Способ выделения двуокиси серы из сульфатов
Патент 576289
Авторы
Способ выделения двуокиси серы из сульфатов
Иллюстрации
Реферат
!
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1щ 576289
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.12.74 (21) 2082483/26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.10.77. Бюллетень № 38 (45) Дата опубликования описания 20.10.77 (51) М. Кл.- "С 01В 17/50
В OID 59/44
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.248(088.8) (72) Авторы изобретения
Л. П. Носик и О. Н. Заозерина
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ ИЗ СУЛЪФАТОВ
Изобретение относится к способам выделения двуокиси серы из сульфатов и может применяться при масс-спекромегрических исследованиях вариаций изотопного состава серы.
Известен способ выделения серы из сульфатов путем восстановления сульфатов до сероводорода, при котором к прокаленному сульфату, например сульфату бария (BaSO4) или сульфату кальция (CaSO4, -100 мг), добавляют хлористый калий (2 мг) и 10 мл реактива, полученного нагреванием двухлористого олова (ЬпС1з) с концентрированной фосфорной кислотой.
Полученную смесь нагревают до 240—
300 С и при этой температуре в течение 25—
30 мин выделяют сероводород (НзЯ), который поглощают раствором ацстата цинка или другими растворами. Выпавший сульфид цинка отфильтровывают, промывают водй и спиртом и сушат при комнатной температуре.
Приготовленный чистый сульфид цинка окисляют окисью меди до сернистого газа (ЯОз) в вакууме при 780 — 810 С в течение 20—
40 мин (1).
Однако данный способ обладает недостаточной точностью воспроизведения результатов измерения относительного изотопного состава серы из сульфатов, так как часть образующегося сероводорода (НзЯ) связывается в очень устойчивые соединения, например сульфиды мсдп, а наличие незначительных количеств нитратов мешает процессу восстановления. Кроме того, наблюдаются существенные искажения результатов измерения от количества поглотительного раствора в колбе, зт промывки дистиллированной водой образовавшегося сульфида.
Известен также способ получения двуоки10 си серы, по которому сплавляют сульфат с углем при 1000 С, а далее выделяют чистый сульфид, пригодный для окисления до SO, например, обработкой соляной кислотой (2).
Недостатком способа являются большие
15 искахксния исходного изотопного состава серы из-за потерь серы до 50 вес.
Наиболее близким и описываемому изобретсншо по технической сущности является способ сплавления сульфата с восстановитс20 лями (3j, Способ состоит в том, что предварительно прокаленную навеску сульфата (BaSO4, CaSO<, SrSO4) смешивают с порошком железа (300 — 500 мг) и сплавляют в вакууме
25 при 750 — 950 С в течение 30 мин. Остывший сплав обрабатывают разбавленной соляной кислотой в соотношении 1: 2, а выделившийся сероводород поглощают ацетатом цинка
15 г Zn (CH3COO) +2 мл СНзСООН в 1 л или
30 другим раствором.
576289
Составитель Б. Нирша
Техрсд Л. Гладкова
Корректор Л. Котова
Редактор С. Девятко
Подписное
Заказ 2298 б Изд. М 830 Тираж 693
НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2
Типогp8tl)IIя, Выпавший сульфид цинка отфильтровыВяlот, п ром ыВяют Водой и су шат up n lсомпв1т
I1ой тсмпратуре с последующим окислением ,1о двуокиси серы окисью мсдп в вакуум при
780 — 810 С в течение 20---40 мин прп посто11 и н О м В 1.1 м О 1з я хк и В я и и и д В у О к и с и c e р ы >к и д— ким азотом.
Нсдостатком способа является наличие трех самостоятельных химических операций: сил явления сульфата с железом, выделения сероводорода пз спека сульфата с железом, выделения двуокиси серы из сульфида. Кроме того, наблюдаются искажения исходного изотопного состава серы из-за потерь серы в отдельных операциях, которые сопровождаются существенными перераспределениями ее изотопов.
Целью изобретения является упрощение технологического процесса и повышение точности воспроизвсдения исходного изотопного состава серы при выделении ес из сульфатов в виде газообразного SO2. Цель достигается тем, что исходные компоненты смешивают при следующи весовых соотношениях, вес, ч,: сульфат 0,90 — 1,10; окись меди 0,50 — 1,50; железо 0,35 — 0,65, и полученную смесь прокалпвают при 1100 — 1200 С.
Выделение двуокиси серы из сульфатов согласно описываемому способу производят следующим образом.
Навеску сульфата (0,9 — 1,10 вес. ч.) смешивают с 0,5 — 1,50 вес. ч. окиси меди и перетирают в ступке. CMecb помещают в кварцевую лодочку, а сверху насыпают равномерно слой железа (0,35 — 0,65 вес. ч.). При вакууме 6 — 4 10 - мм рт. ст. содержимое лодочки прокаливают при 1100 †12 С в теченис
2 ч. Выделяющаяся двуокись серы выморажиВястся жидким asoòoì В ловушку, а зятем псремораживается в ампулу, которая запапвается.
Пример 1. Навсску сульфата весом 20 мл смешивают с навеской окиси меди весом
20 мг. Смесь сульфата и окиси меди тщательно растирают в ступке и помещают в кварцевую лодочку, а сверху насыпают равномерный слой железа весом 10 мг. Лодочку с содержимым помещают в кварцевый реактор и при достижении вакуума в реакторе (б — 4) 10 "- мм рт. ст. надвигается на него высокотемпературная печь, темпсратура которой равна 1100 С. Выделяющаяся двуокись серы вымораживается жидким азотом в ловушку. Через 2 ч печь убирается, а выделившаяся двуокись серы перемораживастся из ловушки В ампулу, которая отпаивается и отправляется на масс-спектрометрический апал пз.
Резулlin яты масс- спектрометрпчсского
ИIlann."а двуокиси ccpû, выделенной пз сульфатов (BaSO4, СЯ$04, 8гSq), показали, что относительное значение изотопного состава ссры-34 находится, /,: для сульфата бария в интервале 1,405 вЂ,420, для сульфата кальция 1,056 вЂ,066, сульфата стронция 1,280—
1,295, т. с. точность воспроизведения исходного изотопного состава серы определяется точностью масс-спектрометра.
Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, исследование воспроизводимости вариации изотопного состава серы сульфата морской воды относительно троилитной серы метеорита «Сихотэ-Алннь» показало, что среднес значение относительного изотопного состава ссры-34 в исследуемом образце рав20 но 1,991 /ю при наибольшем отклонении i-го определения от средней величины +0,012ю/ю.
Таким образом, точность воспроизвсдения исходного изотопного состава серы, выделенной из сульфата по предлагаемому спосооу, 25 определяется воспроизводимостью массспсктрометра, которая лежит в пределах (О 012 — 0 006) ю/ю.
Формула изобретения
30 Способ выделения двуокиси серы пз сульфатов при масс-спсктрометрическом определении изотопного состава серы с использованием железа и окиси меди, включающий смешение компонентов, прокаливание в вакууме
35 и вымораживание двуокиси серы, о т л и ч ающи и ся тем, что, с целью упрощения npoIIecca и повышения точности воспроизведения
IIcxoäíorî изотопного состава серы, исход lble компоненты смешивают при следующих ве40 совых соотношениях, вес. ч.: сульфат 0,90—
1,10, окись меди 0,50 — 1,50, кслсзо 0,35—
0,65, и полученную смесь прокалива1от при
1100- 1200 С.
Источники информации, 45 прппятыс во внимание прп экспертизе
1. Волков И. И., Остроумов Э. Л. «Определение сульфатов путем восстановления пх до сероводород໠— 5КЛ5, т. 13, 1958.
2. Т. А. Pafter «Sulfur isotope measurements
50 on 1х1сг Leuland, Australia and Pacific Jslaud
sreciments». Biogeochemisty of sulfur isotope, 1962, с. 42.
3. Устинов В. И., Гриненко В. Л. «Прецизионный масс-спектрометрический метод опре55 деления изотопного состава серы», Изд. «Наука», M., 1965, с. 17 — 22.