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
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 |
|