CC BY
11
2. Разработанный количественный метод определения изопропил-бензола в воздухе прост, достаточно чувствителен (5 мкг/5 мл) и может быть применен в производственных условиях.
3. Присутствие в воздухе толуола и бензола не мешает определению изопропилбензола.
4. Присутствие 0,01 мг гидроперекиси изопропилбензола и 0,01 мг этиленгликоля в пробе не влияет на окраску растворов изопропилбензола.
Поступила 22/Х 1965 г.
УДК 628.3:66]:546.26
УСКОРЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДА В СТОЧНЫХ ВОДАХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
В. Я. Янаева, С. И. Никитцев, И. Г. Харитонова, М. М. Бузланова
Новокуйбышевский филиал научно-исследовательского института синтетических спиртов и органических продуктов
Сточные воды производств химической промышленности загрязнены большим количеством органических и неорганических веществ, большинство из которых даже не идентифицировано. Загрязненность сточных вод характеризуется величиной химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического (БПК). ХПК сточных вод обычно определяют окислением бихроматом калия с катализатором (сернокислое серебро). Метод довольно прост, но дорог и не всегда точен: с увеличением молекулярного веса и усложнением структуры способность веществ к химическому окислению заметно снижается и результат определения становится заниженным. Величина БПК еще менее точно характеризует загрязненность, так как ряд веществ, присутствующих в сточных водах, не только плохо окисляется микроорганизмами, но и тормозит их развитие и жизнедеятельность. Поэтому сейчас для оценки степени загрязненности вод органическими веществами все чаще предлагают определение органического углерода (White и Talanta; Beatie и соавторы; Montgomery и Thorn; А. П. Терентьев и соавторы, 1963).
Наиболее удобны комбинированные методы, сочетающие «мокрое» окисление с последующим «сухим» сожжением органического вещества, позволяющее уверенно сжигать даже трудно окисляемые вещества (А. П. Терентьев и Б. М. Лускина, 1959, 1960). Выделяющуюся углекислоту определяют титрованием, кондуктометрически, спектрофотометри-чески или с помощью масс-спектрометрии. Такой конец определения в некоторой степени усложняет и удлиняет анализ. » Для выявления общего содержания углерода в промышленных во-
дах (фузельные, скрубберные, сточные) мы применили метод Терентьева и Лускиной. Он заключается в окислении органических веществ смесью хромовой и серной кислот в токе кислорода при нагревании с дополнительным дожиганием газообразных продуктов над накаленной окисью хрома на пемзе и весовом определении образующейся углекислоты.
Определение проводили в приборе, схема которого показана на рисунке. Для окисления применяют смесь, состоящую из концентрированной серной кислоты и концентрированного водного раствора хромовой кислоты, который в процессе окисления добавляют постепенно неболыии-' ми порциями. Серную кислоту удельного веса 1,84 предварительно нагревают для удаления примесей органических веществ, затем охлаждают
5*
67
в колбе с пришлифованной хлоркальциевой трубкой. Хромовую кислоту готовят растворением 70 г Сг03 в 100 мл воды, кипятят 3—5 мин., охлажденный раствор фильтруют через стеклянный фильтр.
В реакционную колбу помещают 10 мл концентрированной серной кислоты при помощи пипетки с изогнутым носиком. Колбу присоединяют, как показано на рисунке, и начинают пропускать кислород со скоростью 50—60 мл/мин в течение 5 мин., присоединяют взвешенную трубку и, приподняв пробку, опускают в реакционную колбу стаканчик с 1—5 мл анализируемой пробы. Осторожно поворачивая колбу вокруг шлифа (4), который смазан, как и 2 других шлифа (5 и 10), фосфорной или серной кислотой, из отростка постепенно, по каплям, добавляют хромовую кислоту (шлифы 4 и 10 легко поворачиваются). Хромовую кислоту добавляют до прекращения видимого разложения вещества.
Прибор для анализа сточных вод методом «мокрого сожжения».
1 — колонка с аскаритом для очистки кислорода от примесей углекислоты; 2 — реакционная колба; 3 — отросток для помещения хромовой кислоты, впаянный в колбу; 4 — шлиф; 5 — пришлифованная пробка с трубкой для ввода кислорода; 6 — кварцевая ,
трубка (длина 200 мм, диаметр 8—10 **); 7 — катализатор окись хрома на пемзе; 8 — электропечь на 700—750°; 9 — неплотные пробки из асбеста; 10 — шлиф; 11 — сосуд с обрезками стеклянных палочек, смоченных уксуснокислым раствором гидразингидрата для поглощения хлоридов; 12 — сосуд с обрезками стеклянных палочек, смоченных концентрированной серной кислотой; 13 — трубка с ангидроном; 14 — трубка, наполненная (по ходу тока кислорода) на 2/з аскаритом и на '/з ангидроном.
После этого колбу погружают в фосфорную баню, нагретую до 150—J60°, и нагревают 20—25 мин. Газообразные продукты реакции, могущие содержать и продукты неполного окисления, вместе с током кислорода поступают в нагретую до 700—750° трубку с окисью хрома; продукты окисления проходят через поглотительные сосуды с уксуснокислым гидразингидратом (11) и концентрированной серной кислотой (12), а также трубки с ангидроном (13). Углерод определяют по привесу труб- t ки (14). Продолжительность сожжения не превышает 45 мин.
Надежность определения разбавленных водных растворов органических веществ проверяли на искусственных пробах, внося в реакционную колбу разные объемы пробы. Полученные результаты (табл. 1) указывают на то, что ошибка определения составляет ±10% относительных, чувствительность — 0,5 г/л углерода. Для анализа малых содержаний углерода объем пробы увеличивается до 5 мл.
Сравнительные данные определения ВПК, ХПК и углерода сточных вод ряда химических производств приведены в табл. 2. ВПК и ХПК исследовали по стандартным методикам, углерод — по методике, описанной выше; ХПК теоретически рассчитывали по величине углерода.
Таблица 1
Определение содержания углерода в разных объемах пробы
Вещество, растворенное в воде Объем пробы (в мл) Содержание углерода (в г/л) Относительная ошибка (в %) Вещество, растворенное в воде Объем пробы (в мл) Содержание углерода (в г/л) Относительная ошибка (в %)
вычислено найдено вычислено найдено
Изопро- Сахароза 2,0 2,54 2,58 + 1,5
пило- 2,0 2,54 2,58 + 1,7
вый » 5,0 0,51 0,52 + 2,5
спирт 1,0 2,97 3,10 +4,4 5,0 0,51 0,54 +5,5
1,0 2,97 3,00 +2,4 » 1.0 0,51 0,46 -8,7
То же 1,0 1,70 1,90 + П.8 1,0 0,51 0,47 -14,1
1,0 1,70 1,90 + 11.8 » 5,0 0,51 0,66 + 28,9
i > 1,0 15,27 15,01 -1.7 5,0 0,51 0,59 + 17,1
1,0 15,27 15,25 -0,2
» D 0,2 16,00 15,55 -2,8
0,2 16,00 16,51 +3,2 *
Таблица 2
Сравнительное определение степени загрязненности сточных вод ряда химических
производств
Характер стока ВПК (в мг 0.,/л) хпк (в мг Оа/л) Углерод (в мг/л) хпк (в мг Oil л )
Стачная вода цеха пиролиза ........ 276 456 354 944
Сточная вода цеха пиролиза после биологичес-
кой очистки ............... 2,1 56 250 666
Общий сток производства синтез-спирта и фе-
нол-ацетона после биологической очистки 5,25 96 109 291
Сточная вода производства ацетальдегида 476 940 996 2 668
Сточная вода производства ацетальдегида по-
сле биологической очистки ........ 2,21 248 378 1 002
Сточная вода производства акролеина .... 1 740 15 000 15 100 40 100
Сточная вода производства акролеина для био-
логической очистки ............. 527,5 1 240 655 1 738
Сточная вода производства акролеина после
биологической очистки .......... 11,2 272 131 377
Во всех случаях ХПК, рассчитанное по элементарному углероду, превышало величину, найденную экспериментальным путем по стандартной методике. Следовательно, во всех проанализированных сточных водах имелись вещества, очевидно, циклического и полимерного характера, не поддающиеся окислению бихроматом калия.
Таким образом, наши исследования показали, что описанный метод позволяет определять степень загрязненности сточных вод химических производств органическими веществами более точно, чем стандартные методы определения ХПК-
ЛИТЕРАТУРА
Терентьев А. П., Л у скин а Б. М. Ж. аналит. химии, 1959, в. 1, с. 112.— Они же. Там же, 1960, п. 5, с. 635. — Терентьев А. П., Л у скина Б. М., Сяв-цилло С. В. Там же, 1963, в. 5, с. 639. — Beatie J., В ricker С., Garvin G., Anal. Chem., 1961, v. 33, p. 1890. — M o n t g о m e г у H„ Thorn N„ Analyst., 1962, v. 87, p. 689. — W h i t e D. C, Talanla, 1963, v. 10, p. 727.
Поступила 21/V 1966 r.
