Визначення вмісту сірководню у повітрі

Сірководень (H₂S) – безбарвний газ із запахом тухлих яєць, що відчувається при концентрації 0,0012…0,003 мг/м³ повітря (Тимченко О. Г.,1991). За нормальних умов щільність газу

1,5392 кг/м³, 1 мг займає об’єм 0,6497 см³. При 15^оС в одному об’ємі води розчиняється 3 об’єми сірководню. Утворюється сірководень під час гниття органічних речовин, що містять у своєму складі сірку (білок, екскременти), а також надходять з кишечними газами. Це надзвичайно отруйний газ, який за дією наближається до синильної кислоти. Взаємодіючи зі слизовою оболонкою дихальних шляхів, сполучається з тканинними лугами, утворюючи сульфіди натрію або калію (Na₂S, K₂S). Останні всмоктуються в кров та гідролізуються з утворенням сірководню, який переводить каталітичне залізо крові у сульфід заліза.

Гранично допустима кількість (ГДК) сірководню у повітрі приміщень для високопродуктивних, племінних тварин, молодняку та птиці – 5 мг/м³, або в об’ємних одиницях відповідно 0,005 і

0,01 %₀ (проміле). У великих кількостях газ проявляє токсичну дію. Так у кількості 1000 мг/м³ викликає загальне отруєння, що супроводжується паралічем судинорухового центру, призводить до летального кінця.

При тривалому вдиханні дещо підвищених кількостей газу настає загальне ослаблення організму, зниження його захисних сил, що викликає виникнення вторинних захворювань неінфекційного і інфекційного характеру (метатоксична дія).

Якісне визначення. Папірець змочений у розчині оцтовокислого свинцю, у присутності сірководню чорніє внаслідок утворення сірчистого свинцю (PbS). Папірець змочений у 5…10% -норму розчині нітропрусидного натрію у присутності сірководню, набуває червоно-фіолетового забарвлення. Кількісне визначення сірководню в повітрі проводять такими методами: титрометричним, колориметричним, за допомогою універсального газоаналізатора УГ – 2.

Титрометричний метод. Принцип визначення грунтується на здатності водного розчину зв’язувати сірководень з утворенням сірководневої кислоти.

Кількість сірководню в повітрі визначають за різницею титрів розчину йоду до і після пропускання через нього певного об’єму досліджуваного повітря.

Прилади та реактиви. Аспіратори (два каліброваних бутлі на 5…6л). Поглиначі (склянки Тищенка або Дрексля) 2…3 штуки. Бюретки на 50мл. Піпетки на 10…20мл. Колбочки. Термометр, барометр-анероїд. Свіжий 0,01 N розчин йоду$ 1мл якого зв’язує 0,17 мг сірководню. 0,01 N розчин гіпосульфіту, за допомогою якого встановлюють титр розчину йоду;0,5%-й розчин крохмалю у дистильованій воді, як індикатор.

Хід аналізу. Встановлюємо перший титр 0,01 N розчину йоду. Для цього в колбочку відмірюють 10 мл розчину йоду, вносять 2…

3 краплі розчину крохмалю й титрують з бюретки 0,01N розчином гіпосульфіту до повного знебарвлення. Потім у поглиначі наливають по 20…25 мл розчину йоду, приєднують їх до аспіратора і пропускають не менше 20 л повітря із швидкістю 20…30 л/год.

Після пропускання повітря, розчин йоду із склянок виливають у колбу чи стакан, склянки промивають дистильованою водою 2…3 рази, невеликими порціями, заливаючи в поглинаючий розчин, звідси набирають 10 мл розчину йоду.

Приклад. Через поглиначі з 45 мл 0,01N розчину йоду пропущено 20л повітря, при температурі 15⁰С та барометричному тиску 751 мм рт. ст.

При першому титруванні на 45мл розчину йоду витрачено 47 мл розчину гіпосульфіту. При другому титруванні на таку ж кількість водного розчину йоду витрачено лише 29мл гіпосульфіту, оскільки частина його зв’язалася з сірководнем. Визначимо кількість 0,01 N розчину йоду, яка залишилася не зв’язаною. 45мл 0,01 N розчину йоду відповідає 47мл розчину гіпосульфіту.

Звідси: Х – 29. Х= 45  29 / 47 = 27,76 мл 0,01 N розчину йоду залишилося. Визначимо кількість 0,01 N розчину йоду, що зв’язалася з сірководнем: 45 – 27,6 = 17,24 мл.

Якщо 1мл 0,01N розчину зв’язує 0,17 мг сірководню, то 17,24мл зв’яжуть – 17,24 * 0,17 = 2,93 мг сірководню.

Приведемо об’єм повітря, пропущеного через поглиначі, до нормальних умов (див. практикум І. Ф. Храбустовського с. 51).

V₇₆₀ = 20 * 0,9880/1,0480 = 18,86 л.

Якщо у 18,86 л повітря міститься 2,93 мг сірководню, то в 1 л

Х = 1 х 2,93 /18,86 = 0,155 мг/л, або 155 мг/м³ сірководню.

Масу сірководню переведемо в об’єм. Якщо 1 м³ газу займає об’єм

0,6497 см³ то 2,95 мг буде займати – Х = 2,95 х 0,6497 = 1,9 см³ Вміст сірководню в 1 л повітря: Х= 1,19 : 18,86 = 0,101 см³/л або 0,101%.

Визначення вмісту газів у повітрі з допомогою газоаналізатора. Газоаналізатор УГ-2 можна використати для визначення концентрацій газів у повітрі при певних умовах: температура 10-30⁰С, відносній вологості не більше 90%, вмістові куряви не більше 40 мг/м³, атмосферному тискові від 750 до 780 мм рт. ст. ,за інших умов прилад не гарантує необхідної точності.

Хід визначення: Перед початком відкрити кришку сильфонного насоса, взяти споряджені трубки і шкали. Відвести палець стопорного пристрою і вставити шток (на газ, що аналізується). Тиском руки на головку штока стиснути сильфон до зчеплення з верхнім отвором. З’єднати індикаторну трубку, очищену від сургучу, чи парафіну, з гумовою і відкритий кінець ввести в повітря, що аналізується. Злегка натиснути рукою на головку і відвести палець стопорного пристрою. Після фіксації в нижньому отворі чути звук фіксатора, дати витримку до повного всотування досліджуваного повітря.

При визначенні допустимих концентрацій газів прокачується вуглекислого газу - 400мл, аміаку 250мл, сірководню 300мл, оксиду вуглецю 220мл. При визначенні токсичних концентрацій вказаних газів, об’єм прокачування через індикаторні трубки повинен відповідати 100, 30, 30 і 60 мл.

Закінчивши прокачування, індикаторну трубку знімають з гумової і зрівнюють забарвлення зі шкалою. Верхня границя зафарбованого стовпчика указує на концентрацію певного газу в мг/м³. Малі концентрації визначають пропускаючи 3…4 максимальних об’єми через одну трубку.