Контроль выбросов, производимых стационарными источниками загрязнения, с использованием титриметрических методов анализа

H₂SO₄ + ВаCl₂  =  ВаSО₄↓ + HCl

                                          (белый осадок)

Ва²⁺ + SО₄^2- = ВаSО₄↓

Избыток ионов  бария образует комплексное яркоокрашенное соедините с тороном I.

В целях подготовки и проведения анализа готовят:

1. вторичный стандартный раствор хлористого бария (ВаCl₂) концентрацией 0,1 моль/дм³ из стандарт-титра (фиксанала) 0,1 г-экв; для этого в колбу объемом 1000 мл переносят содержимое стандарт-титра и доводят до метки дистиллированной водой.
2. 3 %-ный раствор пероксида водорода – поглотительный раствор;   для приготовления 100 мл 3 %-ного раствора пероксида водорода в мерную колбу объемом 100 мл помещают питеткой 10 мл пероксида водорода и доводят до метки дистиллированной водой; проверяют рН поглотительного раствора,  2<рН<4, хранят приготовленный раствор в холодильнике в течении одного месяца.
3. 0,002%-ный раствор торона 1; для приготовления данного раствора взвешивают на технических весах (0,2 ±0,05) г торона 1, навеску растворяют в 100 мл дистиллированной воды; приготовленный раствор хранят в полиэтиленовой посуде в течение 1—2 месяцев.

Для отбора диоксида серы собирают специальный прибор (см.рис.):

1. пробоотборная  трубка  из  молибденового  стекла  диаметром   8—10  мм;
2. кран
3. поглотительный прибор (Рихтера или дрексель),  в который мерной пипеткой вносят 25 дм³ поглотительного раствора (в данном случае - 3 %-ный раствор пероксида водорода)
4. каплеуловитель;
5. вмонтированный в каплеуловитель термометр для измерения температуры в схеме при отборе пробы
6. манометр для измерения давления в схеме при отборе пробы;
7. электроаспиратор  с вмонтированными ротаметрами;
8. поглотитель, заполненный дистиллированной водой (20-30 мл), подкисленной 1-2 каплями хлористо-водородной кислоты (для устранения мешающего влияния сероводорода, фосфатов, ионов аммония на результат анализа)
9. гофрировання стеклянная трубка, заполненная базальтовым волокном

Перед началом  отбора проверяют герметичность прибора, для этого кран 2 закрывают, включают электроаспиратор, устанавливают расход газа 0,25-0,5 дм³/мин на реометре, и если в течении 3 мин поплавок реометра электроаспиратора упадет вниз до упора, прибор считается герметичным.

Для производства отбора пробы в газоходе оборудуют пробоотборную точку. Для этого в газоходе просверливают отверстие диаметром 20—30 мм и приваривают к газоходу с наружной стороны штуцер высотой 30—40 мм. Пробоотборную трубку вставляют в газоход через штуцер с резиновой или асбестовой пробкой на 1/3 длины газохода. Прибор для отбора проб газа присоединяют через кран 1 резиновым шлангом встык к концу пробоотборной трубки, выходящей из газохода.

Перед   началом   анализа   трубку   1   промывают   анализируемым   газом. Для  этого  отключают краном  2  поглотительные  сосуды, электроаспиратор подключают непосредственно к крану 2, устанавливают расход газа 0,25—0,5 дм³/мин и пропускают в течение 1—2 мин. Затем, открывают кран 2, включают секундомер и одновременно начинают пропускать газ через поглотительный прибор. Скорость, время пропускания газа определяют по таблице в зависимости от ожидаемой концентрации диоксида серы.

Сосуды с  пробами закрывают заглушками, переносят в лабораторию для анализа.

Количество  пропущенного через поглотительный прибор газа определяют по формуле V = T * w,

где V — объем пропущенного газа, дм³; Т — время пропускания газа, мин; w — скорость пропускания газа, дм³/мин.

Количество  пропущенного через поглотительный прибор газа приводят к нормальным условиям (t= 0 ^oC, Р=101,3 кПа) по формуле:

где V- количество пропущенного через поглотительный прибор газа, дм³ ; Р – атмосферное давление, кПа; DР – избыточное давление (разряжение) перед аспиратором, кПа; t – температура газа в схеме в момент отбора, ^oC.

Сливают содержимое поглотительного прибора в коническую колбу, тщательно промывают склянку дистиллированной водой. Дистиллированную воду после промывания также сливают в коническую колбу. Отобранные для анализа пробы хранят не более трех дней.

К полученному раствору добавляют 4-кратный объем изопропилового спирта и две или три капли индикатора торона I и титруют при энергичном помешивании раствором хлористого бария (2—3 капли в минуту). Цвет окрашивания пробы должен измениться от светло-желтого до густо-розового.

Концентрацию  диоксида  серы   в  газе   (мг/м³)   вычисляют   по   формуле:

где b — количество раствора хлористого бария, пошедшего на титрование, мл (дм³); 32 — молярная масса эквивалента диоксида серы, г/моль; 0,1 —концентрация раствора хлорида бария, моль/л; V_о — объем газовой пробы, пропущенной через поглотительный прибор, приведенный к нормальным условиям, дм³.

В том случае, когда отбиралось несколько последовательных кратковременных проб в течение 20 мин, определяют содержание диоксида серы в каждой пробе, а результат представляют как среднее арифметическое.

Список литературы:

1. Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах под редакцией Л.И. Вереса, Ленинград, Гидрометеоиздат 1987г.;
2. Количественный анализ: В.Н. Алексеев., Москва, Госхимиздат, 1963г.;
3. Общая химия: Н.Л. Глинка, Москва, Госхимиздат, 1973г.;
4. Курс качественного химического полумикроанализа: В.Н. Алексеев, Москва, Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1962г.;
5. Количественный анализ. Физико-химические (инструментальные) методы анализа: Ю. Я. Харитонов — Санкт-Петербург, Высшая школа, 2001 г.