Таблица 3
Концентрация сероводорода в газе, г/м3 |
Скорость пропускания газа, дм3/ч |
Объем газа для испытания, дм3 |
Концентрация растворов йода и тиосульфата натрия с (X), моль/дм3 |
Св. 0,010 до 0,025 включ. |
Св. 40 до 90 включ. |
Св. 20 до 60 включ. |
0,01 |
» 0,025 » 0,050 » |
» 40 » 90 » |
» 10 » 30 » |
0,01 |
» 0,05 » 0,10 » |
» 40 » 90 » |
» 20 » 70 » |
0,05 |
» 0,1 » 0,2 » |
» 40 » 90 » |
» 20 » 70 » |
0,1 |
» 0,2 » 0,5 » |
» 20 » 40 » |
» 10 » 30 » |
0,1 |
» 0,5 » 2,0 » |
» 10 » 20 » |
» 3 » 7 » |
0,1 |
» 2,0 » 6,0 » |
Не более 5 |
» 1 » 2 » |
0,1 |
5.1.3 Проведение испытания
Испытуемый газ пропускают через поглотительные склянки, следя за тем, чтобы поглотительный раствор во второй склянке оставался прозрачным. Объем газа измеряют газовым счетчиком.
Записывают показания газового счетчика, температуру газа в газовом счетчике и атмосферное барометрическое давление.
Содержимое первой поглотительной склянки переводят количественно в коническую колбу для титрования, тщательно (особенно при больших концентрациях сероводорода) ополаскивают стенки и трубки склянки дистиллированной водой и сливают ее в ту же колбу.
В колбу пипеткой приливают 10 см3 раствора йода рекомендуемой концентрации и, убедившись в его избытке по бурой окраске раствора, титруют избыток йода раствором тиосульфата натрия соответствующей концентрации до светло-желтого цвета. Затем приливают 1 см3 раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синей окраски.
Содержимое второй поглотительной склянки анализируют аналогично первой. При обнаружении в ней сероводорода испытание следует повторить с меньшим объемом пробы газа.
Примечание - В летнее жаркое время йодометрическое титрование следует проводить в растворах с температурой не выше 22 °С, учитывая летучесть йода и то, что чувствительность крахмала как индикатора с повышением температуры понижается.
Параллельно с проведением анализа пробы испытуемого газа аналогично проводят контрольный опыт, как описано выше, но без пропускания газа, не реже одного раза в день.
5.1.4 Обработка результатов
5.1.4.1 Концентрацию сероводорода в газе X, г/м3, вычисляют по формуле
(4)
где V - объем титрованного раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование поглотительного раствора без пропускания газа (контрольный опыт), см3;
V1 - объем титрованного раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование поглотительного раствора после пропускания испытуемого газа, см3;
с - концентрация титрованного раствора тиосульфата натрия, моль/дм3;
17 - масса сероводорода, соответствующая 1 см3 титрованного раствора тиосульфата натрия концентрации точно 1 моль/дм3, мг;
V2 - объем газа, измеренный газовым счетчиком, дм3;
К - коэффициент приведения объема газа к стандартным условиям: температуре 20 °С и давлению 101,325 кПа, вычисленный по формуле 3.
5.1.4.2 Объемную долю сероводорода при стандартных условиях X, %, вычисляют по формуле
(5)
где V, V1, c, V2, К означают то же, что и в формуле 4;
11,88 - объем сероводорода при стандартных условиях, соответствующий 1 см3 титрованного раствора тиосульфата натрия концентрации точно 1 моль/дм3, см3.
5.1.4.3 За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух последовательных определений, расхождение между которыми не должно превышать значений, указанных в таблице 5.
5.2 Определение сероводорода при концентрации более 6 г/м3
Определение сероводорода при его высоких концентрациях проводят с промежуточным отбором малых объемов пробы испытуемого газа в стеклянные газовые пипетки способом сухой продувки и последующим вытеснением пробы в поглотительные склянки инертным вытеснительным газом.
Примечание - При отсутствии вытеснительного газа (особенно в полевых условиях для получения ориентировочных результатов) допускается производить прямой отбор проб испытуемого газа непосредственно из источника газа пропусканием через поглотительные склянки и измерением остаточного объема газа (после поглощения сероводорода) на выходе из поглотительных склянок градуированной газовой пипеткой с уравнительной склянкой. Способ определения приведен в приложении А.
5.2.1 Средства измерений, аппаратура, реактивы
Аппаратура и реактивы по 5.1.1.
Пипетки для отбора проб газа по ГОСТ 18954 вместимостью 50; 100; 200; 500; 1000 см3, исполнения 1 или 2.
Азот газообразный (вытеснительный газ) по ГОСТ 9293 или другой инертный газ.
Смазка ЦИАТИМ-221 по ГОСТ 9433.
5.2.2 Подготовка к испытанию
5.2.2.1 Пипетку для отбора проб газа промывают хромовой смесью, водой, ополаскивают дистиллированной водой и высушивают продувкой сухим воздухом. Муфты и пробки кранов пипетки протирают ватным тампоном, смоченным в ацетоне, смазывают тонким слоем вакуумной смазки и краны притирают.
Примечание - Вместимость пипеток для отбора проб газа проверяют в соответствии с ГОСТ 18954, пункт 4.4.
5.2.2.2 Пробы газа отбирают в сухие градуированные по объему газовые пипетки (предпочтительно с трехходовыми кранами).
В зависимости от предполагаемой концентрации сероводорода рекомендуемый объем газа на испытание должен соответствовать указанному в таблице 4.
Таблица 4
Концентрация сероводорода в газе, г/м3 |
Объем газа для испытания, дм3 |
Св. 6 до 15 включ. |
Св. 0,5 до 1,0 включ. |
» 15 » 20 » |
» 0,2 » 0,5 » |
» 20 » 40 » |
» 0,1 » 0,2 » |
» 40 » 80 » |
» 0,05 » 0,15 » |
» 80 » 150 » |
» 0,05 » 0,10 » |
» 150 |
Не более 0,05 |
Пипетку с открытыми кранами присоединяют к пробоотборной линии, предварительно продутой испытуемым газом через тройник, установленный перед пипеткой.
Для отбора представительной пробы пипетку продувают не менее чем 10-15-кратным объемом испытуемого газа. Объем газа для продувки контролируют газовым счетчиком (или другим прибором расхода газа) на выходе из пипетки.
Перед сбросом в атмосферу на выходе из пипетки продувочный газ очищают от сернистых соединений в склянках с растворами щелочи массовой доли 30-40 % (или уксуснокислого, или хлористого кадмия).
После продувки закрывают выходной, а затем быстро входной краны пипетки, но так, чтобы в пипетке создалось давление несколько выше атмосферного, и отсоединяют пипетку от пробоотборной линии. Следует принять меры предосторожности от разрушения пипетки в результате возможного создания большого избыточного давления.
5.2.2.3 Пипетку с пробой газа выдерживают при комнатной температуре не менее 20-30 мин. Давление газа в пипетке приводят к атмосферному, сбрасывая избыточное давление через маностат до прекращения выделения пузырьков газа.
Регистрируют температуру и барометрическое атмосферное давление воздуха в помещении.
Пипетку с пробой газа закрепляют в вертикальном положении. Оставшийся в отводах обоих кранов пипетки испытуемый газ выдувают инертным вытеснительным газом. Затем нижний отвод пипетки подсоединяют к источнику вытеснительного газа, а к верхнему отводу пипетки присоединяют две (или более) последовательно соединенные между собой поглотительные склянки, предварительно заполненные раствором подкисленного хлористого кадмия (или уксуснокислого кадмия) согласно 5.1.2.2.
К выходной трубке последней поглотительной склянки присоединяют газовый счетчик (или другой прибор расхода газа).
Примечание - При высоких концентрациях сероводорода (свыше 100 г/м3) допускается для поглощения сероводорода использовать раствор хлористого кадмия с массовой долей 30 %.
5.2.3 Проведение испытания
Пробу испытуемого газа из пипетки вытесняют 10 - 15-кратным объемом вытеснительного газа через поглотительные склянки. В начале продувки скорость газа устанавливают 1-2 пузырька в секунду. Когда основная часть газа будет вытеснена в раствор, скорость постепенно увеличивают до 20 дм3/ч.
После окончания пропуска газа содержимое поглотительных склянок анализируют аналогично 5.1.3, применяя для йодометрического титрования растворы йода и тиосульфата натрия концентрации 0,1 моль/дм3.
При определении высоких концентраций сероводорода 10 см3 йода может быть недостаточно. В этом случае добавляют еще 5 см3 раствора йода и продолжают титрование. Контрольное титрование также проводят с 15 см3 раствора йода. Для повторного испытания следует брать меньший объем газа. При отсутствии газовых пипеток меньшего объема допускается выбрать такое количество поглотительных склянок, чтобы поглотительный раствор в последней из них оставался прозрачным. Результаты титрования в этом случае суммируют.
5.2.4 Обработка результатов
Обработку результатов проводят согласно 5.1.4, при этом V2 - объем газа, равный объему градуированной газовой пипетки, дм3.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух последовательных определений, расхождение между которыми не должно превышать значений, указанных в таблице 5.
5.2.5 Точность метода
5.2.5.1 Сходимость
Два результата определений, полученные одним исполнителем в одной лаборатории, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значений, указанных в таблице 5.
Таблица 5
Концентрация сероводорода в газе, г/м3 |
Границы погрешности измерений, г/м3 |
Сходимость, г/м3 |
Воспроизводимость, г/м3 |
Св. 0,01 до 0,02 включ. |
±0,002 |
0,002 |
0,003 |
» 0,02 » 0,05 » |
±0,005 |
0,005 |
0,007 |
» 0,05 » 0,1 » |
±0,011 |
0,010 |
0,015 |
» 0,1 » 0,2 » |
±0,014 |
0,015 |
0,02 |
» 0,2 » 0,5 » |
±0,03 |
0,03 |
0,04 |
» 0,5 » 2,0 » |
±0,09 |
0,10 |
0,12 |
» 2,0 » 6,0 » |
±0,25 |
0,30 |
0,35 |
» 6,0 » 15,0 » |
±0,43 |
0,4 |
0,6 |
» 15,0 » 20,0 » |
±1,0 |
1,0 |
1,4 |
» 20,0 » 40,0 » |
±1,8 |
2,0 |
2,5 |
» 40,0 » 80,0 » |
±2,9 |
3,0 |
4,0 |
» 80,0 » 150,0 » |
±3,6 |
4,0 |
5,0 |
5.2.5.2 Воспроизводимость
Два результата испытаний, полученные в двух лабораториях, признаются достоверными (с 95 %-ной доверительной вероятностью), если расхождение между ними не превышает значений, указанных в таблице 5.
Метод заключается в поглощении меркаптанов щелочным раствором хлористого кадмия из предварительно очищенного от сероводорода испытуемого газа и последующем фотоколориметрическом или спектрофотометрическом определении метиленового красного, образующегося при взаимодействии меркаптида кадмия с N,N-диметил-n-фенилендиамином в присутствии хлорного железа.
Диапазон измерений меркаптановой серы в поглотительном растворе 25 - 250 мкг.
Диапазон измеряемых концентраций меркаптановой серы в испытуемом газе 0,0002 - 0,25 г/м3 при пропускании объемов испытуемого газа 100 - 1 дм3 соответственно.
6.1 Средства измерений, аппаратура, реактивы
Аппаратура и реактивы, указанные в 4.1, за исключением уксуснокислого цинка, уксусной кислоты, сернистого натрия, газообразного азота.
Колба мерная по ГОСТ 1770 вместимостью 25 см3.
Кадмий хлористый по ГОСТ 4330.
Натрия гидроокись, стандарт-титр (фиксанал) c(NaOH) = 0,1 моль/дм3 или натрия гидроокись по ГОСТ 4328.
Этилмеркаптан (r = 0,8315 г/м3).
Спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 18300.
6.2 Подготовка к испытанию
6.2.1 Приготовление растворов
1) Применяют растворы по 4.2.1, кроме перечислений 1 и 8.
2) Кадмий хлористый, раствор с массовой долей 10 %.
Готовят по 5.1.2.1.
3) Кадмий хлористый, раствор с массовой долей 30 %.
375 г 2,5-водного хлористого кадмия растворяют в дистиллированной воде, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты 1:1 и доводят объем до 1000 см3 дистиллированной водой.
4) Натрия гидроокись, раствор c(NaOH) = 0,1 моль/дм3.
Готовят из стандарт-титра (фиксанала). При наличии в растворе хлопьев раствор фильтруют. При отсутствии стандарт-титра 4 г гидроокиси натрия растворяют в свежепрокипяченной дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см3.
5) Кислота соляная, раствор 1:1.
Готовят добавлением одной объемной части концентрированной соляной кислоты (r = 1,19 г/см3) к одной объемной части дистиллированной воды.
6) Этилмеркаптан, стандартные спиртовые растворы для установления градуировочной характеристики:
Исходный спиртовой раствор этилмеркаптана 5 мг/см3 в пересчете на меркаптановую серу.
В мерную колбу с притертой пробкой вместимостью 25 см3 вносят около 15 см3 этилового спирта и взвешивают на аналитических весах. Затем в колбу вносят пипеткой под уровень спирта 0,25 г (0,3 см3) этилмеркаптана (r = 0,8315 г/см3) и вновь взвешивают. Доводят объем до метки этиловым спиртом.