3.3. Определение объемной доли кислорода в количестве до 0,5 %

3.3. Определение объемной доли кислорода в количестве до 0,5 %

Объемную долю кислорода определяют колориметрическим методом, основанным на окислении одновалентной меди в двухвалентную. При этом бесцветный раствор медноаммиачного комплекса одновалентной меди окрашивается в синий цвет.

3.3.1. Аппаратура, реактивы и растворы:

  • колба 1-1000-2 по ГОСТ 1770-74;
  • бюретки 6-2-1 и 6-2-5 по ГОСТ 20292-74;
  • пипетка 2-1-10 по ГОСТ 20292-74 или других типов вместимостью 10 см 3 ;
  • пипетка 2-1-25 по ГОСТ 20292-74 или других типов вместимостью 25 см 3 ;
  • пипетка 1-1-2 по ГОСТ 20292-74 или других типов вместимостью 2 см 3 ;
  • цилиндр 1-250 по ГОСТ 1770-74;
  • весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г 2-го класса точности;
  • аммиак водный по ГОСТ 3760-79, растворы с массовой долей 25 и 4%;
  • аммоний хлористый по ГОСТ 3773-72;
  • аргон газообразный по ГОСТ 10157-79;
  • азот газообразный особой чистоты по настоящему стандарту;
  • вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72;
  • калий йодистый по ГОСТ 4232-74, раствор с массовой долей 10%;
  • кислота уксусная по ГОСТ 61-75, х. ч., ледяная;
  • крахмал по ГОСТ 10163-76, раствор с массовой долей 1%;
  • натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) 5-водный по ГОСТ 27068-86, раствор концентрации с (Na2S2O3. 5H2O) =0,05 моль/дм 3 ;
  • Проволока медная круглая электротехническая типа ММ, диаметром 0,8-2,5 мм;
  • медь однохлористая по ГОСТ 4164-79;
  • смазка для кранов;
  • аммиачный раствор однохлористой меди, готовят из расчета 12 г однохлористой меди, 36 г хлористого аммония, 145 см 3 раствора аммиака с массовой долей 25 % на 1000 см 3 воды.

Раствор готовят в бутыли вместимостью 5-10 дм 3 , заполненной спиралями из медной проволоки. В бутыль наливают воду и раствор аммиака, затем вносят навески хлористого аммония и однохлористой меди. Бутыль закрывают пробкой с двумя отводными трубками, одна из которых доходит до дна бутыли, вторая-короткая, не погружена в раствор.

Раствор продувают через длинную трубку аргоном или азотом особой чистоты до полного растворения солей и обесцвечивания раствора. После этого раствор защищают от доступа воздуха с помощью резиновой камеры, заполненной инертным газом, или другими способами;

  • медь сернокислая по ГОСТ 4165-78, 0,05 моль/дм 3 раствор, готовят следующим образом: 12,484 г свежеперекристаллизованной сернокислой меди растворяют в воде в колбе вместимостью 1000 см 3 . Для проверки титра переносят 25 см 3 приготовленного раствора в коническую колбу, прибавляют 2-3 см 3 уксусной кислоты и 10 см 3 раствора йодистого калия. Выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия; в конце титрования (бледно-желтая окраска раствора) прибавляют 2-3 см 3 крахмала и титруют до исчезновения синей окраски.

Поправочный коэффициент (K1) для раствора сернокислой меди вычисляют по формуле:

где V1 -объем раствора тиосульфата натрия концентрации точно 0,05 моль/дм 3 , см 3 ;

25-объем раствора сернокислой меди, взятый для анализа, см 3 .

Образцовые растворы колориметрической шкалы готовят в пробирках (черт. 2). В каждую пробирку наливают раствор сернокислой меди в количествах, указанных в табл. 2, и затем доводят объем раствора до 25 см 3 раствором аммиака с массовой долей 4%.

Срок годности образцовых растворов-шесть месяцев.

Таблица 2

Номер образцового раствора Объем раствора сернокислой меди концентрации точно 0,05 моль/дм 3 , см 3 Объем кислорода в пробе, соответствующий окраске раствора, см 3 Номер образцового раствора Объем раствора сернокислой меди концентрации точно 0,05 моль/дм 3 , см 3 Объем кислорода в пробе, соответствующий окраске раствора, см 3 1 0,05 0,015 10 1,00 0,300 2 0,10 0,030 11 1,20 0,360 3 0,15 0,045 12 1,40 0,420 4 0,20 0,060 13 1,60 0,480 5 0,25 0,075 14 1,80 0,540 6 0,35 0,105 15 2,00 0,600 7 0,45 0,135 16 2,40 0,720 8 0,65 0,195 17 2,80 0,840 9 0,85 0,255 18 3,20 0,960

Примечание. Объем кислорода, эквивалентный 1 см 3 раствора сернокислой меди концентрации 0,05 моль/дм 3 , равен

при 20°С и 101,3 кПа (760 мм рт. ст.).

Если концентрация раствора сернокислой меди не точно 0,05 моль/дм 3 , то значения, приведенные в графах 3 и 6, умножают на коэффициент K1.

(Измененная редакция, Изм. № 2, 3).

3.3.2. Описание прибора

Установка для определения кислорода (черт. 3) состоит из сосуда для анализа, бутыли со стеклянным сифоном для аммиачного раствора однохлористой меди и пробирок с образцовыми растворами.

I – промывка поглотительным раствором крана и коммуникаций; II – ввод раствора в объем Б; III – кран закрыт.

1 – кран серповидный; 2, 4, 6 – краны одноходовые; 3 – сосуд для анализа; 5 – сифон; 7 – камера резиновая, заполненная инертным газом; 8 – бутыль с поглотительным раствором.

Сосуд для анализа типа СВ-7631М (черт. 4) имеет два объема А и Б, разделенные двухходовым краном 2, снабженным отростком для присоединения к месту отбора пробы, и одноходовым краном 1 для введения в сосуд поглотительного раствора. Вместимость объема А от 100 до 5000 см 3 ; вместимость объема Б около 25 см 3 .

Сосуд 3 (черт. 3) имеет серповидный кран 1 для введения поглотительного раствора в объем Б и кран 2 для присоединения к месту отбора пробы. Объемы А и Б соединены трубкой небольшого диаметра с круговой меткой, ограничивающей вместимость объема Б около 25 см 3 .

Вместимость объема А для сосудов всех типов определяют с погрешностью не более 0,1 см 3 по объему воды или ее массе.

I – соединение сосуда А с атмосферой; II – кран закрыт;III – соединение сосуда А с сосудом Б;

1 – одноходовой кран; 2 – двухходовой кран.

В зависимости от объемной доли кислорода в анализируемом азоте используют сосуды вместимостью:

  • около 100 см 3 -для газообразного и жидкого азота с объемной долей кислорода до 0,5 %;
  • не менее 1000 см 3 -для газообразного азота с объемной долей кислорода до 0,005%;
  • не менее 5000 см 3 -для газообразного и жидкого азотасобъемной долей кислорода до 0,001%.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

3.3.3. Проведение анализа

Краны 1 и 2 открывают и присоединяют сосуд для анализа к месту отбора пробы. Продувают сосуд не менее чем десятикратным объемом анализируемого газа.

Уменьшив поток газа, закрывают кран1, затем кран 2 и отсоединяют сосуд от места отбора пробы.

Давление газа в сосуде выравнивают с атмосферным быстрым поворотом крана 2, кончик которого предварительно погружают в воду. Отмечают барометрическое давление и температуру помещения.

Заполняют объем Б через кран 1 раствором однохлористой меди, предварительно сливая из сифона первую порцию раствора. Закрывают кран 1.

Подбирают образцовый раствор равной окраски с окраской раствора в объеме Б.

Раствор однохлористой меди переливают в объем А. Энергично встряхивают сосуд до полного поглощения раствором кислорода из анализируемого газа.

Возвращают раствор в объем Б и подбирают образцовый раствор равной окраски с окраской раствора в объеме Б.

(Измененная редакция, Изм. № 3).

3.3.4. Обработка результатов

Объемную долю кислорода (X1) в процентах вычисляют по формуле

где V2 – объем кислорода, соответствующий выбранному образцовому раствору до поглощения кислорода, см 3 ;

V3 – объем кислорода, соответствующий выбранному образцовому раствору после поглощения кислорода, см 3 ;

Vп – объем газа, взятый для анализа, см 3 , приведенный к 20°С и 101,3 кПа по формуле

где V – объем газа, взятый для анализа, равный вместимости объема А, см 3 ;

К2 – коэффициент для приведения объема сухогогаза к 20°С и 101,3 кПа, указанный в табл. 3.

где V4 – объем газа, взятый для анализа, см 3 , равный общей вместимости сосуда для анализа, включающей объемы А, Б и внутренний объем трубки для отбора пробы до крана 2.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать допускаемое расхождение, равное 15 %.

Допускаемая относительная суммарная погрешность результата анализа ±30 % при доверительной вероятности 0,95.

Таблица 3

Температура, ºC Показания барометра, кПа (мм рт. ст.) 93,3(700) 94,6(710) 96,0(720) 97,2(730) 98,2(740) 100,0(750) 101,3(760) 102,6(770) Коэффициент K2 10 0,953 0,967 0,980 0,933 1,007 1,021 1,035 1,049 12 0,946 0,960 0,974 0,985 1,000 1,014 1,028 1,042 14 0,940 0,954 0,967 0,979 0,993 1,007 1,021 1,035 16 0,934 0,947 0,960 0,972 0,986 1,000 1,014 1,028 18 0,927 0,940 0,954 0,966 0,979 0,993 1,007 1,021 20 0,921 0,934 0,947 0,959 0,973 0,987 1,000 1,014 22 0,915 0,928 0,941 0,952 0,966 0,980 0,993 1,007 24 0,908 0,921 0,934 0,946 0,960 0,973 0,986 1,000 26 0,903 0,916 0,928 0,940 0,953 0,966 0,979 0,993 28 0,896 0,909 0,922 0,933 0,947 0,960 0,973 0,987 30 0,890 0,903 0,916 0,927 0,941 0,954 0,967 0,980 32 0,885 0,897 0,910 0,921 0,934 0,947 0,961 0,974 34 0,879 0,891 0,904 0,915 0,928 0,941 0,954 0,967 35 0,876 0,889 0,901 0,912 0,925 0,938 0,951 0,964

Допускается определение объемной доли кислорода в газообразном азоте, транспортируемом по трубопроводу, промышленными автоматическими газоанализаторами непрерывного действия по ГОСТ 13320-81. Погрешность измерения не должна превышать 10 отн. %.

Объемную долю кислорода допускается определять многошкальными приборами с гальванической ячейкой с твердым электролитом с относительной погрешностью измерений не выше 10 %. При этом объемная доля водорода и горючих примесей в анализируемом азоте не должна превышать 1 % от измеряемой объемной доли кислорода.

При разногласиях в оценке объемной доли кислорода определение проводить по методу, изложенномув п. 3.3.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎