Способ определения содержания свинца в авиационных и автомобильных бензинах

 

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА В АВИАЦИОННЫХ И АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНАХ, основанный на химической реакции, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьшения точности и сокращения времени анализа, химическую реакцию осуществляют путем взаимодействия ионов свинца, фтора и хлора q образованием PbFCl на фоне 1,510 - 35102м хлор-ионов в растворе этанола при рн 5,0-6,5 и отношении ионов F/Pb

09} (В

СО}ОЭ СОВЕТСКИХ

ОЭ,ВВЗЮ

РЕСПУБЛИК

MO С 01 N 33/22 с

1, Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)(= 2,072 10 †"„ (С„ - С ), рЧ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

re ЕЛАМ ИВОВРЕТЕНИЙ и ОТНРЫТНЙ (21 ) 3516 49 4/2 3-26 (22) 26.11.82 (46) 0 7 01 ° 84. Бюл. }} 1 (72) В.Н.Клопов, A.Ã.×åðïàê, P.Ä.Ìóðàòîâà, Л.Н.Кузнецова и А.Т..Корнеева (53) 543.066.(088.8) (56) 1.. Коршак В.В., Колесников Г.С. . Тетраэтилсвинец, Госхимиэдат, . 1946, с. 48-57

2. Бензины авиационные и автомобиль ные. Метод опредеде ния сви нца комплексонометрическим титрованием. ГОСТ 13210-72. (54)(57). 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ СВИНЦА В АВИАЦИОННЫХ

И АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНАХ, основанный на химической реакции, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и сокращений времени анализа, химическую реакцию осуществляют путем взаимодействия ионов свинца, фтора и хлора с образованием PbFCI на фоне

1,5 ° 10 2 - 35 ° 10 2М хлор-ионов в .растворе этанола при рН 5,0-6,5 и отношении ионов F/РЬ(1,1:1)

10: 1) с последукацим определением концентрации фтора и расчетом содержания свинца по следующей зависимости где Х - содержание свинца, r/êr бензина;

С.1и С вЂ” соответственно концентраций

7 фтор-иона до и после введения в раствор навески, содержащей катионы свинца,Х} объем раствора для анализа, л; е

Ч - объем пробы бензина, взятый для анализа, мп;

У вЂ” плотность бензина при температуре отбора пробы,г/см } С

2,072 .10 - атомный вес свинца, ум-. ноженный на переводной коэффициент д

1000.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что концентрацию leaak фтора определяют с помощью фторсе- ам лективного электрода.

1065349

Изобретение относится к анализу материалов, содержащих органические соединения свинца, преимущественно авиационных и автомобильных бензинов, и может применяться в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности и в других отраслях народного хозяйства при хранении и применении моторных топлив.

Известны способы определения со- 10 держания свинца в растворах с помощью молибдатного, йодометрического, меркуриметрического, комплексонометрического, гравиметричеокого, полярографического и коло- 15 риметрического анализов f1) .

Эти способы, обладая тем или иным достоинством, однако продолжительны во времени, сложны в исполнении и аппаратурном оформлении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения содержания свинца в авиационных и автомобильных бензинах, основанный на химической реакции хлористых соединений свинца после разложения его алкильных соединений соляной кислотой при кипячении с трилоном Б (метод .комплексонометрического титрования) (2) .

Недостатками известного способа являются субъективная оценка конца титрования и большая погрешность измерения (+0,3S г/кг); недостаточная воспронзводимость результатов анализа и влияние на них смолистых веществ, содержащихся в бензине, необходимость во многих химических реактивах, а также длительность анализа (2 ч).

Цель изобретения — повышение точности и сокращение времени анализа, Поставленная цель достигается тем, что по способу определения свинца в авиационных и автомобиль- 45 ных бенэииах, химическую реакцию осуществляют путем взаимодействия ионов свинца, фтора и хлора с образованием

PbFC1 на фоне 1,5 ° 10 — 35 .10 2 У1 хлор-ионов s растворе эталона при рН 5,0-б,5 и отношении ионов

F/ÐÜ(1, 1: 1) - (10: 1 с последукщим определением остаточной концентрации фтора и расчетом содержания свинца по следующей зависимости:

)(= 2,072 10 (С1 - C2), 5 Ч4

t) "т где Х - содержание свинца, r/êã бензина;

С и С2- соответственно концентрации

1 фтор-иона до и после введения в раствор навески, содержащей катионы свинца, М;

Чц — объем раствора для анализа,л

У вЂ” объем пробы бензина, взятый-для анализа, мл;

Г плотность бензина при температуре отбора пробы, г/см ; 2,072.10 — атомный вес свинца, умноженный на переводной коэффициент

1000.

Предпочтительно концентрацию определять с помощью фторселективного электрода.

Обязательным условием способа является получение осадка, строго соответствующего составу P b F C 1

РЪ + Г+ С1 PbFC1

Результаты исследования влияния концентрации и соотношения исход1ных веществ, рН и других условий на протекание этой реакции до конца в нужном направлении представлены на фиг. 1 и 2.

На фиг. 1 показано образование осадка PbFC1 в этаноле в зависимости от рН в присутствии десятикратного избытка хлор-ионов (1)и при его отсутствии (2); на фиг. 2 влияние концентрации хлор-ионов на образование осадков различного состава в реакции взаимодействия ионов фтора и свинца при их соотношении (1, 1: 1) — (10: 1) и концентрации фтор-иона 10 М на фиг. 3 — градуировочный график определения фторионов, Влияние хлор-ионов на расширение области рН, в которой гарантирована полнота протекания реакции ионов свинца и фтора с образованием PbFC1 подтверждается экспериментальными данными, представленными на фиг. 1.

Установлено,,что время реакции при этих условиях составляет 5 мин. Устойчивая область рН 5,0-6,5. 3а пределами этой области количество фтора, вступившего в реакцию со свинцом, снижается.

Использование этанола в качестве растворителя также способствует полному переводу продуктов реакции (pbFC1))a осадок. При проведении реакции в водных растворах достичь полного перевода продуктов реакции в осадок не удается.

Минимальное количество хлор-ионов, необходимое для образования осадка

РЬFCl, подтверждается результатами исследований, представленными на фиг. 2, и соответствует значению

1,5 10 2Yi. При содержании хлор-ионов ниже этой величины состав осадка соответствует преимущественно составу PbF2 При содержании хлор-ионов

35 ° 10 2 Y и более реакция сдвигается в сторону образования осадка

1065349 состава PbCI< . Концентрация 35 10 М хлор-ионов является верхним пределом его использования.

Отношение ионов фтора к свинцу . может меняться в пределах (1,1:1) (10:1) . При отношении, меньшем 1,1:1 количество ионов фтора недостаточ- но для полного осаждения свинца, а при отношении, большем 10:1, точность определения свинца снижается, . поскольку изменение концентрации 10 фтор-ионов в растворе до опыта и после (С 4 - С ) становится исчезающе малым.

Рентгеноструктурным анализом подтверждено, что комплекс свинца со- 15 става PbFC 1 образуется устойчиво только в том случае, если реакцию взаимодействия осуществляют на фоне 1,5-10 - 35i10 _#_ хлор-ионов, -Я вводиьых, например в виде хлорида натрия, в растворе эталона при рН 5,0-6,5 и отношении F/РЬ (1,1: 1) (10: 1 ), т. е. в широком диапазоне исходных концентраций реагирующих веществ. 25 .Это позволяет непосредственно определять содержание свинца по количеству осажденного фтора, равного разности.между его исходным количеством (С,)и оставшимся в растворе после реакции (С ). Определение концентрации фтора в растворе осуществляют на рН-метрмилливольтметре (с погрешностью,не более +1 мВ) с помощью фторсеяиктивного и хлорсеребряного электродов, измеряя

ЭДС/Е, мВ/цепи и пользуясь градуировочным графиком, представленным на фиг. 3. !

Оптимальные Условия определения 4О свинца в бенэинах по реакции образования РЬГС 1 в этаноле следующие: исходное содержание фтор-ионов 1 ° 10 М, содержание .свинца в растворе

0,5 -10 " - 9,0"10 И; концентрация 45 хлор-ионов 1,5 -10 - 35 -10 И, рН 5,0-6,5 °

Пример. Подготовленную по известному способу навеску 10 мл (Vq) авиационного бензина переносят количественно в мерную колбу на

100 мл (Ч<). В колбу добавляют

2, 5 ° 10- мол ь хло рида натрия, 1 ° 10 4 моль фтористого натрия (т.е.

1 ° 10 И вЂ” значение С для расчетной формулы) и 50 мл этилового спирта.

Объем до метки доводят дистиллированной водой и переносят в стакан для измерения. В стакан погружают фторселективный, стеклянный и хлорсеребряный электроды и включают мешалку. По стеклянному электроду растворами NaOH или ННОЕ доводят рН до среды 6,0-6,2.

По значению ЭДС между фторселективным и хлорсеребряным электродами (в приведенном примере ЭДС = 142 мВ) на градуировочном графике определяют количество фтора С, не вступившее в реакцию со свинцом, т.е ° оставшееся в растворе в виде фториона Cg = б 10 4 моль/л (фиг. 3) .

Содержание свинца в бензине оценивают по эквивалентному количеству связанного с ним фтора. Количество фтор-ионов, связанных со свинцом, определяют как разницу

С вЂ” С4 между количеством фтор-ионов, введенных в реакцию С и оставшихся в свободном виде С после реакции.

Содержание свинца в бензине (Х, г/кг) определяют по формуле

-0 б 10 ) 2 072 10

° 0

1. 10 г/кг

Погрешность определения свинца составляет +0,07, общее время анализа 65 мин.

По сравнению с известным предлагаемай способ прост в исполнении, в 2 раза сокращает время проведения анализа и в 5 раз повышает точность определения свинца.

10б5349

+ 100 ъ

% w 90 б gt

80 ф Ь

bi 7д

°

Ч

+9 ф

5р

Puz.1 чъ я ф

1 10 10 9 йиичкт5о Cl, Иейнное 5рижццю, тц. «10>

Wuz 2.1665349

E,íÂ

Од

Йзи

Внценмрацоя pmcpul-цона, юи/

Фиг.я

Составитель В. Вилинская

Редактор Н. Егорова Техред А. Бабийец- Корректор И. Зрдейи

Эакаэ 10984/24 Тираж 470 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IItlll "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4