Потенциометрический способ непрерывного определения концентрации ионов в растворах

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СС1:хДаТЕПЬСТЗУ

l80397

С>о1оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

К 1. 421 Зоз

Заявлено ОЗ.V.1963 (№ 834337/26-25) с присоединением заявки М

Приоритет

1 МПК G 01п

УДК 543.257.1 (088.8)

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 21.111.1966. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 4.V.1966

Авторы изобретения

В. А. Кремер и Е. И. Вайль

Заявитель

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ИОНОВ В РАСТВОРАХ

= в — 1О 1т; ,0

2 ун тд

К2 (2) Подписная группа № 173

В настоящее время определение сульфидионов в растворах, применяемых в различнь1х отраслях промышленности, проводится путем отбора проб и периодически; лабораторных анализов.

Предложенный способ отл;1частся от известных тем, что сульфид-; он определяют потенциометрически, что позволяет автоматизировать процесс анализа.

В качестве электрода сравнения выбраны сульфидные электроды (свинцово-сульфидные), обладающие устойчивым и воспроизводимым потенциалом B сульфидных растворах. Потенциал этих электродов 1р закономерно зависит от концентрации ионов-сульфида: где <ро — нормальный потенциал сульфидного

RT электрода, т) — 2,303

Указанная зависимость сохраняется при изменении температуры в пределах 20 — 70 С.

Особенность поглотительных растворов в изменении величин рН в сг>язи с процессом поглощения и регенерации сероводорода и некоторыми колебаниями состава раствора, например, в поглотительных растворах вакуум карбонатной сероочпсткп рН меняется в пределах 8,5 — 11,5. Так ка ;И1более ьероятпымп величинах!и диссоциация сероводорода для первой и в орой констант является 10 и

5 10 1 в указанной выше области рН сероводород практически полностью находится !> виде ионов гидросульфпда HS.

Непосредственные измерения потснцн ила сульфидного электрода I-:oçüoë":þò определя гь

10 концентрацию (активность) поног сульфпд».

При постоянном рН Чраствора активность однозначно связана выражением 1гонстаиты дпссоциации с концентрациеи (11ктнг>ность10) 110 нов гндросульфида. Однако в растворах, pII

15 которых изменяется независимо от пзмепешпя концентрации сульфидной серы, такая однозначная зависимость отсутствует и для определения концентрации ионов гпдросульфнда необходимо одновременно измерить копцспт20 рации ионов сульфпда и pII раствора с автоматическим расчетом концентрации ионов IIS.

Такая операция может быть проведена с помощью электрохимпческой цепи, составленной на основании уравнения:

25 где К,. — вторая константа дпссоцпацll! I cepo30 водорода.

180397

Е=ЕΠ— — 1 IgC, 2 (7) где С вЂ” концентрация сульфидной серы.

15 При выводе уравнения (7) допускается, что коэффициент активности ионов HS остается постоянным при тех изменениях концентрации сульфидной серы, ионного состава и температуры, которые имеют место в реальных усло20 виях сероочистки, поэтому величина коэффициента активности введена в Е .

Предмет изобретения

Учитывая, что зависимости Е, =f (VS) и

E„= f (pH) являются линейными и что угловой коэффициент второго уравнения равен 30 удвоенному коэффициенту первого уравнения, величина pHS определяется путем алгебраического сложения величин Е, и половины величины Е„:

40

Составитель Е. Бабарнна

Редактор П. Вербова Техред Л. Н. Ткаченко Корректоры: С. Н. Соколова и Г. Е. Опарина

Заказ 956/6 Тираж 1125 Формат бум. 60><90 8 Объем 0,16 изд. л. Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография. пв Сапунова, 2

Уравнение (2) может быть представлено в таком виде: рН5=рЯ+рН вЂ” рК,. (3) Цоследнее уравнение содержит отрицательные логарифмы величин, входящих в уравнение (2) . Из уравнения (3) следует, что для определения величины рН необходимо суммирование величин pS и рН.

Величина pS определяется путем измерения э.д.с. цепи, состоящей из индикаторного сульфидного электрода и каломельного электрода сравнения. Э.д.с. этой цепи Е, равна разности потенциалов сульфидного и каломельного электродов:

Е, = y, — <р, = Eo+ — рЯ (4) Величина рН определяется из измерений э.д,с. цепи, состоящей из индикаторного водородного (стеклянного) электрода и каломельного электрода сравнения. Э.д.с. этой цепи равна:

Е, = рн —, =Ео — 1рН (5) Е =E, — — E„= ED — — Eo -+- — рК, -+2 2 " 2 2 (pS+ pH) = Ео + —" pHS

В полученном уравнении E — э.д.с. комбинированной цепи, состоящей из трех электродов — двух индикаторных (сульфидного и водородного) и электрода сравнения (каломельного). Если в условиях вакуум-карбонатной сероочистки (рН 8,5 — 11,5) сульфидная сера находится в виде иона HS, то уравнение (6) может быть записано:

Потенциометрический способ непрерывного определения концентрации ионов в растворах (например, сульфид-ионов), отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния рН и автоматизации процесса измерения, одновременно с измерением концентрации сульфид-ионов определяют рН раствора с помощью стеклянного электрода и о концентрации сульфид-ионов судят по алгебраической сумме э.д.с. цепи, состоящей из индикаторного сульфидного электрода и каломельного электрода сравнения, и половины э.д.с. цепи, состоящей из индикаторного водородного электрода и каломельного электрода сравнения.