Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Инновационные методы и технологии переработки эластомеров (Теория и практика). Учебное пособие
.pdf
81
Кольцо, изготовленное из платиновой проволоки, должно
быть снабжено крючком для подвешивания к коромыслу прибора. Исследуемую жидкость наливали в широкий с низкими
бортами сосуд, установленный на столике, укрепленном на вертикальной кремальере. Вращая разновесы, устанавливали кольцо
в горизонтальном положении. С помощью подъемного устройства испытуемый образец поднимают до соприкосновения
поверхности жидкости с кольцом. После этого кольцо удерживалось на поверхности жидкости силами поверхностного
натяжения. Далее рычаг тензиометра медленно поворачивали до
тех пор, пока кольцо не отрывалось от поверхности жидкости.
Силу отрыва кольца измеряли несколько раз; перед каждым новым измерением кольцо протирали фильтровальной бумагой.
Рис. 4.3. Тенсиометр типа дю Нуи:
1 – упругая металлическая нить; 2 – коромысло с крючком;
3 – платиновое кольцо; 4 – винт для закручивания нити; 5 – указатель с
нониусом; 6 – отсчетный лимб; 7 – винт, соединенный с упругой нитью;
8 – кювета с двойными стенками; 9 – подвижный столик;
10 – винт для движения столика
Методика определения показателя ХПК предназначена для
прямого потенциометрического экспресс-анализа бихроматной
окисляемости (массовой концентрации химически потребляемого
кислорода – ХПК) природных, технологических, сточных вод,
вытяжек почв и донных отложений, микробиологических, физиологических и других водных сред с использованием анализатора
82
жидкости «Эксперт-001» в качестве автоматизированного измерителя ХПК.
Метод измерения ХПК основан на проведении прямых потенциометрических измерений в кипящем рабочем растворе в
состав которого входит компоненты окислительновосстановительных систем / , ,
b /.
Вследствие высокой селективности редоксметрического
электрода из титано-силикатного стекла к окислительновосстановительной системе , зависимость его потенциала от состава раствора выражается уравнением
,
где и – количество грамм-эквивалентов и .
При введении в реакционную смесь восстановителей протекает реакция, приводящая к изменению соотношения
концентраций окисленной и восстановительной форм системы , которые непрерывно регистрируется
измерительным редоксметрическим электродом.
По окончании взаимодействия зависимость потенциала от
состава раствора определяется уравнением:
где S = 79,3 мВ (при температуре кипения смеси 127 );
х – количество грамм-эквивалентов прореагировавшего восстановителя во введенном объеме анализируемой пробы.
Расчет величин ХПК на основании полученных экспериментальных данных ( ) выполнятся по уравнению:
83
где antilg , – объем анализируемой пробы, мл.
Значение и получают в результате проведения
градуировки рабочего раствора, которая заключается в фиксировании потенциала редоксметрического электрода в исходном
рабочем растворе ( после введения первой добавки стандарта
( ) и после введения повторной добавки стандарта ( ).
Расчет концентрации и Проводиться по уравнениям :
где antilg , где antilg .
Пробы воды отбирают по ГОСТ Р 51592, ГОСТ Р 51593,
ГОСТ 17.1.5.05. Для анализа отбирают пробы воды объемом не
менее 250 см3 в стеклянные бутылки, предварительно ополоснув
их анализируемой водой. Отбираемая для анализа вода должна
перетекать через край бутыли, чтобы внутри не осталось пузырьков воздуха.
Анализ следует выполнить в день отбора пробы. Если это
не возможно, пробу консервируют концентрированной серной
кислотой из расчета 1 см3 кислоты на 1 дм3 пробы и хранят не более суток при температуре (3÷4) ° C.
Для одного анализа отбирают по три параллельных пробы
(одна резервная). Если проба воды содержит осадок, взвесь, нерастворенные органические вещества, то ее необходимо
интенсивно перемешивать для обеспечения однородности (например, на магнитной мешалке) и только после этого отобрать
аликвотную порцию для анализа.
84
Сбор установки для измерения ХПК
В соответствии с рис. 4.4 собирают установку, состоящую
из измерительного преобразователя (ИП) анализатора «Эксперт001», нагревательного блока (НБ) и измерительной ячейки.
При сборе установки рекомендуется на магнитную мешалку поставить стеклянный стакан вместимостью 250 см3, а ячейку
закрепить в штативе таким образом, чтобы она стояла на дне стакана по центру. В ячейку помещают якорь магнитной мешалки.
В четырех входах ячейки осторожно размещают измерительный электрод, электрод сравнения, нагревательный элемент и
обратный холодильник. Оставшийся вход ячейки закрывают
пробкой с притертым шлифом. Для предотвращения выхода реакционных паров наружу во время калибровки и измерений
необходимо внимательно следить за тем, чтобы все входы ячейки
были закрыты плотно.
Особенность подключения измерительной ячейки в ИП заключается в том, что включение электродов противоположно
случаю обычного ионометрического эксперимента, а именно: измерительный электрод подключают к разъёму «ВСП», а электрод
сравнения – к разъему «ИЗМ» ИП.
При этом для подключения измерительного электрода используется кабель, помеченный красным цветом. В случае если
кабели измерительного электрода и электрода сравнения объединены в один шнур, тогда он подключается к разъему «ИЗМ» ИП,
а разъем «ВСП» остается не задействованным.
Электроды отключаются друг от друга тем, что измерительный электрод имеет медное напыление с внутренней стороны
стеклянной части корпуса, а электрод сравнения выполнен из
прозрачного стекла.
Соединяют кабелем (типа кабеля для СОМ-порта) разъем
«Управления» на задней панели НБ и разъем «Датчик» ИП (в некоторых версиях прибора вместо надписи «Датчик» встречается
надпись «Т/О2»). Вторым кабелем соединяют разъем «Нагрев» на
задней панели НБ и нагревательный элемент. Вилку сетевого
шнура НБ включают в розетку.
85
Рис. 4. Схема установки для измерения ХПК
ИП «Эксперт-0 01» подключают к питанию согласно соответствующему пункту Руководства по эксплуатации анализатора
«Эксперт-001». Включают ИП нажатием кнопки «ВКЛ» и прогревают в течение 15 мин.
Приготовление растворов
Все растворы готовят с использованием дистиллированной
воды (далее по тексту – вода).
86
1. Серная кислота 14,5 моль/дм3. В термостойкую колбу
вместимостью 1000 см3 вносят см3 дистиллированной воды и небольшими порциями при перемешивании добавляют 847 см
концентрированной серной кислоты. Раствор перемешивают и
охлаждают до комнатной температуры. Контроль концентрации
производят по результатам измерения плотности (d = 1,745 г/см
при t = 20оС). В том случае, если концентрацию устанавливают
при других температурах, следует ввести температурную
поправку.
В термостойкую колбу вместимостью 500 см3 вносят
34,5 см3 раствора серной кислоты с концентрацией 14,5 моль/дм
для последующего приготовления раствора «б».
2. Серная кислота 7,5 моль/дм3. В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят 26 см3раствора серной кислоты с
концентрацией 14,5 мол/дм3 и доводят объем раствора до метки
водой.
Раствор «а». С помощью цилиндра измеряют объем остав-
шегося после выполнения раствора серной кислоты
концентрацией 14,5 моль/дм3, приготовленной по п. 1. Вносят в
раствор навеску сернокислого серебра из расчета 0,1 n на 100 см
раствора кислоты и перемешивают раствор до полного растворения соли.
Раствор «б». В термостойкую колбу, содержащую 34 ,5 см
раствора серной кислоты с концентрацией 14,5 моль/дм3 (п. 1.),
вносят 465,50 см3 дистиллированной воды 80,80 г четырехводного сульфата церия (IV), 3,42 г калия двухромокислого
дихроматкалия, 0,70 г марганца (II) сернокислого, 1,36 г щавелевой кислоты. Помещают колбу на магнитную мешалку. Раствор
интенсивно перемешивают в течение 20 мин. Переносят колбу на
электрическую плитку и нагревают раствор до температуры 70 –
80оС. Вновь помещают колбу на магнитную мешалку и перемешивают раствор до полного растворения солей. Раствор
пропускают через воронку с фильтром Шотта № 1. Срок хранения раствора – до появления осадка. Перед началом работы
перемешивают раствор с помощью магнитной мешалки.
3. Раствор щавелевой кислоты. В мерную колбу вместимо-
стью 50 см3 вносят навеску щавелевой кислоты массой 1,576 г.
3
3
3
3
3
87
Доводят объем раствора в колбе до метки раствором серной кислоты с концентрацией 7,5 моль/дм3 (п. 2) и перемешивают
полученный раствор до полного растворения соли. Срок хранения раствора – до появления осадка.
Примечание. Для приготовления раствора щавелевой кислоты
вместо раствора серной кислоты концентрацией 7,5 моль/дм3 можно использовать раствор серной кислоты концентрацией 14,5 моль/дм3. В
этом случае в мерную колбу с навеской щавелевой кислоты вносят
26 см3 раствора серной кислоты (п. 1.) и добавляют объем раствора в
колбе до метки водой.
4. Контрольные растворы винной кислоты с различными
теоретическими значениями ХПК.
4.1. Раствор винной кислоты с теоретическим значением
ХПК 20000 мг О/дм3. Навеску винной кислоты 3,7600 г, взвешенную с погрешностью не более 0,0002 г, вносят в мерную колбу
вместимостью 100 см3 и доводят объём раствора в колбе до метки
водой.
4.2. Раствор винной кислоты с теоретическим значением
ХПК 200 мг О/дм3. 1 см3 раствора винной кислоты со значением
ХПК 20000 мг О/дм3вносят мерной пипеткой в мерную колбу
вместимостью 100 см3 и доводят объём раствора в колбе до метки
водой.
4.3. Раствор винной кислоты с теоретическим значением
ХПК 600 мг О/дм3. 3 см3 раствора винной кислоты со значением
ХПК 20000 мг О/дм3 вносят мерной пипеткой в мерную колбу
вместимостью 100 см3 и доводят объём раствора в колбе до метки
водой.
4.4. Раствор винной кислоты со значением ХПК 1200 мг О/дм
6 см3 раствора винной кислоты со значением ХПК 20000 мг О/дм
вносят мерной пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3 и
доводят объём раствора в колбе до метки водой.
3
.
3
Проведение измерений
Режим работы анализатора «Эксперт-001» при измерении
ХПК задаётся с клавиатуры ИП нажатием следующих кнопок:
«ВКЛ» – включение анализатора;
88
«1» – ввод параметра времени интенсивного кипячения
электродной системы (~ 4 мин);
«2» – ввод параметра времени подогрева электродной сис-
темы (~ 40 мин);
«3» – вход в меню ХПК, вход в режим ввода параметров
стабилизации (подготовки электродной системы к измерениям),
запуск режима подготовки электродной системы повторным нажатием кнопки «3 » после ввода параметров;
«КЛБ» – режим градуировки;
«ИЗМ» – режим измерения ХПК,
«мг/л» – вызов индикации измеренного значения ХПК;
«числ» – ввод времени окисления;
«Ф1» – вход в меню просмотра параметров градуировки и
потенциала при измерениях в пробе;
«ОТМ» – выход из ранее установленного режима работы и
выход в главное меню ИП.
Индикация текущих и фиксируемых потенциалов, текущее
время очередного этапа градуировки или измерения ХПК отображаются на дисплее ИП.
1. Подготовка электродной системы к измерениям («Стабилизация»). В начале работы с новой электродной системой и
при перерыве в работе более чем на 3 часа следует провести подготовку электродной системы (так называемую «Стабилизацию»)
в соответствии с настоящим пунктом.
При работе с новой электродной системой в измерительную ячейку при помощи мерных пипеток помещают 10 см
дистиллированной воды, 20 см3 раствора «а» и 10 см3 раствора
«б». При постоянной работе используют отработанный рабочий
раствор. Включают тумблером НБ.
I. Входят в режим измерения ХПК. Для этого нажатием
кнопок « » и « » выбирают режим «Доп. Режим» и нажимают
кнопку «ВВОД». На дисплее отобразится список дополнительных режимов, например:
3
89
Доп. Режим
1. Поверка – нет
Измерение ХПК
Z- Результат
Стабилизация
0:05
2. Потенциостат
3.ХПХ-метр
II. Нажимают кнопку «3», соответствующую режиму
«ХПК-метр» и входят в меню «ХПК». На дисплее отобразится
надпись «Измерение ХПК» и перечень доступных команд с указанием соответствующих им кнопок клавиатуры:
3 - Стабилизация
4 - Измерение
5 - Градуировка
7 - Окисление (мин) 0
8 - Просмотр
III. Нажимают кнопку «3». На дисплее появится сообще-
ние:
1 - Кипячение 4
2 - Подогрев 40
3 - Старт
даны в минутах. В том случае, если значения параметров времени
кипячения и подогрева не соответствуют п. III, следует ввести в память
прибора нужные параметры по п. V.
жатием кнопки «3». На дисплее появится сообщение:
Значения параметров времени кипячения и времени прогрева за-
IV. Запускают режим подготовки электродной системы на-
Стабилизация
Кипячение…
90
В правом верхнем углу дисплея отобразится показание
Измерение ХПК
Стабилизация
таймера. По истечении времени кипячения на дисплее появится
сообщение:
0:05
Стабилизация
Подогрев…
Таймер автоматически перезапустится, отсчёт времени
начнется с нуля. По истечении времени подогрева на дисплее
появится сообщение:
3-Стабилизация
4- Измерение
5- Градуировка
7- Окисление (мин) 0
8- Просмотр
Z- Результат
Подготовка электродной системы («Стабилизация») завершена.
V. Ввод параметров подготовки электродной системы.
Для ввода значения времени кипячения нажимают кнопку
«1». При этом в месте ввода появится указатель в виде мигающего черного прямоугольника:
кнопку «ВВОД» для сохранения введенного значения.
«2». При этом в месте ввода появится указатель в виде мигающего черного прямоугольника.
1 - Кипячение
2 - Подогрев 40
3 - Старт
Набирают на клавиатуре нужное число (в мин) и нажимают
Для ввода значения времени подогрева нажимают кнопку
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]