Способ раздельного определения сероводорода и метилмеркаптана в сточных водах
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к способам раздельного определения сероводорода и метилмеркаптана в сточных водах и позволяет повысить точность и чувствительность анализа. Способ заключается в определении гашения люминесценции реагента - тетрартутьацетатфлуоресцеина в щелочной и кислой средах и измерении остаточной люминесценции. При этом в первой пробе осуществляют гашение и измерение в щелочной среде при рН 12-13, во второй пробе гашение осуществляют при рН 3,5-4,0, а измерение при рН 12-13, в третьей (холостой) пробе гашение и измерение проводят при рН 12-13 после дополнительной обработки пробы аммиачным раствором нитрата серебра и содержание компонентов рассчитывают по уравнениям @ где @ - содержание сероводорода и метилмеркаптана соответственно в рабочем растворе, мг/дм 3, A 1, B 1 - коэффициенты, рассчитанные из градуировочных графиков для сероводорода и метилмеркаптана соответственно при гашении в щелочной среде A 2, B 2 - то же, при гашении в кислой среде @ - логарифмы измеренных значений интенсивности остаточной люминесценции в трех пробах. Способ позволяет увеличить чувствительность определения меркаптана в 2 раза, точность определения сероводорода и метилмеркаптана повышается на 30-40%. 2 табл., 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Ы 31/22 21/64
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К .А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ б
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ ССОР
: (21) 4078578/31-26 (22) 18.06.86 (46) 23.07.90. Бюл. У. 27. (7 1) Украинский заочный политехнический институт им, И. 3. Соколова (72) В. А, Кремер, Н. А. Бенедис, А. M. Боровских, О. M. Исаева и Н, M. Двадненко (53) 543.062(088.8) (56) Лурье Ю. 10, Аналитическая химия промьпппенных сточных вод. — М.: Химия, 1984, с. 413-416.
Кремер В. А. и др. Определение микроконцентрации сероводорода и метилмеркаптана в сточных водах. — Журнал аналитической химии, 1977, т. 32, Р 3, с. 633-635. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ,СЕРОВОДОРОДА И METHJIMEPKAIITAHA В
СТОЧНЫХ, ВОДАХ (57) Изобретение относится к способам раздельного определения сероводорода и метилмеркаптана в сточных водах и позволяет повысить точность и чувствительность анализа. Способ заключается в определении гашения люминесценции реагента — тетрартутьацетатфлуоресцеина в щелочной и кислой средах . и измерении остаточной люминесценции.
Изобретение относится к аналитической химии промьпппенных сточных вод и может быть использовано для анализа вод целлюлозно-бумажных предприятий.
Целью изобретения является повы шение чувствительности и точности анализа.
„SU«ÿì253
При этом в первой пробе осуществляют гашение и измерение в щелочной среде при рН 12-13, во второй пробе гашение осуществляют при рН 3,5-4,0, а измерение при рН 12-13, в третьей (холостой) пробе гашение и измерение проводят при рН 12-13 после дополнительной обработки пробы аммпачним раствором нитрата серебра и содержание компонентов рассчитывают по уравнениям
18 I.óîë 1g Iqen а „С н:з+ Ь1 См.ми
1g хил 1g I к„ „= а с Н а+ Ь,С„
1 где С и С вЂ” содержание сероводо" рода и метилмеркаптана соответственно в рабочем раствор е мг/дм ; а
1б
Ь, — коэффициенты, рассчитанные из градуировочных графиков для сероводорода и метилмеркаптана соответственно при гашении в щелочной среде; а
Ь вЂ” то же, при гашении в кислой среде; 1g 1целб 1g l кисе 1g I хол — логарифмы измеренных значений интенсивности остаточной люминесценции в трех пробах. Способ позволяет увеличить чувствительность определения меркап.тана в 2 раза, точность определения сероводорода и метилмеркаптана повышается на 30-40Х. 2 табл., 4 ил.
На фиг. 1 изображены графики зависимостей интенсивности остаточной люминесценции тетрартутьацетатфлуоресцеина (ТРАФ) от концентрации введенных сероводорода и метилмеркаптана при разных рН проведения реакции гашения (12,0-13,0 и 3,5-4,0); на фигб 2 — то же, в полулогарифмичес )580253
15 ких координатах (1g I — - С,, ); на
0 5 ма
Я фиг. 3 — график зависимости интенсив1 ности люминесценции ТРАФ от рН раствора; на фиг. 4 — графики зависимо- 5 стей остаточной люминесценции ТРАФ н растворах при гашении метилмеркаптаном.
Способ осущестнляют следующим образом. 1D
Сначала выполняют измерения в щелочной среде: в восемь мерных колб вместимостью 50 см (пять для основных наблюдений и три для холостого опыта) вводят по 5,0 см рабочего раствора ТРАФ (С, = 8 мг/дм ), 1.Рл Ф
1,0 см раствора едкого натра С длн=
1 M0JIb/дм, пробу сточной воды (объем пробы 0,5 - 15,0 см ) с интер валом 2 - 3 мин между добавками в 20 разные колбы, включая секундомер после добавки воды в первую колбу. В колбы для холостого опыта после ввода пробы добавляют по 0,2 см аммиачного раствора азотнокислого серебра 25
С = О, 1 моль/дм и растворы
4g (мн l иоз во всех колбах доводят до метки дистиллированной водой и перемешиваютЧерез 10 мин после введения добавки пробы н первую колбу измеряют интенсивность остаточнои люминесценции реактива (Х „) н рабочих растворах.
Величину интенсивности остаточной лю-" минесценции ТРАФ, зарегистрированную н холостом опыте (1 „), учитывают при расчете массовой концентрации серово дорода или метилмеркаптана в рабочих растворах. Одновременно через все операции проводят эталонный раствор, содержащий нсе компоненты, кроме сероводорода и метилмеркаптана.
Затем выполняют измерения при проведении реакции гашения в кислой среде: в пять мерных колб вместимостью
50 см вводят по 15,0 см уксусно- . ацетатного буфера с рН 3,5 †. 4,0, 5 см раствора ТРАФ и по (0,5
15,0) см пробы сточной воды с интервалом 2 — 3 мин, Холостой опыт в этой серии не выполняют. В среДе буфера,50 пробу выдерживают в течение 10 мин, а затем вводят по 10,0 см раствора, едкого натра С „ н = 5 моль/дм, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и измеряют интенсивность 55 остаточной люминесценции (I KN ) ТРАФ н рабочих растворах. Одновремейно через все операции проводят эталонный раствор, содержащий нсе компоненты, кроме сероводорода и метилмеркаптана, Люминесцентные измерения выполняются на приборе ЛИФ-72М, По эталонным растворам шкалу прибора настраивают на 90 единиц (отдельно для каждой серии измерений), нуль шкалы устанавливают по дистиллированной воде в кюветах толщиной 2 см. После измерения остаточной люминесценции ТРАФ в рабочих растнорах рассчитывают 1g Т,„ л, 1g 1„„ „, 1g I+ „ и подставляют в систему уравнений
I пол 1g 1цел — a Сц > +
+
1g 1х, 1g Ткал атСí g +
+ bgCмм и решая ее находят содержание сероводорода и метилмеркаптана в 1 дм рабочего раствора. Концентрацию компонентов в анализируемой воде рассчитывают по формулам
50 °
НgS а = Ч (""/дм )
50 С где 50 — объем рабочих растворов, С а °
Э
V — объем пробы воды, взятый для анализа, см (в холостом и рабочих растворах);
С.„, С -массовая концентрация серо Н мм водорода и метилмеркаптана в рабочем растворе, мг/дм .
Коэффициенты а>, а, b t и Ь рассчитывают из градуировочных графиков, которые строят следующим образом. Готовят растворы Н >S и MM с массовой концентрацией 0,7 — 1,0 мг/дм .на
1 моль/дм раствора едкого натра. Исходный раствор ТРАФ: 400 мг препарата растворяют в 100 см раствора гидроокиси натрия С g+ = 5 моль/дм . Полученный раствор количественно переводят в мерную колбу вместимостью
500 см и доводят до метки дистиллированной водой. Этот раствор сохраня. ется без доступа света в течение полугода. Рабочий раствор ТРАФ с кон5 15802 центрацией 8 мг/дм готовят ежедневно, разбавляя исходный раствор в мерной колбе в 100 раз дистиллированной ,водой. Для измерений в щелочной обла сти строят градуировочные графики: в шесть мерных колб вместимостью
50 см вводят по 5 см рабочего раствора ТРАФ, 0,9 — 0,0 см раствора гидроокиси натрия С, 1 =,1 моль/дм, затем с интервалом в 2 — 3 мин в кол бы вводят 0,1 — 1,0 см раствора Н„Б (ИМ), включая секундомер после введения гасящего вещества в колбу, Доводят растворы в колбах до метки дистиллированной водой, перемешивают и через 10 мин измеряют остаточную лю— минесценцию реактива в градуировочных растворах (шкалу прибора настраивают, как описано) . Градуировочные графики для H S и MM строят в координатах
1g Х вЂ” С Н < мг/дм (фиг. 2) и
"г ь (ящ1 рассчитывают коэффициенты а,для H S) и Ъ (для И1) по формуле
53 6 веществ, и проводят через все операции одновременно с градуировочныии растворами.
Градуировочные графики для Н Б и
NM строят в координатах 1g
С, мг/дм, и рассчитывают коэфцгз (мм) ициенты я (Ъг) как и а „(Ъ 1)
При осуществлении способа обнаруживаются новые свойства: интенсивность остаточной люминесценции ТРАФ в растворе зависит от рН среды при прохождении реакции гашения сероводородом и метилмеркаптаном; интенсивность люминесценции реактива обратимо зависит от рН среды (при подкислении снижается, при подцелачивянии — воз- вращается к исходному значению); га пение сероводородом и ме".илмеркаптадсб 1BI,я
Ag+ к раствору ТРАФ, люминесценция которого погашена сероводородом и метилмеркаптаном, возвращает ее к исходному значению, которые не проявлялись в известных способах и не известны из других источников .
55 где I — интенсивность люминесценции
ТРАФ в эталонном растворе, I — то же, в градуировочном растворе;
С вЂ” массовая концентрация Н Б или И1 в градуирсвочном растворе, мг/дм . .Для обсчета измерений остаточной лю— минесценции, выполняемых после проведения реакции гашения при рН 3,5
4,0 и последующего подщелачивания, строят градуировочные графики для
Н Б и MN следующим образом: в шесть мерных колб вводят по 15,0 см уксусно-ацетатного буфера с рН 3,5 — 4,0, 5,0 см рабочего раствора ТРАФ, О, 1
1,0 см растворов НгS с массовой концентрацией 0,7 мг/дм или NN с концентрацией. 1,0 мг/дм, выдерживая интервал 2 — 3 мин между добавками гасящего вещества в разные колбы.
Выдерживают растворы при этом рН в течение 10 мин, Затем добавляют по
10,0 см раствора едкого натра С„
= 5 моль/дм до рН 12 — 13. Доводят до метки дистиллированной водой и измеряют остаточную люминесценцию ТРАФ в градуировочных растворах .
Эталонные растворы для настройки .прибора готовят введением в мерные колбы всех компонентов, кроме гасящих
Сущность предлагаемого способа за ключается в том, что проведение реакции гашения в средах с разным значением рН позволяет воздействовать на характер гашения люминесценции реактива определяемыми компонентами, о чем свидетельствует различие градуировочных графиков, и создать условия для разг1ельногс определения сероводорода и метилмеркаптаня при их совместном присутствии в пробе. Как следует из кривых гашения (Фиг. 1), пр:i рН средь! t2 — 13 сероводород сильно гасит люминесценцию ТРАФ (кривая 2), а метилмеркаптан слабо (кривая 1).
Если же в течение 10 мин выдержать раствор ТРАФ с добавкой сероводорода или метилмеркаптана в среде яцетатно— го буфера с рН 3,5 — 4,0, а затем подщелочить раствор до рН 12 — t3 что необходимо для измерения максимального значения остаточной люминесценции, получают более слабое гашение сероводородом (кривая 4) и более сильное гашение метилмеркяптансм (кривая 3). Интервал рН 3,5 — 4,0 выбран на основании экспериментальных данных (при подкислении до рН (3,5 с последующим подщелачиванием дс pli t2 — 13 нарушается обратимость л),)минесценцип
ТРАФ в зависимости от рН раствора).
Подкисление до pH ) 4 не приводит к
1580253 желаемому результату. Диапазон рН 3,54,0 является оптимальным.
Пример. Согласно представленной методике проанализирована во» да пруда-аэратора целлюлозно-бумажно
ro предприятия (рН измерения 12,5; рН гашения в.щелочной области 12,5; рН гашения в кислой области 3,7) а также проведена проверка методом 10 добавок. 3
Результаты представлены в табл. 1.
При выходе за выбранные пределы рН (11,0;;.14,0 и 5,5) наблюдае гся снижение чувствительности способа за счет снижения интенсивности собственной люминесценции ТРАФ (фиг, 3) и уменьшение угла наклона градуировоч- ного графика при рН 5,5 (фиг. 4).
В табл. 2 приведены сравнительные метрологические характеристики известного и предлагаемого способов.
По сравнению с известным предлага емый способ обладает большей чувствительностью и большей точностью. В 25 предлагаемом способе увеличена чувствительность определения MM с 0,007 до 0,003 мг/дм, повышена на 30—
40% точность определения Нф и ИМ при совместном присутствии в сточной воде.
Суммарная погрешность метода колеблется от 10,2 до 4,8% (no сероводороду) и от 13,1 до 7,7% (по метил-. меркаптану), т.е. предлагаемый. способ обладает достаточной точностью для
35 определения микроколичеств сероводо рода и метилмеркаптана в сточных водах.
Формула изобретения
Способ раздельного определения сероводорода и метилмеркаптана в сточных водах путем гашения люминесценции реагента — тетрартутьацетатфлуоресцеина в щелочной и кислой .средах
1S 1хол lg ще„
+ Ъ Смм
16 1хол 18 1кюл а>Сд s +
Ъ1С ем 3 где С и
Смм содержание сероводорода и метилмер- каптана в рабочем растворе соответственно, мг/дм ; коэффициенты, рассчитанные из градуировочных графиков для сероводорода и метилмеркаптана соответственно в щелочной среде;
-- то же, в кислой среде; логарифмы измеренных значений интенсивности люминесценций реагента в щелочной среде, кислой и в щелочной после обработки раствором нитрата серебра.
Ъ
1@ел > 1 1lcueë, хьл и измерения остаточной люминесценции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности анализа, в первой пробе осуществляют. гашение и измерение в щелочной среде при рН 12-13, во второй пробе гашение осуществляют в кислой среде при рН 3,5-4,0, а измерение при рН 12-13, в третьей (холостой), пробе гашение и измерение проводят при рН 12- 13 после дополнительной обра- ботки пробы аммиачным раствором нитрата серебра и содержание компонентов рассчитывают по уравнениям
1
I л о ! л—
I о! а
Е» х о
Э !»
:т х о
Х Z
> о
Е
Ф
m o х х
Э
Р
И о с6 х
«О (Ч
Ю
1 1 Ю
С 4
I о о
I
1 !
oin1
7 м 1
СЧ о о
t( ф
cd
ЕЕ!о э о
- о
5 х
tl xu
О\
С 4 о
1 (У
m o х х
)Ф OI
at I («!
IХ 1 Х
I о
Г» о
1» х«
cd х
Р
Cd
Е
Е и и о
И
Д
Е» л
О М 1О л»
«г а
1 5.Z о о (О О о-эм
1 ооо
I
I
К> 0 .Ф счг
СОГ Л О СЧ . о
Ю оо
1 х !
Ц!
Е
v х A л
«О
E о о х
Б«сл1
Ф Е
Р !
» w
О 1
Š— м (0 O
CO СО
I х
Е! х о
Ot О л л
1
1 сч о г»
O( (О (О (О
° «
«Ч
1 — 4
«с
«»
Г» о
И
Ц
cd х
Е
CJ о--!
»
Н Z
I tt! а ! х
l C««»
1Х 1 о г«о омл г О О оол (О О со г О О
«Х х
«1 (1! ((!
Р, Е
Е» В х-6 1
«! Е х о
Cd
И
cd х
1=
I х о
Х
Х
I а
О
«(«» 1! о на
1 (C со И
«О М (О (О
I о х
Е о
О»
О
Ю о!
1 К 1
Р «Х
О 1
«
I Ю
in O in
Ю Ю
O O (tt («
I I 1
1 I (tt I
I Х (tt I (Х О«О о! хоac
I A 1- 1
Х (Х(IХ (В О Х
Ц I l Х Х !
I X H Ct I.iO l (4 C«(; I
1о а э СЧ1(01 ч
О О Х!Х1
Н IO I: О. К(!! о 1%! (C 1!
1 х I«II
I 1
14 (К х ) I ° i0 I! О ОО4!
1 С х н н
«(1
О О«4 (Е л I
II I 1 —.т=!
1 I I (C 1 1
I О\ 1 I
1 tit 1 1
О(И о
ail x! I
I I
I 1
I I ! I !
X 2 I
Оо,оо с! о ао z
oмо
1 1 О(Ф (О С» 0 Ф Ф
ОМГ ЛС« о — - c4 nl
Ооооо
С 4 (О Л4 С 1
О ОСЧМ с«гч (ч м (l ооююо
1 л(л(чгч(О I
Ю вЂ” — Ог о- — ——
* « I
OOOOO
1 1 1
1
I г
О in м tn
1
i O — СО" !
Ч« Ч
1 I
I (О О I
О C«i I
Ю I
ЮЮ!
I оо
О М
СЧ г I
I о о
1
1.1
1 л о
Ю вЂ” I
1580253 1
1 х В!
1 о I
Й Z
1 Ф 0) 1
Р, cd 1
I Д
I Э !!!
I Р Id 1
Х Е!
1!
О О
o o л л
o o ((1 (О О
О О л
О O (4\ (О л л
CO («)
I I
Р1 л л
o o а со
00 л л
1! I 1
N 1 л л
О ("1
Ch о1
o o
o o л л
o o г ор
o o
o o л л
o o.! О
С 1 СЧ (СЪ (4 л л
О О
I л О (! л г
o o
I I о а
1=Е al о Z X о а tt e R I !!! о в свау х
1580253 дел
90 ва о z ю ю в а 16 Z0 B à1 бн25>ми 0 у ид/дат
l,9
7,5
7, 1580253 о
2 4 б 8 Ю 12 7Ф pH
20
Составитель И. Куценко
Редактор Н. Бобкова Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай
Тираж 503
Подписное
Заказ 2007
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Р, дел.
1ОО
В l2 16 20 2Ф Cpgpg, мг/дн 6
Фиг.4