Учебное пособие: Методи аналізу рідких, твердих і газоподібних речовин
Урок № 127-128
тема: Аналіз у виробництві неорганічних продуктів. Постадійний контроль
виробництва. Точки контролю. Аналіз сульфатної кислоти і олеума. Визначення
вмісту сульфатної кислоти. Визначення вмісту вільного сірчаного ангідриду
На кожній стадії
виробництва ведеться контроль сировини, напівпродуктів, готового продукту. Для
цього є точки контролю де відбирається проба для аналізу.
Аналітичний
контроль виробництва H2SO4
1 стадія виробництва
кислоти
Ø
спалювання
сірки чи випалювання колчедану:
Ø
контактне
окислення SO2 до SO3 на каталізаторі:
Ø
абсорбція
SO3 кислотою з утворенням олеуму:
Визначення
сірки в сировині
Визначення
вологи
визначають по зменшенню маси після висушування:
W = m–m1*100% / m
Визначення
золи 20 г сірки точно зважують поміщають в попередньо прокалений до постійної маси тигль, сірку повільно
спалюють, залишок прокалюють в муфельній печі при 800˚С до постійної маси
і зважують. Розраховують: W = m1 / m
Визначення
діоксину сірки йодометричним методом
При пропусканні
газу, який містить діоксин сірки через розчин йоду проходить окислення діоксину
сірки до H2SO4:
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
По кількості
взятого йоду і по кількості газу пропущеного через розчин визначають вміст
діоксину сірки в газі, розрахунок вмісту діоксину сірки в газі визначають у
об’ємних долях чи у відсотках по рівнянні:
SO2 = 10*K*1.095*100
/ V0+10*K*1.095
Vg – об’єм витікшої води, приведеної до
мілілітрів
V0 – об’єм 0,1 н розчину йоду взятого для аналізу
K – поправочний коефіцієнт, для
приведення концентрації йоду до точно 0,1 н
1.095 – об’єм SO2, який відповідає 1 мл 0,1 н розчину
йоду
Визначення
ступеня контактування. Це відношення SO2 до SO3. Для цього визначають вміст SO2 до контактного апарату і
після нього йодометричним методом. Проводять розрахунки.
Аналіз
готового продукту. Визначення вмісту моногідрату – метод оснований на титруванні контактної
сульфатної кислоти розчином гідрооксиду натрію в присутності метилового
оранжевого:
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
Мірну колбу на
250 мл вливають 150 мл дистильованої води 5-6 г кислоти зваженої в бюксі з точністю до 0,0022, переносять в колбу, охолоджують до 20˚С і
доводять до мітки. Перемішують відбирають піпеткою 20 мл цього розчину в
конічну колбу і титрують 0,1 н розчином гідрооксиду натрію в присутності
метилового червоного до переходу червоного забарвлення в жовте. Вміст
сульфатної кислоти обчислюють за формулою:
W = V*K*0.025*250*100
/ 25*m
V – об’єм гідрооксиду натрію витрачений
на титрування
K – поправочний коефіцієнт
m – маса кислоти
0.025 – маса
кислоти, яка відповідає 1 мл 0,5 н розчину NaOH
Аналіз олеуму.
Визначення вільного SO3 в олеумі
Олеум чи димлячи H2SO4 являє собою розчин газу SO3 в 100% H2SO4. Склад олеуму характеризується вмістом
вільного SO3 (більш 100%, яка містить в олеумі).
У відповідності із стандартом він містить не менше 19% вільного SO3. Загальний вміст SO3 визначають титруванням NaOH, а далі по спеціальній таблиці
знаходять вміст вільного SO3 в
олеумі.
Хід визначення
В скляну ампулу
на 2-3 мл з витягнутим капілярним кінцем зважують з точністю до 0,0002 г. Кульку ампули злегка нагрівають на слабкому полум’ї пальника. В ампулі утворюється
розрідження, але цей гарячий капіляр опускають в аналізуючу кислоту і кислота
взаємодіє з олеумом після цього кількість капіляра витирають фільтром зважують,
визначають вміст відібраної проби олеуму.
Скляну банку на
400-500 мл наливають 150 мл дистильованої води поміщають кілька брусиків чи
шматочків скляної палички, опускають ампулу з олеумом і щільно зактивають
банку, перемішуємо вміст банки енергійно струшуючи, що продовжуємо до повного
поглинання водою утвореного туману. Банку відкривають, роздавлюють скляною
паличкою шматочки капіляра, зливають в банку розчин проби і додають 2-3 краплі
метилового червоного і титрують NaOH. Вміст SO3 визначають за формулою:
W (SO3) = V*K*0.002*100 / m
V – об’єм NaOH витрачений на титрування
K – поправочний коефіцієнт до 0,5 н
m – маса кислоти
0.002 – маса відповідає 1 мл 0,5 н NaOH
За обчисленим
вмістом SO3 по спеціальним таблицям знаходимо
вміст вільного SO3 в олеумі. Вміст вільного SO3 в олеумі в масових долях, в %
вираховують по формулі:
W (SO4) = (100*SO3)*98 / 18
98 – молярна маса H2SO4
18 – молярна маса
води
Урок № 129-130
тема: Контроль у виробництві добрив. Визначення вмісту азоту в азотних добривах
формальдегідним методом, методом Кєльдаля і нітрометричним методом. Визначення
вмісту фосфору в фосфорних добривах цитратним та фото колориметричним методами.
Визначення вмісту калію в калійних добривах, перхлорат ний метод
NH4OH – аміачна вода
NH4NO3 – аміачна селітра
(NH4)SO4 – сульфат амонію
KNO3 – індійська селітра
NaNO3 – чилійська селітра
Ca(NO3)2 – норвежська селітра
Є азотні,
фосфорні і калійні мінеральні добрива. Для кожного добрива, що випускається є
державний стандарт в якому зазначено правила прийому і відбору проби, методи
аналізу, марки і технічні вимоги, упаковки, маркерування, транспортування та
зберігання, гарантія виробки марки А і Б.
Контроль у
виробництві азотних добрив
До азотних добрив
відносять сульфат амонію, натрій, калій, аміачну селітру. Всі вони розчинні у
воді і містять азот у зв’язаному вигляді. Виробництво азотних добрив повинно
збільшуватись так, як в світовому масштабі, що річно вносять 25 млн тон
зв’язаного азоту.
Сульфат амонію
буває ІІІ сортів і містить азот в перерахунку на суху речовину не менше 20,8%,
вологи не більше 0,2-0,3%, і вільної сірчаної кислоти не більше 0,005%. Аміачна
селітра випускається марки А і Б. Для сірчаної кислоти марки Б, що містить
нітратний і аміачний азот не менше 34,2% і фосфати в перерахунку на P2O5 - 0,5%.
Визначення
аміачного азоту. Азот, який міститься в добриві амонію визначається методом відношення,
або формальдегідним методом, який є простіший і швидший, бо визначення азоту
проводять титруванням. Визначення азоту відгонкою потребує спеціального
обладнання і затрат часу, але він є більш точним.
Формальдегідний
метод. Амонійні
солі при взаємодії з формальдегідом, виділяють еквівалентну кількість кислоти,
яку відтитровують розчином NaOH по фенолфталеїну:
2(NH4)2SO4 + 6HCOH = (CH2)6N4 + 2H2SO4 + 6H2O
4NH4NO3 + 6HCOH = (CH2)6N4 + HNO3 + 6H2O
4NH4Cl + 6HCOH = (CH2)6N4 + HCl + 6H2O
Вміст амонійного
азоту обчислюють за формулою:
X = V*0.0014*250*100 / 25*g
V – об’єм NaOH 0,1 н розчину витраченого на
титрування
g – наважка проби.
Метод відгонки
аміаку.
Амонійні солі при взаємодії з лугом виділяють аміак, який поглинають титрованим
розчином кислоти взятим у надлишку:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
Надлишок кислоти
визначають титруванням:
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
Процентний вміст
аміаку вираховують за формулою:
X(NH3) = (V1*K1 – V2*K2)*0.00852*100 / g
g – наважка добрива
V1 – об’єм H2SO4 взятий для аналізу
V2 – об’єм NaOH, що пішов на титрування
надлишку H2SO4.
Державний
стандарт на аміачну селітру
1.
Зовнішній
вигляд – показник А гранульований продукт, без по сторонніх механічних домішок;
2.
Стандартний
вміст нітратного і аміачного азоту – 54%;
3.
Вміст
вологи метод сушки – 0,3%, методом Фішера – 0,6;
4.
Вміст
добавок в перерахунку на суху речовину: А – нітратів кальцію і магнію 0,2-0,5%,
Б – фосфати 0,5-1,2%, В – сульфатів амонію 0,3-0,7;
5.
рН 10%
водного розчину не менше 4;
6.
Вміст
речовин нерозчинних в 10% розчині азотної кислоти не більше 0,2%;
7.
Розчинність
у % не менше 100;
8.
Гранулометричний
склад: вміст гранул 1-4 мм 93%, 2-3 мм не менше 50%, менше 1 мм не більше 5%;
9.
Залинок
на : 5 мл не повинен бути відсутній;
10.
Механічна
міцність гранул на роздавлюванні не менше 400 г на 1 ампулу.
Аналіз
фосфатних добрив
До фосфатних
добрив відносять супер фосфат простий (К(Н2РО4)*2Н2О+СаSО4), який містить Н-20%, Р2О5-13№,
вологи і не більше 5% Н3РО4; подвійний супер фосфат – 41-52% Р2О5, томасшлак, преципітат, фосфорна
мука Са3(РО4)2 – 19-30%Р2О5, апатити, фосфорити, кісткова мука
Са3(РО4)2*СаСО3 – вони відносяться до незасвоєних
фосфорних добрив.
Визначення Р2О5 це визначення ваговим або фото
колориметричним методами. Природний фосфорит – розчин в кількості осаджують
магнезіальною сумішшю у вигляді MgNH4PO4, який після прокалювання переходить
в Mg2P2O7, який зважують, засушують і
проводять розрахунок в перерахунку на Р2О5:
3Ca3(PO4)2*CaF2 + 24HCl = 6H3PO4 + 12CaCl2 + 6HF
H3PO4 + MgCl2 + 3NH4OH = MgNH4PO4 + 3H2O + 2NH4Cl
2MgNH4PO4 = Mg2P2O7 + 2NH3 + H2O
P2O5 обчислюють вміст за формулою:
x = g2*0.6377*250*100 / 50*g
g2 – маса осаду
g – маса наважки
0.6377 - коефіцієнт перерахунку маси Mg2P2O7 на масу Р2О5.
Фотоколориметричний
метод визначення Р2О5 метод оснований на взаємодії іонів фосфору і молібдену алюмінію з утворенням
розчину синього кольору. Інтенсивність забарвлення пропорційна вмісту фосфорної
кислоти в розчині. На фотоколориметрі визначають оптичну густину даного
розчину, а по калібрувальній кривій обчислюють концентрацію Р2О5 % вміст за формулою:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |