Файл: Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 141

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3. В колбу наливают в избытке титрованный раствор иод слегка подкисляют разбавленной серной кислотой, прибавляют порцию анализируемой воды и оттитровывают избыток иода титрованным раствором сульфита натрия. (Расход титрованных растворов не отмечают, так как это значения не имеет). В ре­

зультате получается раствор, в

котором

сульфид

окислен до

элементной серы, сульфит — до

сульфата, а

тиосульфат — до

тетратионата. Определяют тетратионат

и по

его

содержанию

вычисляют первоначальное содержание тиосульфата.

Раствор переносят в колбу с длинным горлом

(чтобы свести

к минимуму потерю HCN), нейтрализуют 0,1 и.

раствором ам­

миака по метиловому красному и прибавляют 7 мл 10%-ного раствора KCN. Происходит реакция:

S40 62- + 3CN" + Н20 = SO2- + NCS” + 2HCN + S20 2~

Через 15 мин приливают 20 мл 1н. раствора серной кислоты и титруют образовавшийся тиосульфат титрованным раствором иода в присутствии крахмала.

При вычислении результата учитывают, что при первом окислении иодом 2 моль S2O2дают 1 моль S4O15- , а при дей­ ствии цианида калия 1 моль S4O6- выделяет только 1 моль БгО2-- Следовательно, результат окончательного титрования

показывает только половину того количества S2O3- , которое было в сточной воде *.

Возможен и следующий вариант, исключающий фильтрова­ ние и применение цианида калия: определение в первой порции

пробы S2- + S 0 32_ + S 203_ (с м . п . 1), во второй — суммы S2- +

+ ЭгОз” (см. п. 2) и, наконец, в третьей — S2титрованием раствором K3[Fe(CN)6] (см. стр. 91). В отсутствие других вос­ становителей, титруемых K3[Fe(CN)6] в щелочной среде, этот вариант анализа, по-видимому, наиболее удобный.

23. СЕРОВОДОРОД, МЕТИЛМЕРКАПТАН, ДИМЕТИЛДИСУЛЬФИД И ДИМЕТИЛСУЛЬФИД

ПРИ ИХ СОВМЕСТНОМ ПРИСУТСТВИИ

Смесь перечисленных соединений находится в сточных во­ дах сульфат-целлюлозного производства, причем сероводород и метилмеркаптан в них присутствуют соответственно в виде сульфида и метилмеркаптида.

* Анализ

более сложных смесей, содержащих наряду с указанными еще

и три-, тетра-

и пентатионаты, описан в статье: K u r t e n a e c k e r A., Gol d -

b a c h Е., Z.

anorg.

Chem., 1927, Bd. 166, S. 177—180, а также в монографии:

К о л ы г о ф

И.

М.,

Б е л ч е р Р.,

С т е н г е р В. А., М а т с у я м а Дж., Объ­

емный анализ, т.

III,

Госхимиздат,

1961. См. с. 354.

95


Предлагаемый метод * состоит в подкислении анализируе­ мой сточной воды до pH < 5 и продуваний ее током двуокиси углерода; все указанные выше серусодержащие соединения при этом отдуваются. Ток газа проходит через систему поглотителей, в которых последовательно улавливаются различными реакти­ вами сероводород, меркаптан, диметилдисульфид и диметилсульфид. Сероводород поглощается кислым раствором хлорида кадмия, а меркаптан суспензией карбоната кадмия. Диметил­ дисульфид этими растворами не поглощается; он поступает за­ тем в гидрогенизаторы, где превращается в меркаптан, который поглощается помещенной за гидрогенизаторами суспензией карбоната кадмия.

Диметилсульфид проходит через все перечисленные выше растворы и улавливается раствором хлорида ртути(II) с обра­ зованием нерастворимого комплексного соединения постоянного состава.

Определению мешают тиосульфаты, выделяющие двуокись серы при подкислении анализируемого раствора; SO2 может ча­ стично вступить во взаимодействие с сероводородом до того, как последний прореагирует с ионами кадмия.

Рис. 5. Прибор для определения сероводорода, метилмеркаптака, диметилдисульфида и диметнлсульфида:

/ , 1 2 — к а п е л ь н ы е в о р о н к и ; 2 — с о с у д д л я о т д у в к и ; 3 — б о к о в о й о т в о д ; 4 — в о д я н а я б а н я ; 5 — э л е к т р и ч е с к а я п л и т к а ; 5, 7, 0, 10 — п о г л о т и т е л ь н ы е с о с у д ы ( с к л я н к и Д р е к с е л я ) ; 8 — г и д р о г е н и з а т о р ы ; 11 — р е о м е т р .

Прибор

Прибор для определения (рис. 5) состоит из баллона с двуокисью угле­ рода, сосуда 2 для отдувки (подобного склянке Дрекселя), снабженного бо­ ковым отводом 3, соединенным с капельной воронкой /, и системы поглоти­ телей. Сосуд для отдувки помещают в водяную баню 4, которую устанавли­

* Л у р ь е Ю.

Ю., А л ф е р о в а

Л.

А.,

Т и т о в а

Г. А., Зав. лаб.,

1963,

т. 29, с. 412^—414;

F a r o g n e r W.

F.,

M o r r e r

I. С.,

M o n r o e

G. S„

Ind,

Hng. Chem., 1927,

v. 19, p. 1281; А в д е е в а

А.

В., ЖХП, 1949,

№ 9,

c.

10;

М а к с и м о в В. Ф., Ф и л о н ей ко Н. Г., Н а м е с т н и к о в И. В. и др.. Ла­ бораторные работы по технике безопасности, промышленной санитарии и про­ тивопожарной технике, Изд. ЛТИ, 1955. См, с, 29,

96


вают на электрической плитке 5. Система поглотителей состоит из девяти склянок Дрекселя 6, 7, 9 емкостью по 50 мл, трех склянок Дрекселя 10 ем­ костью по 10 мл и двух гидрогенизаторов 8, помещенных между шестой и седьмой склянками Дрекселя. Гидрогенизаторы снабжены капельными во­ ронками 12. Для удобства работы все склянки Дрекселя и гидрогенизаторы установлены в специальном штативе, который позволяет легко менять содер­ жимое склянок и гидрогенизаторов. Для наблюдения за скоростью прохож­ дения газа в конце системы установлен реометр 11.

Реактивы

Хлорид кадмия, 10%-ный водный раствор, к которому добавляют 1 мл хлористоводородной кислоты, пл. 1,19 г/см3, на каждые 100 мл раствора.

Карбонат кадмия, суспензия. Смешивают 6 объемных частей 10%-ного водного раствора хлорида кадмия с 1 объемной частью Г и. раствора карбо­ ната натрия. Полученную суспензию перед заполнением ею склянок Дрекселя хорошо взбалтывают.

Хлорид ртути(П), 6%-ный водный раствор. Иод, 0,01 н. раствор.

Тиосульфат натрия, 0,01 н. раствор.

Хлористоводородная кислота, пл. 1,19 г/см3, и разбавленные растворы

(1:3)

и (1:9).

Крахмал, 0,5%-ный раствор.

Цинк гранулированный, диаметр гранул 0,5—0,7 см.

Двуокись углерода в баллоне.

Ход определения. От 5 до 200 мл анализируемой сточной

б о д ы

(во взятом для анализа объеме сточной воды должно со­

держаться не более 2 мг диметилдисульфида и не более 3 мг каждого другого компонента) помещают в сосуд 2 для отдувки. Добавляют, если надо, дистиллированную воду так, чтобы вы­ сота столба жидкости в сосуде для отдувки превышала его диа­ метр не менее чем в два раза.

,В капельную воронку 1 наливают разбавленную (1 :3) хло­ ристоводородную кислоту.

В первые три склянки Дрекселя 6 наливают раствор хлори­ да кадмия, в следующие шесть склянок 7 и 9 (три склянки, стоящие до гидрогенизаторов 8, и три склянки после них) по­ мещают взболтанную суспензию карбоната кадмия. В каждую склянку вводят по 30 мл соответствующего раствора (высота столба поглотителядолжна быть около б см), в последние три склянки 10 (емкостью по 10 мл) вводят по 5 мл раствора хло­ рида ртути(II). Присоединяют первую склянку Дрекселя к сосуду для отдувки.

В гидрогенизаторы 8 помещают по 20—3Q г цинка и через капельные воронки подают хлористоводородную кислоту пл. 1,19 г/см3.

Включают гидрогенизаторы в систему, соединяют сосуд для отдувки с баллоном двуокиси углерода и подают по каплям хлористоводородную кислоту в гидрогенизаторы с такой ско­ ростью, чтобы выделяющийся водород проходил через систему со скоростью 0,5 л/ч. Затем из капельной воронки / под давле­

нием

(при помощи резиновой груши, соединенной с воронкой 1)

наливают хлористоводородную кислоту в сосуд для

отдувки.

4

Зак. 916

97


Пускают ток двуокиси углерода со скоростью 0,8—1 л/ч. В те­ чение 30—45 мин отдувку проводят без нагрева, потом нагре­ вают водяную баню до 97—100 °С и продолжают отдувку в те­ чение 2 ч. Основная масса сероводорода и меркаптанаотду­ вается в течение первых 30—45 мин, далее процесс замедляется. Ток двуокиси углерода постепенно увеличивают и проводят от­

дувку еще 1 ч со скоростью 3 л/ч.

поглоти­

О п р е д е л е н и е с е р о в о д о р о д а . Содержимое

телей 6 количественно переводят в коническую колбу,

отфиль­

тровывают осадок, промывают его на фильтре, помещают вместе с фильтром в ту же колбу, приливают в избытке титрованный раствор иода, добавляют 5 мл разбавленной (1:9) хлористо­ водородной кислоты и титруют раствором тиосульфата, прибав­

ляя к концу титрования

1 мл раствора крахмала.

вычисляют

Расчет.

Содержание

сероводорода

(х)

в мг/л

по формуле:

 

(аК 1 - ь к 2) - 0.17 - 1000

 

 

 

 

А—

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

где а — объем

прибавленного

раствора иода,

мл,

К\ — поправочный коэффи­

циент для приведения концентрации раствора

иода к точно 0,01

н.;

b — объем

раствора тиосульфата, израсходованного на

обратное

титрование,

мл; /(2

поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосуль­ фата к точно 0,01 н.. V — объем анализируемой сточной воды, мл; 0,17 — ко­ личество сероводорода, соответствующее 1 мл 0,01 н. раствора иода, мг.

О п р е д е л е н и е ме т ил м е р к а п т а н а. При поглоще­ нии метилмеркаптана суспензией карбоната кадмия происходит реакция:

2C H 3SH - f C d C 0 3 = (CH 3S)2Cd + Н 20 + СО ,

Содержимое поглотителей 7 (см. рис. 5) количественно пере­ водят в коническую колбу. Затем приливают в избытке титро­ ванный раствор иода, подкисляют разбавленной ( 1 : 9 ) хлори­ стоводородной кислотой до растворения осадка карбоната кад­ мия и оттитровывагот избыток иода титрованным раствором тиосульфата, добавляя к концу титрования 1 мл раствора крах­ мала.

Метилмеркаптан реагирует с иодом по уравнению:

2 C H 3SH + 12 = C H 3S—S C H 3 + 2HI

Расчет. Содержание метилмеркаптана (х ) в мг/л вычисляют по формуле:

* -

( c K i- d K i)у- 0,48-1000

 

где с — объем прибавленного

раствора иода,

мл; К \— поправочный

коэффи­

циент для приведения концентрации раствора

иода к точно 0,01 н.; d — объем

раствора тиосульфата, израсходованного на

обратное титрование

избытка

иода, мл; Кг — поправочный

коэффициент для

приведения концентрации рас­

98


твора

тиосульфата к точно 0,01 н.; V — объем анализируемом сточной

воды,

мл; 0,48 — количество метилмеркаптана, соответствующее 1 мл 0,01 и.

рас­

твора

пода, мг.

 

О п р е д е л е н и е д и м е т и л д и с у л ь ф и д а . В гидрогенизаторах происходит восстановление диметилдисульфида до ме­ тилмеркаптана по уравнению:

 

CH3S—SCH3 + 2Н+ + Zn = 2CH3SH + Zn2+

 

 

 

 

Образовавшийся метилмеркаптан

поглощается

 

суспензией

карбоната кадмия, как описано выше.

 

 

 

 

 

Содержимое поглотителей 9 (см. рис. 5) количественно пе­

реносят в коническую

колбу и заканчивают

определение,

как

для случая определения метилмеркаптана.

(х ) в

мг/л

вычис­

Расчет. Содержание

диметилдисульфида

ляют по формуле:

 

(еК\ - fKo) -0,47- 1000

 

 

 

 

 

 

 

л'~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

где е — объем прибавленного

раствора иода,

мл; Ki — поправочный

коэффи­

циент для приведения концентрации раствора иода к точно 0,01

н.; / — объем

раствора тиосульфата, израсходованного на обратное титрование

избытка

иода,

мл; К з— поправочный

коэффициент для приведения концентрации рас­

твора

тиосульфата к точно

0.01 н.; V — объем анализируемой

сточной

воды,

мл; 0,47 — количество

диметилдисульфида,

соответствующее

1

мл

0,01 н.

раствора иода, мг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О п р е д е л е н и е

 

д и м ет и л с у л ь ф и д а.

Содержимое

поглотителей 10 (см рис.

5) соединяют и фильтруют через пред­

варительно высушенный и взвешенный стеклянный фильтрую­ щий тигель, применяя отсасывание. Осадок количественно пере­ носят в тигель при помощи фильтрата и промывают в тигле, расходуя на это 50—60 мл воды. Затем высушивают тигель с осадком в сушильном шкафу при 50 °С до постоянной массы.

Состав осадка отвечает формуле (CH3)2S • HgCl2. Коэффициент для пересчета массы осадка на диметилсульфид •

равен 0,1862.

В о з м о ж н о е с о к р а щ е н и е х о д а а н а л и з а . Если в пробе диметилдисульфид и диметилсульфид отсутствуют или если достаточно определения их суммарного содержания, при­ бор можно упростить, исключив из него систему гидрогенизаторов и три склянки Дрекселя 9, стоящие после гидрогенизаторов 8, оставив только маленькие склянки Дрекселя 10. При отсут­ ствии диметилдисульфида и диметилсульфида растворы в склянках Дрекселя 10 останутся прозрачными, в присутствии указанных соединений выпадает белый кристаллическийоса­ док, содержащий (CH3)2S • HgCl2 и (СН53 ) 2 • HgCl2! B зависи­ мости от преобладания в пробе диметилдисульфида или диме­ тилсульфида рассчитывают суммарное их содержание в пере­ счете на то или иное из этих веществ.

Коэффициент пересчета массы осадка на диметилдисульфид равен 0,2575.

4* .

99