Анализ технической серной кислоты и олеума (стр. 1 из 4)
Вступление
1. Отбор проб технической серной кислоты и олеума
2. Методы анализа
2.1 Определение моногидрата
2.2 Определение свободного серного ангидрида в олеуме
2.3 Определение остатка после прокаливания
2.4 Определение железа
2.5 Определение окислов азота
2.6 Определение мышьяка
2.7 Определение хлоридов
2.8 Определение свинца
2.9 Определение суммы тяжелых металлов при пересчете на свинец
2.10 Определение меди
2.11 Определение селена
2.12 Определение марганца
2.13 Определение веществ, восстанавливающих перманганат калия
Список используемой литературы
Вступление
Раствор триоксида серы в серной кислоте называется олеумом. Его широко применяют в промышленности, например для очистки нефтепродуктов, изготовления некоторых красителей, производства взрывоопасных веществ.
В олеуме часть молекул SО3 соединяется с серной кислотой. При этом образуется бисерная кислота Н2S2О7.
1. Отбор проб технической серной кислоты и олеума
Техническую серную кислоту и олеум отправляют обычно в цистернах или контейнерах. Разовые пробы отбирают через люк емкости при помощи пробоотборника из нержавеющей стали ЭИ-448, прикрепленного к цепи из кислотостойкой стали. Пробоотборник погружают до дна емкости. При этом происходит постепенное и равномерное заполнение пробоотборника жидкостью из разных слоев по высот.
Отбирать пробы можно также из трех мест по высоте жидкости: на расстоянии 0,5 м от дна, из середины и на расстоянии 0,5 м ниже поверхности жидкости в цистерне или контейнере. Если емкость, где хранится серная кислота, очень большая, то отбирают пять проб – в перечисленных точках и в точках, находящихся между верхней и средней и между нижней и средней точками отбора.
Можно также воспользоваться пробоотборником, который позволяет отобрать пробу на определенной глубине. Пробоотборник изготавливают из нержавеющей стали. Металлический стержень просто прикрепляют ко дну. К кольцу стержня прикрепляют цепь или шнур, на котором нанесены метки, отвечающие глубине расположения выбранных точек отбора. К кольцам крышки пробоотборника привязывают второй шнур. На выбранной глубине с помощью второго шнура открывают крышку пробоотборника и забирают жидкость. Отпускают шнур и крышка плотно закрывает пробоотборник отобранную пробу выливают в емкость для составления общей пробы, затем отбирают пробу с другой глубины.
При анализе кислоты из каждой цистерны или другой емкости, отобранную пробу в лаборатории тщательно перемешивают стеклянной палочкой и отбирают среднюю пробу не менее 0,5 л в чистую сухую склянку емкостью 0,5-1 л с хорошо притертой стеклянной пробкой, а для олеума дополнительно со стеклянным колпачком. Если проба отобрана с помощью пробоотборника, то она не подвергается дальнейшей обработке.
Если надо получить среднюю пробу из всей партии, то разовые пробы из всех цистерн или контейнеров, входящих в партию, смешивают в емкости для составления общей пробы, тщательно перемешивают и отбирают среднюю пробу.
При отборе проб серной кислоты или олеума из бочек или бутылей отбирают пробу из 5% мест, но не менее, чем из трех бочек или бутылей при малых партиях. Пробы отбирают стеклянной трубкой, достающей до дна бутылки или бочки. Объем разовой пробы должен быть не менее 100-150 мл. Пробы кислот, орошающих сушильные башни, моногидратные и олеумные абсорберы, отбирают из кислотомеров или из соответствующих сборников.Анализ технической улучшенной аккумуляторной кислот и олеума.
2. Методы анализа
2.1 Определение моногидрата
Содержание моногидрата в кислоте определяют титрованием щелочью
Реактивы
Янтарная кислота (СН2СООН)2.
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.
Метиловый красный, 1%-ный спиртовой раствор.
Дистиллированная вода, нейтрализованная по метиловому красному.
Едкий натр, 0,5 н раствор. Поправочный коэффициент 0,5 н раствора едкого натра устанавливают по янтарной кислоте следующим образом: 1-1,25 г высушенной при 100˚С до постоянной массы янтарной кислоты взвешивают с точностью до 0,0002 г, растворяют при нагревании в 50 мл воды и в горячем состоянии титруют раствором едкого натра до появления розовой окраски, не исчезающей в течении 1 мин. Поправочный коэффициент вычисляют по формуле:
Где g – навеска янтарной кислоты, г; V – объем раствора едкого натра, израсходованного на титрование, мл; 0,0295 – масса янтарной кислоты, соответствующая 1 мл 0,5 н. раствора едкого натра, г.
Ход определения. Около 5 г кислоты взвешивают в пипетке Лунге – Рея или в бюксе с точностью до 0,0002 г, переносят в мерную колбу емкостью 250 мл, в которую предварительно налито 150 мл воды. После охлаждения до комнатной температуры доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. Переносят пипеткой 25 мл раствора в коническую колбу емкостью 250 мл и титруют раствором едкого натра в присутствии метиловго красного до перехода красной окраски раствора в желтую.
Расчет. Содержание моногидрата х (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где V – объем 0,5 н. раствора едкого натра, израсходованного на титрование, мл; К – поправочный коэффициент 0,5 н. раствора едкого натра; 0,02452 –масса Н2SO4, соответствующая 1 мл точно 0,5 н. раствора едкого натра, г; g – навеска пробы, г.
Концентрацию кислоты можно определить в меньшей навеске (около 0,5 г) без разбавления или с помощью лабораторных кондуктометров.
2.2 Определение свободного серного ангидрида в олеуме
Общее содержание свободного ангидрида в олеуме определяют титрованием щелочью. Содержание свободного серного ангидрида вычисляют по формуле или находят по таблице.
Реактивы
Янтарная кислота (СН2СООН)2.
Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор.
Метиловый красный, 1%-ный спиртовой раствор.
Дистиллированная вода, нейтрализованная по метиловому красному.
Едкий натр, 0,5 н раствор. Поправочный коэффициент 0,5 н раствора едкого натра устанавливают по янтарной кислоте следующим образом: 1-1,25 г высушенной при 100˚С до постоянной массы янтарной кислоты взвешивают с точностью до 0,0002 г, растворяют при нагревании в 50 мл воды и в горячем состоянии титруют раствором едкого натра до появления розовой окраски, не исчезающей в течении 1 мин.
Поправочный коэффициент вычисляют по формуле:
Где g – навеска янтарной кислоты, г; V – объем раствора едкого натра, израсходованного на титрование, мл; 0,0295 – масса янтарной кислоты, соответствующая 1 мл 0,5 н. раствора едкого натра, г.
Ход определения. Стеклянную ампулу емкостью 2-3 мл с длинным капилляром взвешивают с точностью до 0,0002 г. Шарик ампулы слегка нагревают и быстро погружают конец капилляра в олеум. Набрав около 1 г олеума наружную поверхность капилляра тщательно запаивают. После охлаждения в эксикаторе ампулу с олеумом взвешивают.
В стеклянную банку емкостью 500 мл наливают около 150 мл воды, помещают несколько стеклянных бусин, опускают взвешенную ампулу с олеумом и плотно закрывают пробкой. Энергичным встряхиванием банки разбивают ампулу и встряхивают ампулу до полного поглощения тумана водой. Кусочки капилляра и ампулы раздавливают стеклянной палочкой. Пробку горло банки и стеклянную палочку ополаскивают водой в ту же банку. Содержимое банки титруют раствором едкого натра в присутствии метилового красного до перехода красной окраски раствора в желтую.
Расчет. Общее содержание серного ангидрида х1 (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где 0,02001 – масса SO3, соответствующая 1 мл точно 0,5 н. раствора едкого натра, г; V – объем 0,5 н. раствора едкого натра, израсходованного на титрование, мл; К – поправочный коэффициент 0,5 н. раствора едкого натра; g – навеска пробы, г.
Содержание свободного серного ангидрида х (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где 98,08 – молекулярная масса серной кислоты; 18,02 – молекулярная масса воды.
Содержание свободного SO3 можно определять с помощью лабораторных кондуктометров.
2.3 Определение остатка после прокаливания
Ход определения. Пробу серной кислоты или олеума тщательно перемешивают. Фарфоровую, кварцевую или платиновую чашку прокаливают до постоянной массы и взвешивают с точностью до 0,0002 г. Около 10 г (5-6 мл) кислоты, предварительно отмеренных цилиндром, взвешивают с точностью до 0,1 г; кислоту взвешивают в чашке, а олеум в пипетке Лунге-Рея или в бюксе с внешней крышкой. Навеску кислоты или олеума выпаривают досуха на песочной бане, после чего прокаливают в муфельной печи 30 мин при 800-850˚С. Чашку с прокаленным остатком охлаждают в эксикаторе и взвешивают с точностью до 0,0002 г.
Расчет. Содержание остатка после прокаливания х (в % масс.) вычисляют по формуле:
Где g1 – масса остатка после прокаливания, г; g – навеска кислоты или олеума, г.
2.4 Определение железа
В аммиачной среде FeII и FeIII образуют с сульфосалициловой кислотой комплексы, окрашенные в желтый цвет, которые имеют одинаковый коэффициент поглощения.
Реактивы
Сульфосалициловая кислота, 30%-ный раствор.
Серная кислота, плотностью 1,84 г/см3 и 0,1 н. раствор.
Аммиак, 10%-ный раствор
Железоаммонийные квасцы, перекристаллизованные.
Стандартный раствор железа (Ш). Навеску железоаммонийных квасцов 8,6350 г растворяют в 50 мл воды, подкисленной 1 мл концентрированной серной кислоты. Полученный раствор переносят в мерную колбу емкостью 1 л, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают – раствор А; 1 мл раствора А соответствует 1 мг железа (Ш). Помещают 25 мл раствора А в мерную колбу емкостью 500 мл, доводят объем раствора до метки 0,1 н. раствором серной кислоты и перемешивают – раствор Б; 1 мл раствора Б соответствует 0,05 мг железа (Ш). Раствор Б должен быть свежеприготовленным.