Способ определения растворенного в воде кислорода

Способ определения растворенного в воде кислорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическими республик

О П И С А Н И Е <,ЩЦ853

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) -3а«ле 30Д 480 (21) 2Э17913/г 3-26 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51) М. Кл.

С О1 9 13/00

С 01 И 21/64

3Ъвударсткнвый комитет

СССР ао делам нзебретеннй и открытий

Опубликовано 30,12.81. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 301281 (53) УДК 543.426:

:546.21(088.8, (72) Авторы изобретения

И.A. Захаров и Т.И. Гришаева

Ленинградский ордена Октябрьской Революции

t и ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО

В ВОДЕ КИСЛОРОДА (23.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам количественного определения растворенного в воде кислорода, и может быть использовано для быстрого и чувствительного контроля остаточного содержания кислорода в обескислороженной воде пароэнергетических устано" вок высокого давления.

Известен способ определения растворенного в воде кислорода по туше1О нию им короткоживущей люминесценции (флуоресценции) индикатора (1).

Основным недостатком способа является весьма низкая чувствительность (десятки миллиграмм на литр). Это

15 определяется малой вероятностью дезактивации возбужденных молекул активатора кислородом эа черезвычайно малое время жизни молекулы в воэ20 бужденном флуоресцентном состоянии (10-9 с).

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им долгоживущей люминесценции (послесвечения) адсорбатов акрифлавина (АКР) на силикагелях, погруженных в поток анализируемой воды, Времена жизни послесвечения, равные приблизительно 0,1 с, много больше времен жизни флуоресценции, что обусловливает высокую вероятность тушения и, соответственно, много большую, чем при тушении флуоресценции, чувствительность определения (0,3 мкг/л) Однако вследствие особенностей механизма послесвечения молекул

AKP в пограничном слое адсорбат-вода чувствительность оказалась более чем на порядок ниже по сравнению с чувствительностью аналогичного способа определения кислорода в газах (0,01 мкг/fl).

Цель изобретения - повышение чувствительности способа.

Адсорбаты АКР

Адсорбаты ФЗК

Концентра ция раствора красителя

Силикагель

СО„1 К-„

-1 мкг/л мкг . л

Относительное станОтносительное станК. мкг л

Со мкг/л для активации силикагеля, М дартное от кло нение,% дартное отклонение,1

2 10 0,22 6 0,27 0,87 6

1 ° 10 0,15 7 0,40 0,66 6

КСС-4

0,07

0,09

2 ° 10

1-10 (0,03) 2 0,12 (2,15) 0,52

Силохром

0,03

0,36 14 0,17 2,19

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения индикатора-адсорбата, погруженного в поток анализируемой воды,в качестве индикатора-адсорбата используют однородномакропористый силикагель, активированный красителем фосфин ÇR.

На чертеже приведены калибровочные кривые определения растворенного в воде кислорода по изменению интенсивности послесвечения двух адсорбатов ФЗР. на КСС-4 (кривая 1) и на силохроме (кривая 2).

Повышение чувствительности достигается в данном случае как вследствие заполнения молекулами фосфина ÇR более "открытых" участков поверхности пор по сравнению с АКР, так и вследствие большей доступности молекул активатора кислороду в порах одномакропористого силикагеля.

Пример . Адсорбаты фосфина

3R (ФЗВ) получают сорбцией красителя из водного раствора: 1 г силикагеля КСС-4 (удельная поверхность

650 м /г, средний радиус пор 2,3 нм) или однородномакропористого силохрома (120 м /г; 25 нм) обрабатывают

20 мл раствора красителя с концентрацией 1-10 или 2-10 М. Полученный адсорбат подсушивают на воздухе, вакуумируют 2 ч при 250 С; не вынося на воздух, заполняют водой и переносят в измерительную ячейку, которая через шлиф соединяется с установкой для испытаний.

Установка для испытаний моделирует установку для непрерывного определения кислорода в обессоленной воде, свободной от органических при3853 а месей, и включает в себя большой резервуар воды, колонку для очистки, электрохимический дозатор кислорода — платиновый электролизер и измерительную ячейку. Вода в колонке подвергается глубокому обескислороживанию, проходя через слой электроноионообменника (ЭИ), За слоем ЭИ в колонке последовательно располага1о ются слои катионита КУ-2, смеси КУ-2 и анионита АВ-17, обеззоленного активного угля СКТ. В основном испытания проводят при скорости потока воды около 20 мл/мин.

Измерительная ячейка установки монтируется в фосфороскопе. Послесвечение возбуждают светом лампы накаливания, прошедшим светофильтр

С3С7 (340-580 нм) и нейтральные светофильтры НС. Интенсивность возбуждающего света уменьшают максимально, чтобы устранить возможные побочные действия света. Интенсивность послесвечения измеряют фотоумножитед лем ФЭУ-27 таким образом, что анодной нагрузкой фЭУ служит одно из входных сопротивлений электронного самописца ЭППВ-60.

Послесвечение адсорбатов ФЗВ, как и послесвечение адсорбатов АКР, сохраняется при погружении в воду и чувствительно к тушащему действию растворенного кислорода. Данные, приводимые ниже, относятся к свежеприготовленным фосфорам, находящимся на испытаниях в течение первых суток.

В таблице приведены константы тушения К, характризующие чувствительность к растворенному в воде кислороду послесвечения акрифлавина и фосфина ÇR, адсорбирвванных на си ликагелях КСС-4 и силохроме.

5 893853 ь

Константы тушения оценивают мето- воде. При использовании в качестве дом наименьших квадратов с довери- индикатора адсорбатов фосфина ÇR на тельной вероятностью 0,95 из экспери" однородномакропористом силохроме ментальных точек в области выполне- нижний предел определения кислорода ния закона Штерна-Фольмера составляет около 0,03 мкг/л, это

/1 = 1 + К С приблизительно в 10 раз более низкая о т 0 i концентрация, чем в известном спогде 1о и I - интенсивности послесве- собе. Предлагаемый способ отличается чения адсорбентов в обескислорожен- малой инерционностью: индикатор-адной воде и в воде с концентрацией 10 сорбат, погруженный непосредственно кислорода Ср соответственно. Зна- в воду, реагирует на изменение сочения СО „„;„,приводимые в таблице, — держания кислорода в воде в течение это концентрации кислорода, при ко- минуты. торых интенсивность послесвечения изменяется на 64 (Ь1о/l 1003 = 6 ).

Для сравнения в таблице приводятся данные для адсорбатов AKP.

Как видно из данных таблицы, адсорбаты ФЗР, особенно на однородномакропористом силохроме обнаруживают наибольшую чувствительность к тушащему действию растворенного кислорода. Так,длл адсорбата силохром-ФЗК, полученного активацией силикагеля 1 10 М раствором, константа тушения К-г равна 2 19 мкг-.л (Это соответствует столь малым значениям нижнего предела определения кислорода в воде, как 0,03 мкг/л.

При этом в области выполнения закона Штерна-Фольмера (0,03-0,15 мкг/л) погрешность определения К.„ не превышает 15i.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает высокую чувствительность непрерывного определения кислорода в

Формула изобретения

Способ определения растворенного в воде кислорода по тушению им пос2о лесвечения индикатора-адсорбата, погруженного в анализируемую воду, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности определения, в качестве индикатораадсорбата используют однородномакропористый силикагель, активированный красителем фосфин ÇR.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе зо 1. Патент ФРГ ff 2346792, кл. G Ol и 21/52, 1977 °

2. Захаров И.А., Гришаева Т.И.

Определение микроконцентраций растворенного в воде кислорода по тушению им послесвечения адсорбатов.

IAX, 35, и 3, 1980, с. 481 (прототип) 893853

vg/у

22

1.7

1.2

Составитель Т. Гришаева

Редактор В. Петраш Техред 3, фанта Корректор Г. Решетник

Заказ 11380/36 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная, 4