Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химическая технология. Учебно-методическое пособие
.pdf
образовавшейся серной кислоты было израсходовано около 15 мл
раствора NaOH (Т
NaOH/S
– 0,0001603 г/мл).
8. Угли Кизеловского бассейна содержат до 25 % золы. Рассчитать навеску воздушно-сухого образца для определения в нем золы.
9. Воздушно-сухая проба каменного угля содержит 7,40 % золы и
3,20 % влаги. Определить процентное содержание золы в сухой пробе.
10. Рабочая проба угля содержит 10,0 % общей влаги и 0,5 %
серы. Определить процентное содержание серы в сухой пробе.
11. При транспортировке 200 т угля, содержащего 20 % влаги,
произошло частичное подсушивание его до влажности 15 %. Сколько
тонн угля поступит к месту назначения?
12. При транспортировке 300 т торфа, содержащего 50 % влаги,
произошло частичное подсушивание его до влажности 30 %. Сколько
тонн торфа поступит к месту назначения?
13. Для определения золы воздушно-сухую навеску угля
1,5040 г прокалили до постоянной массы 0,1022 г. Вычислить процентное содержание золы в воздушно-сухой пробе и в пересчете
на сухое вещество, если влага аналитическая составляет 3,00 %.
14. Для определения летучих веществ была взята проба угля
Донецкого бассейна 1,1500 г. После прокаливания масса золы и кокса
составила 0,9660 г. Вычислить процентное содержание летучих веществ в воздушно-сухом угле, если аналитическая влага равна 2,00 %.
15. При определении летучих веществ общая потеря в массе
при прокаливании составила 12,00 %. Рассчитать процентное содержание летучих веществ в воздушно-сухом и сухом топливе, если аналитическая влага составляет 3,75 %.
16. Воздушно-сухая проба угля содержит 5,80 % влаги
и 16,75 % золы. Для определения летучих веществ навеску угля
1,0250 г прокалили, после чего масса золы и кокса составила 0,7540 г.
Вычислить процентное содержание летучих веществ в сухой пробе
и в пересчете на горючую массу.
17. Воздушно-сухая проба угля содержит 3,74 % влаги и 20,38 %
летучих веществ. Вычислить процентное содержание летучих веществ
в пересчете на горючую массу и содержание кокса в сухой пробе, если содержание золы в пересчете на сухую пробу составляет 11,85 %.
18. При анализе двух проб одного и того же угля содержание
золы в одной составило 16,33 %, а в другой – 16,09 %. Различие в результатах анализа вызвано тем, что анализ первой пробы проведен
51
с сухой навеской, а второй пробы – с воздушно-сухой. Каково было
содержание влаги во второй навеске?
19. При анализе сухой пробы угля Карагандинского бассейна
содержание золы оказалось 27,00 %, а содержание серы – 0,98 %.
Определить процентное содержание золы и серы в рабочей пробе, если общая влажность образца составляет 7,50 %.
20. Воздушно-сухая проба угля содержит 6,32 % золы и 2,88 %
влаги. При транспортировке влажность образца увеличилась
до 4,38 %. Определить процентное содержание золы в пробе с влажностью 4,38 %.
21. Образец рабочего угля содержит 8,32 % золы. Воздушносухая проба того же угля содержит 10,03 % золы и 0,53 % влаги.
Определить процентное содержание влаги в первоначальном образце.
22. Вычислить общую влажность в пробе угля, если содержание внешней влаги составило 6,35 %, а содержание аналитической
влаги, определенной из воздушно-сухой пробы, – 1,25 %.
23. Для определения внешней влаги взята проба угля Уральского бассейна 100 г. После доведения пробы до воздушно-сухого состояния масса ее стала 89,9 г. Для определения аналитической влаги взята навеска воздушно-сухой пробы 1,2500 г. После высушивания пробы масса ее уменьшилась на 0,01375 г. Вычислить общее содержание
влаги в рабочей пробе.
24. Образец угля Карагандинского бассейна содержит 26,0 %
общей влаги. Аналитическая влага определена из воздушно-сухой
пробы и равна 4,80 %. Определить процентное содержание внешней
влаги в первоначальном образце угля.
25. При анализе воздушно-сухой пробы угля Черемховского
месторождения установлено содержание компонентов (в %): серы –
1,17; влаги – 2,40; золы – 16,45; летучих – 36,8. Вычислить процентное содержание серы и золы в пересчете на сухое вещество и летучих – в пересчете на горючую массу.
26. Навеска 2,05009 г образца каменного угля после удаления
влаги и летучих веществ стала 1,3900 г. Зольность полученного кокса
оказалась равной 22,00 %. Вычислить процентное содержание золы
в исходном образце.
27. Образец каменного угля содержит 5,00 % влаги и 20,00 %
летучих веществ. Из навески 1,5050 г кокса, полученного при пробном коксовании, образовалось 0,4500 г золы. Вычислить процентное
52
содержание золы в исходном топливе (в пересчете на сухое вещество)
и летучих веществ (в пересчете на горючую массу).
28. Содержание золы в сухой пробе угля составляет 12,05 %,
а в воздушно-сухой пробе того же образца – 11,80 %. Воздушно-сухая
навеска этого угля 1,0820 г прокалена без доступа воздуха. Масса нелетучего угольного остатка и золы составила 0,7930 г. Вычислить
процентное содержание: а) влаги; б) летучих в первоначальном образце и в) летучих в пересчете на горючую массу.
29. После удаления влаги и летучих веществ из навески воздушно-сухого угля 1,1000 г масса нелетучего остатка составила
0,7635 г. Вычислить процентное содержание золы, влаги и кокса
в первоначальной пробе, содержание золы в сухой пробе составило
9,05 %, а в коксе – 12,50 %.
30. Образец рабочего угля содержал 7,25 % золы. Воздушносухая проба того же угля содержала 8,36 % золы и 1,20 % влаги. Вычислить общее процентное содержание влаги и внешней влаги.
31. Для определения серы в угле методом Эшка взято 1,5560 г
пробы. После соответствующей обработки получено 0,4436 г осадка
сульфата бария. Вычислить процентное содержание серы в воздушносухой пробе и в пересчете на сухое вещество, если аналитическая влага составляла 3,65 %.
32. Из навески угля 1,0150 г после соответствующей обработки
получен осадок сульфата бария массой 0,1446 г. Из навески того же
образца 1,8890 г после высушивания получено 1,8680 г сухой пробы.
Вычислить процентное содержание серы в исходном образце и пересчитать его на сухое вещество.
33. Сколько миллилитров 2 н. BaCl2 потребуется для осаждения
ионов SO
2–
, полученных при обработке 2 г антрацита, содержащего
4
примерно 0,5 % серы (осадителя взять 300%-й избыток)?
34. Сколько миллилитров 10%-го раствора BaCl2 потребуется
для осаждения ионов SO
2–
, полученных при обработке 1 г угля, со-
4
держащего около 4 % серы (осадителя взять 200%-й избыток)?
35. Какое избыточное количество 5%-го раствора BaCl22Н2О
надо взять, чтобы при осаждении ионов SO
2–
из 150 мл раствора по-
4
тери от растворения составляли не более 0,00001 г серы?
36. Какой избыток BaCl2 надо взять, чтобы при осаждении
ионов SO
2–
из 200 мл раствора потери от растворения составляли
4
не более 0,00005 г BaSO4?
53
37. При определении серы в топливе весовым методом осадок
сульфата бария промывают чистой водой. Какое количество осадка
(в %) будет потеряно при промывании, если масса его 0,3 г, а объем
воды, израсходованный на промывание, – 250 мл?
38. Осадок BaSO4 массой около 0,3 г промыли 250 мл промывной жидкости (5 мл 2 н. H2SO4 разбавили водой до 500 мл). Какое количество осадка (5 %) будет потеряно при промывании? Во сколько
раз понизится растворимость BaSO4 по сравнению с растворением
в чистой воде?
39. Для определения серы в угле ускоренным методом взята
навеска сухой пробы 0,2550 г и сожжена. Выделившийся SO2 пропустили через раствор перекиси водорода. На титрование образовавшейся серной кислоты израсходовано 12,60 мл 0,01 н. КОН
(К
= 0,8870). Определить процентное содержание серы в сухой
КОН
и воздушно-сухой пробах, если влажность последней 8,00 %.
40. Навеску воздушно-сухой пробы угля 0,3020 г сожгли в токе
кислорода, выделившийся газ пропустили через раствор перекиси водорода. На титрование образовавшейся серной кислоты израсходовано 14,20 мл раствора NaOH (Т
NaOH/S
= 0,0001542 г/мл). Вычислить
процентное содержание серы в воздушно-сухой (Wа = 2,80 %) и рабочей пробах (W
а
= 10,05 %).
общ
41. При элементарном анализе донецкого угля получены следующие результаты (%): С – 81,0; Н – 6,3; О – 8,0 и S – 0,74. Вычислить высшую и низшую теплотворную способности данного угля, если аналитическая влага составляет 4,20 %.
42. Вычислить высшую и низшую теплотворную способности,
если проба антрацита имеет состав (вес. %): С – 97,5; Н – 1,2; О – 3,5;
S – 0,34; Wа – 3,40.
43. Для определения колчеданной серы из навески угля 0,4978 г
после соответствующей обработки осадили гидроокись железа
Fe(OH)3, количество которой эквивалентно содержанию FeS2. После
растворения осадка в соляной кислоте в присутствии избытка KI на
титрование выделившегося йода израсходовано 12,60 мл 0,01 н.
Na2S2O3 ( 8950,0
K ). Определить грамм-эквивалент серы и вы-
OSNa
322
числить процентное содержание серы в образце.
44. Для определения колчеданной серы из навески угля 0,6500 г
после соответствующей обработки получили осадок Fe(OH)3 в количестве, эквивалентном содержанию FeS2. После обработки осадка избытком KI в присутствии HCl на титрование выделившегося йода из-
54
расходовано 10,50 мл раствора Na2S2О3 (
= 0,001581 г/мл). Вы-
SOSNaT/
322
числить процентное содержание серы в образце.
45. Для определения колчеданной серы из навески угля 1,025 г
после соответствующей обработки получили осадок Fe(OH)3 в количестве, эквивалентном содержанию FeS2. После обработки осадка избытком KI в присутствии HCl на титрование выделившегося йода израсходовано 15,80 мл раствора Na2S2О3 (
= 0,0004267 г/мл).
SOSNaT/
322
Определить грамм-эквивалент серы и вычислить процентное содержание ее в образце.
46. Сера в навеске угля 0,2500 г была определена методом сжигания. После улавливания SO2 раствором крахмала на титрование израсходовано 15,60 мл раствора I2. Вычислить процентное содержание
серы в образце, если 10,10 мл раствора I2 эквивалентны 10,10 мл
0,01024 н. Na2S2О3.
47. Сера в навеске угля 0,2430 г была определена методом сжигания. После улавливания SO2 раствором крахмала на титрование израсходовано 14,50 мл 0,01 н. I2 (К = 1,002). Определить граммэквивалент серы и вычислить процентное содержание ее в образце.
48. Сера в навеске угля 0,2430 г была определена методом сжигания и после улавливания SO2 раствором крахмала на титрование израсходовано 18,00 мл раствора I2 (
T 0,001269 г/мл). Определить грамм-
J
2
эквивалент серы и вычислить процентное содержание ее в образце.
Тема 2. Технический анализ воды
В природной воде могут присутствовать в растворенном виде
многие газы, например О2, N2, СО2, Н2S и т.п., растворимые соли
натрия, калия, кальция, аммония, магния, алюминия, железа, марганца и др. Производственные сточные воды заносят в водоемы соли тяжелых металлов Cu, Pb, Hg), а также различные органические вещества, например фенолы, формальдегид и др.
В зависимости от назначения воды к ней предъявляют определенные требования в соответствии с ГОСТом, проводят водоподготовку и анализируют ее. При анализе воды для промышленных нужд
определяют кислород, растворенный в воде, хлорид- и сульфат-ионы,
жесткость воды, щелочность. При полном анализе воды определяют
сухой и прокаленный остатки, электропроводность, окисляемость, рас-
55
творенные газы О2, СО2, N2, H2S, ионы Са2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Mn2+,
K+, Na+, Cl–, I–, F–, SO
2–
4
, PO
3–
, тяжелых металлов, жесткость воды.
4
Жесткость воды определяется содержанием в воде растворенных солей (чаще всего солей кальция и магния). Различают общую,
временную, постоянную, карбонатную и некарбонатную жесткости.
По ГОСТ 6055-51 жесткость выражают в миллиграмм-эквивалентах
солей, содержащихся в 1 л воды; 1 мг-экв. жесткости соответствует
20,04 мг/л Са2+, или 12,16 мг/л Mg2+.
При умягчении воды содово-известковым методом дозы извести
и соды, вводимые в воду, определяются пробным умягчением. Для ориентировочных расчетов могут быть использованы следующие формулы:
m
= ([ЖК] + [ЖMg] + [СО2] + 0,5) 28;
СаО
535,0
где m
СаО
Жm ;
..
32
и
m – содержание извести и соды, мг/л;
СОNa
32
кнCONa
[ЖК] – карбонатная жесткость, мг-экв./л;
[СО2] – содержание двуокиси углерода, мг-экв./л;
[ЖMg] – магниевая жесткость, мг-экв./л;
[Ж
] – некарбонатная жесткость, мг-экв./л;
н.к.
0,5 – избыток реактива, мг-экв./л;
28 – эквивалентный вес окиси кальция;
53 – эквивалентный вес соды.
Для умягчения воды применяют ионообменные смолы. Обменные емкости ионитов определяют экспериментально и рассчитывают
по формуле:
1000
Ж
ОЕ
v
,
v
1
где ОЕ – обменная емкость катионита, г-экв./м3;
Ж – жесткость воды, мг-экв./л;
v – количество профильтрованной воды до появления ионов
кальция в фильтрате (до 0,05 мг-экв./л);
v1 – объем катионита, см3.
Пример 1. При определении общей жесткости на титрование
100 мл воды было израсходовано 18,10 мл раствора трилона Б
(К
= 1,240). Вычислить общую жесткость воды (в мг-экв./л).
0,05 н.
Решение. 1. Вычисляют количество миллиграмм-эквивалентов
трилона Б в 18,10 мл раствора (столько же мг-экв. ионов Са2+ и Mg2+
содержится в 100 мл воды):
56
0,05 1,240 18,10.
100
2. Определяют количество миллиграмм-эквивалентов ионов Са2+
и Mg2+, содержащееся в 1000 мл воды, т.е. жесткость воды:
общ
100010,18240,105,0
./.-22,11
лэквмгЖ
Пример 2. Для определения кислорода, растворенного в воде,
взяты две пробы в склянки емкостью 500 мл. В первую склянку (рабочий опыт) ввели 1,00 мл MnCl2 и 3,00 мл щелочного раствора иодид-иодата, во вторую (контрольный опыт) – 1,00 мл MnCl
5,00 мл
2,
HCl (пл. 1,19 г/см3) и 3,00 мл иодид-иодата. В рабочей пробе осадок
растворили в HCl. На титрование 200 мл раствора контрольной пробы
израсходовано 2,80 мл 0,01 н. Na2S2O3
К
OSNa
322
)9880,0(
, а на титрова-
ние йода в рабочем опыте (V = 200 мл) – 12,40 мл того же раствора
Na2S2O3. Вычислить содержание кислорода, растворенного в воде
(в мг/л и мл/л при н.у.).
Решение. 1. Определяют количество миллиграмм-эквивалентов
йода, которое выделилось в рабочем опыте (в пересчете на 1 л анализируемой воды):
; 49600,4500
OH
2
496200
100050040,129880,001,0
млV
./.- 235,1
лэквмг
2. Определяют количество миллиграмм-эквивалентов йода, которое выделилось в контрольном опыте (в пересчете на 1 л анализируемой воды):
; 4919500
ОН
2
491200
100050080,29880,001,0
млV
./.- 141,1
лэквмг
3. Вычисляют, на сколько миллиграмм-эквивалентов йода выделилось больше в рабочем опыте (столько же мг-экв. кислорода содержалось в 1 л воды):
[I2] = [O2] + [окислители] + [IO
-
] – [восстановители],
3
а в контрольном опыте:
[I2] = [окислители] + [IO
-
] – [восстановители];
3
1,235 – 0,141 = 1,094 мг-экв./л.
4. Рассчитывают количество миллиграмм кислорода в 1 л воды:
2Mn(OH)2 + O2 = 2MnO(OH)2;
22
241
57
OеO
2
42
MnеMn
2
4324
5. Рассчитывают количество миллилитров кислорода, содержа-
32
щееся в 1 л воды:
32 мг кислорода занимают объем 22,4 мл при н.у., 8,75 мг – х мл:
Э
моль
О
2
,8
г
1,094 8,00 = 8,75 мг/л.
4,2275,8
.72,6
млх
Задачи и упражнения
1. Для определения жесткости воды нужно приготовить 5 л
0,05 н. раствора трилона Б. Какую навеску трилона Б нужно взять и какие вещества можно использовать для установки титра этого раствора?
2. Какую навеску трилона Б нужно взять для приготовления 2 л
0,025 М раствора?
3. Какую навеску MgSO47Н2О нужно взять для установления
титра примерно 0,02 М раствора трилона Б способом отдельных навесок и способом пипетирования (V
– 250 мл)?
колбы
4. Приготовлен приблизительно 0,12 н. раствора трилона Б
(г-экв. трилона Б вычислен по реакции с FeCl3). Какова нормальность
трилона Б в реакции с двухвалентными катионами и сколько граммов
СаСО3 нужно взять для определения точной концентрации раствора,
если объем мерной колбы 200 мл?
5. Какую навеску стандартного образца сплава, содержащего
86,00 % цинка, нужно взять для установки титра 0,2 н. раствора трилона Б, чтобы на титрование расходовалось примерно 25 мл раствора?
6. Навеску 0,7590 г MgSO47Н2О растворили в мерной колбе емкостью 200 мл. На титрование 20,00 мл полученного раствора израсходовано 22,60 мл раствора трилона Б. Вычислить нормальность раствора трилона Б, поправку к нормальности и титр раствора по СаО.
7. Навеску 0,7590 г MgSO47Н2О растворили в мерной колбе
емкостью 250 мл. На титрование 20,00 мл полученного раствора расходуется 19,85 мл раствора трилона Б. Вычислить титр раствора трилона Б, его молярность и нормальность.
8. Для определения концентрации раствора трилона Б взяли
навеску стандартного образца цинка 0,1040 г, содержащего 99,25 %
цинка, и растворили ее. На титрование раствора израсходовано
18,20 мл раствора трилона Б. Вычислить нормальность раствора трилона Б и титр его по цинку.
58
9. Навеску 0,1002 г СаСО3 перевели в раствор. На титрование
раствора израсходовано 19,90 мл трилона Б. Вычислить нормальность
раствора трилона Б и титр его по кальцию.
10. Для определения общей жесткости взято 100 мл воды, на ее
титрование израсходовано 15,40 мл раствора трилона Б
(N
= 0,04870). Вычислить общую жесткость воды (в мг-экв./л).
тр.Б
11. При определении общей жесткости на титрование 200 мл
воды было израсходовано 12,60 мл раствора трилона Б (К
0,02 н. тр.Б
–
1,1260). Вычислить общую жесткость воды (в мг-экв./л).
12. На титрование 200 мл жесткой воды было израсходовано
18,75 мл раствора трилона Б (Т
= 0,009304 г/мл). Вычислить общую
тр.Б
жесткость воды (в мг-экв./л).
13. На титрование 200 мл жесткой воды было израсходовано
14,80 мл раствора трилона Б (Т
тр.Б/СаО
= 0,001402 г/мл). Вычислить об-
щую жесткость воды (в мг-экв./л).
14. На титрование 50,0 мл жесткой воды было израсходовано
8,20 мл раствора трилона Б (Т
тр.Б/СаО
= 0,002004 г/мл). Вычислить об-
щую жесткость воды (в мг-экв./л).
15. На титрование 100 мл жесткой воды в присутствии индикатора хромогена черного (рН 9–10) израсходовано 19,20 мл 0,05 н. раствора трилона Б (К = 1,025). На титрование 80 мл той же воды в присутствии индикатора мурексида (рН 12) израсходовано 8,00 мл трилона Б. Определить содержание магния в воде (в мг/л и мг-экв./л).
16. На титрование ионов Са2+ в 100 мл жесткой воды присутствии индикатора мурексида израсходовано 12,60 мл раствора трилона Б (Т
= 0,009305 г/мл). Для определения общей жесткости на тит-
тр.Б
рование 500,00 мл воды в присутствии хрома синего кислотного израсходовано 7,50 мл раствора трилона Б. Вычислить общую жесткость воды и содержание ионов магния (в мг-экв./л).
17. Для определения магния в пробе воды 100 мл осадили ионы
кальция в виде оксалата. После отделения осадкаСаС2О4 на титрование фильтрата израсходовали 2,58 мл 0,05 н. раствора трилона Б
(К = 0,9875). Вычислить содержание магния в анализируемой воде
(в мг-экв./л и мг/л). Написать уравнения протекающих реакций.
18. В 200 мл воды осадили ионы Са2+, осадок отфильтровали.
На титрование фильтрата с промывными водами израсходовано
5,65 мл 0,05 н. раствора трилона Б (К = 1,046). Определить содержание магния в воде (в мг-экв./л и мг/л).
59
19. В 100 мл воды осадили ионы Са2+, на титрование ионов
Mg2+ в фильтрате израсходовали 3,25 мл раствора трилона Б
(Т
= 0,008800 г/мл). Вычислить содержание магния в анализируе-
тр.Б
мой воде (в мг-экв./л и мг/л).
20. В 150 мл воды осадили ионы Са2+ и на титрование фильтрата
израсходовали 4,18 мл раствора трилона Б (Т
тр.Б/СаО
= 0,001402 г/мл).
Вычислить содержание магния в воде (в мг-экв./л).
21. В 200 мл воды осадили ионы Са2+. Раствор с осадком перевели в мерную колбу емкостью 500 мл. Осадок отфильтровали и на титрование 200 мл фильтрата израсходовали 3,18 мл 0,025 М раствора трилона Б (К = 0,8790). Определить содержание магния в воде (в мг-экв./л).
22. В 100 мл воды осадили ионы Са2+, раствор с осадком перевели в мерную колбу емкостью 250 мл. Осадок отфильтровали.
На титрование 100 мл фильтрата израсходовали 2,25 мл 0,01 М раствора трилона Б (К = 0,7820). Определить содержание магния в воде
(в мг-экв./л и мг/л).
23. В 100 мл воды осадили ионы Са2+ и раствор вместе с осадком перевели в мерную колбу емкостью 200 мл. Осадок отфильтровали, а на титрование 100 мл фильтрата израсходовали 2,48 мл раствора
трилона Б (Т
тр.Б/MgО
= 0,0008150 г/мл). Вычислить содержание магния
в анализируемой воде (в мг-экв./л и мг/л).
24. На титрование карбонатной жесткости в 200 мл воды было
израсходовано 5,44 мл 0,01 н. HCl (К = 0,9275). На титрование солей
общей жесткости в 100 мл воды было израсходовано 12,59 мл 0,05 н.
раствора трилона Б (К = 0,8738). Вычислить карбонатную, общую
и некарбонатную жесткости воды (в мг-экв./л).
25. При определении карбонатной жесткости на титрование
100 мл воды израсходовано 4,88 мл раствора HCl (Т
= 0,002010 г/мл).
HCl
При определении обжей жесткости на титрование 100 мл воды израсходовано 11,20 мл раствора трилона Б (Т
= 0,009300 г/мл). Вычис-
тр.Б
лить карбонатную и общую жесткость воды (в мг-экв./л).
26. При определении общей жесткости воды на титрование
50,00 мл воды израсходовано 14,02 мл раствора трилона Б (Т
тр.Б/СаО
=
0,001360 г/мл). При определении карбонатной жесткости на титрование 100 мл воды израсходовано 16,20 мл 0,05 н. HCl (К
= 1,1544).
HCl
Вычислить общую некарбонатную жесткость воды (в мг-экв./л).
27. При определении общей и карбонатной жесткости воды
на титрование 200 мл воды израсходовано 5,25 мл 0,1010 н. HCl.
При определении остаточной карбонатной жесткости 200 мл воды
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]