди вымывают из пашен малорастворимые в воде фосфорные удобрения, которые, попадая в водоемы, приводят к бурному размножению водорослей и быстрому заболачиванию прудов, рек. Диоксид серы – бесцветный газ с резким запахом. Получать диоксид серы и работать с ним следует под тягой.

Россия входит в Конвенцию по SO2 и участвует во всех процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы - триоксид серы – серная кислота. Используя оксиды серы как вторичное сырье, человечество для производства такого необходимого ему во многих отраслях промышленности продукта, как серная кислота, перестанет извлекать из недр ограниченные запасы серы.

Подсчитано, что в 80-е годы человечеству было необходимо получать около 25 млн т серной кислоты в год (например, для получения синтетических моющих средств и других продуктов), а выброс оксидов серы в то же время составил 15,6 млн т в год, больше, чем необходимо для производства указанного выше количества серной кислоты.

Даже при среднем содержании оксидов серы в воздухе порядка 100 мкг на кубометр, что нередко имеет место в городах, растения приобретают желтоватый оттенок. Отмечено, что заболевания дыхательных путей, например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе.

Разработано большое число методов для улавливания двуокиси серы из отходящих дымовых газов. Весьма привлекательными оказались скрубберные установки, дающие отходы в виде продуктов, имеющих спрос на рынке: один из таких скрубберов производит серу высокой чистоты, другой - разбавленную серную кислоту. Последнююневыгодно перевозить на большие расстояния, но высокочистая сера, которая находит применение при производстве лекарственных препаратов, промышленных реагентов, удобрений в развитых странах привлекает и потребителей из-за рубежа.

3. ДИОКСИД СЕРЫ - физические свойства

Окси́д се́ры(IV) (диокси́д се́ры, серни́стый газ, серни́стый ангидри́д) — SO2. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкойсернистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также вэтаноле,серной кислоте. SO2 — один из основных компонентоввулканическихгазов

Температура кипения: -10°C Температура плавления: -75.5°C Относительная плотность (вода = 1): 1.4 при -10°C (жидкий) Растворимость в воде, мл/100 мл при 25°C: 8.5 Давление паров, кПа при 20°C: 330 Относительная плотность пара (воздух = 1): 2.2.6. Химические свойства

Оксид серы(IV)

6. Химические свойства

Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):

SO₂ + H₂O ↔ H₂SO₃.

Со щелочами образует сульфиты:

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O.

Химическая активность SO₂ весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO₂, степень окисления серы в таких реакциях повышается:

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr,

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (требуется катализатор V₂O₅ и температура 450°),

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄.

Последняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO₃^2- и на SO₂ (обесцвечивание фиолетового раствора).

В присутствии сильных восстановителей SO₂ способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы их отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO₂ оксидом углерода(II):

SO₂ + 2CO → 2CO₂ + S↓.

Или для получения фосфорноватистой кислоты:

PH₃ + SO₂ → H(PH₂O₂) + S↓

7.Получение

Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑ + Q.

В лабораторных условиях SO₂ получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂SO₃.

Образующаяся сернистая кислота сразу разлагается на SO₂ и H₂O:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑.

Также можно получить действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании:

2H₂SO_{4 (конц.)} + Cu → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.

8. Предельно допустимая концентрация (ПДК).

Предельно-допустимая концентрация– это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека и его потомства не оказывает и не окажет прямого или косвенного влияния на него (включая отдаленные последствия) и на окружающую среду в целом.

В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызывать функциональные изменения в коре головного мозга и зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых ПДК. С учетом вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека были введены значения средних суточных ПДК.

Таким образом, установлены для каждого вещества два норматива:

Максимально - разовая предельно допустимая концентрация (ПДК_м.р.)–максимальная 20-30 минутная концентрация, при воздействии которой не возникают рефлекторные реакции у человека (задержка дыхания, раздражение слизистой оболочки глаз, верхних дыхательных путей и др.)

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) в атмосферном воздухе населенных мест

Вещество	ПДК, мг/м3	Класс опасности вещества
максимальная разовая	средняя суточная
Азота диоксид	0,085	0,04	2
Серы диоксид	0,5	0,05	3
Углерода оксид	5,0	3,0	4
Пыль (взвешенные вещества)	0,5	0,15	3
Аммиак	0,2	0,04	4
Кислота серная	0,3	0,1	2
Фенол	0,01	0,003	2
Ртуть металлическая	-	0,0003	1

К вредным веществам, обладающим суммацией действия, относятся, как правило, близкие по химическому строению и характеру влияния на организм человека, например:

диоксид серы и аэрозоль серной кислоты;

диоксид серы и сероводород;

диоксид серы и диоксид азота;

диоксид серы и фенол;

диоксид серы и фтористый водород;

диоксид и триоксид серы, аммиак, оксиды азота;

диоксид серы, оксид углерода, фенол и пыль конверторного производства.

Оксиды серы. В атмосфере присутствуют сернистый ангидрид SO₂ (оксид серы (IV)), серный ангидрид SO₃ (оксид серы (VI)). SO₂ - негорючий тяжелый (плотность 2,93 кг/м³) бесцветный газ с характерным резким запахом, который ощущается при концентрациях от 0,78 до 2,6 мг/м³. в результате фотохимических и каталитических процессов сернистый ангидрид превращается в серный ангидрид SO₃, который во влажном воздухе превращается в серную кислоту и ее соли. Время жизни SO₂ в атмосферном воздухе около 10 часов.

Пороговая концентрация SO₂, принимаемая в качестве максимально разовой концентрации для растений, составляет 0,02 мг/м³.

9. Гост по диоксиду серы.