Спосіб визначення марганцю в бензині

Спосіб визначення марганцю в бензині, який включає атомно-абсорбційне визначення марган 3 Після розділення водної та органічної фаз, водний екстракт переносять у мірну колбу місткістю 25см3, доводять до мітки дистильованою водою, перемішують, отриманий розчин розпилюють в полум'я ацетилен-повітря атомно-абсорбційного спектрофотометру та вимірюють атомне поглинання марганцю по резонансній лінії l=279,5нм. Вміст марганцю встановлюють за градуювальним графіком. Готують градуювальні розчини з концентрацією марганцю (II), мг/л: 2,0; 4,0; 8,0; 12,0; 16,0; 20,0. Для цього в мірні колби на 25мл додають 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0мл стандартного розчину марганцю (II) з концентрацією 0,100г/л, приготованого з металічного марганцю. Для усунення впливу екстрагенту на атомне поглинання в кожну колбу додають 5,0см3 розчину хлорної води з концентрацією активного хлору, як при екстрагуванні марганцю (II). Таким чином, в досліджуваних та градуювальних розчинах створюється однакова концентрація екстрагенту. Доводять до об'єму 25см3 дистильованою водою. В умовах експерименту марганець вилучається кількісно, результат експерименту наведений у таблиці 1. Хлорну воду отримували пропусканням газоподібного хлору через дистильовану воду, яка не містила диоксиду вуглецю. Газоподібний хлор отримували за реакцією перманганату калію з хлороводневою кислотою при температурі лабораторного приміщення 18±1°С [3]. Вміст активного хлору визначали йодометричним методом при взаємодії активного хлору з йодидом калію в ацетатному буферному розчині з відділенням елементного йоду, який титрували розчином тіосульфату натрію [4,5]. Приклад 2. В ділильну воронку місткістю 50см3 вміщують 5,0см3 модельної суміші бензину (76об.% ізооктану та 24об.% н-гептану), яка містить 0,060г/дм3 ММТ (що відповідає 0,0155г/дм3 марганцю (II)), додають 5см3 розчину гіпохлориту натрію з концентрацією активного хлору 5ммоль/дм3, 1см3 розчину сірчаної кислоти із концентрацією 0,1моль/дм3 та екстрагують протягом 2 хвилин. Вміст марганцю встановлюють аналогічно прикладу 1, але до градуювальних розчинів замість хлорної води додавали розчин гіпохлориту натрію. В умовах експерименту марганець вилучається кількісно, результат експерименту наведений у таблиці 1. Розчин гіпохлориту натрію - безбарвна рідина з лужною реакцією. Реактив в розчині поступово розкладається на хлорид натрію, хлорат натрію і кисень, швидкість розкладання залежить від концентрації розчину і домішок вільного лугу. Світло і нагрівання прискорюють розкладання. Розчин гіпохлориту натрію отримують пропусканням газоподібного хлору через розчин гідроксиду натрію при температурі лабораторного приміщення 18±1°С [3]. Вміст активного хлору визначається аналогічно прикладу 1. Приклад 3. В ділильну воронку місткістю 50см3 вміщують 5,0см3 модельної суміші бензину(76об.% ізооктану та 24об.% н-гептану), яка містить 0,060г/дм3 ММТ (що відповідає 0,0155г/дм3 марганцю (II)), 5см3 розчину хлорного вапна з концентрацією активного хлору 5ммоль/дм3, 1см3 розчину сірчаної кислоти із концентрацією 0,1моль/дм3 та екстрагують на протязі 2 хвилин. Вміст марганцю 45653 4 встановлюють аналогічно прикладу 1, але до градуювальних розчинів замість хлорної води додавали розчин хлорного вапна. В умовах експерименту марганець вилучається кількісно, результат експерименту наведений у таблиці 1. Вміст активного хлору визначається аналогічно прикладу 1. Марганець екстрагують різними екстрагентами: хлорною водою, розчином хлорного вапна та розчином гіпохлориту натрію. Результати дослідження залежності ступеню вилучення марганцю від екстрагенту приведені у таблиці 1. Всі екстрагенти кількісно вилучають марганець (II), але найбільш зручно використовувати розчин хлорного вапна, тому що отримання хлорної води та гіпохлориту натрію потребує особливих умов техніки безпеки. Тому в подальшому використовували розчин хлорного вапна. Приклад 4. В ділильну воронку місткістю 50см3 вміщують 5,0см3 модельної суміші бензину(76об.% ізооктану та 24об.% н-гептану), яка містить 0,060г/дм3 ММТ (що відповідає 0,0155г/дм3 марганцю (II)), 5см3 розчину хлорного вапна з концентрацією активного хлору 5ммоль/дм3, 1см3 розчину сірчаної кислоти із концентрацією 0,1моль/дм3 та екстрагують, змінюючи при цьому час екстракції. Вміст активного хлору визначається аналогічно прикладу 1. Вміст марганцю встановлюють аналогічно прикладу 1. Результати досліджень залежності ступеня вилучення марганцю від часу екстракції представлені в таблиці 2. Найбільше вилучення спостерігається при 2 хвилинах екстракції. Якщо екстрагувати менше ніж2 хвилини, марганець вилучається не кількісно. Якщо екстрагувати більше ніж 2 хвилини, то ступень вилучення не змінюється, тому найбільш прийнятний результат спостерігається при екстракції протягом 2 хвилин. Приклад 5. В ділильну воронку місткістю 50см3 вміщують 5,0см3 модельної суміші бензину(76об.% ізооктану та 24об.% н-гептану), яка містить 0,060г/дм3 ММТ (що відповідає 0,0155г/дм3 марганцю (II)), та екстрагують його протягом 2 хвилин, змінюючи при цьому концентрацію активного хлору, яка залежить від концентрації розчину хлорного вапна. Вміст активного хлору визначається аналогічно прикладу 1. Вміст марганцю встановлюють аналогічно прикладу 1. Результати досліджень залежності ступеня вилучення марганцю від концентрації активного хлору в розчині хлорного вапна представлені в таблиці 3. Найбільше вилучення спостерігається при концентрації активного хлору 4,00-5,00ммоль/дм3. Якщо концентрація активного хлору у хлорному вапні менша ніж 4,00ммоль/дм3, марганець вилучається не кількісно. Якщо концентрація активного хлору у хлорному вапні більша ніж 5,00ммоль/дм3, то ступень вилучення не змінюється, тому найбільш прийнятний результат спостерігається при концентрації активного хлору у хлорному вапні 4,00-5,00ммоль/дм3. Приклад 6. Вивчали вплив концентрації сірчаної кислоти на ступінь вилучення марганцю розчином хлорного вапна. В ділильну воронку місткістю 50см3 вміщують 5,0см3 модельної суміші бензину (76об.% ізооктану та 24об.% н-гептану), яка містить 0,060г/дм3 ММТ (що відповідає 0,0155г/дм3 марганцю (II)), 5см3 розчину хлорного вапна з кон 5 45653 центрацією активного хлору 5,00ммоль/л, 0,5см3 0,1М розчину сірчаної кислоти, 1,5см3 дистильованої води та екстрагують на протязі 2 хвилин. Концентрація сірчаної кислоти складає 0,0071моль/дм3. Вміст активного хлору визначають аналогічно прикладу 1. Вміст марганцю встановлюють аналогічно прикладу 1. Змінювали концентрацію сірчаної кислоти. Для цього додавали 1,0; 1,5; 2,0см3 0,1М розчину сірчаної кислоти та відповідно 1,0; 0,5; 0см3 дистильованої води. Концентрація сірчаної кислоти в отриманих розчинах складала 0,0142; 0,0213; 0,0286моль/дм3 відповідно. Результати досліджень залежності ступеня вилучення марганцю від концентрації сірчаної кислоти представлені в таблиці 4. Найбільше вилучення спостерігається при концентрації сірчаної кислоти 0,014моль/дм3. Якщо концентрація сірчаної кислоти менше ніж 0,014моль/дм3, марганець вилучається не кількісно. Якщо концентрація сірчаної кислоти більше ніж 0,014моль/дм3, то ступень вилучення не змінюється, тому найбільш прийнятний результат спостерігається при концентрації сірчаної кислоти 0,014моль/дм3. В зв'язку з тим, що кількісне вилучення марганцю досягається при співвідношенні водної та органічної фаз 1:1, то збільшувати це співвідношення було недоцільним. Правильність розробленої методики аналізу оцінена методом „введено-знайдено" при аналізі бензину, що містить 25об.% олефінів (таблиця 5). Техніко-економічна ефективність. Запропонований спосіб дозволяє підвищити точність атомноабсорбційного визначення марганцю в бензині шляхом переведення марганцю з проби бензину у водну фазу, усунувши таким чином вплив компонентів бензину, та знизити небезпеку методики аналізу за рахунок виключення токсичних реагентів - брому та метилізобутилкетону, та знизити вартість аналізу за рахунок виключення дорогого реагенту - метилізобутилкетону. Таблиця 1 Результати дослідження залежності ступеня вилучення марганцю (II) різними екстрагентами Екстрагент Хлорна вода Розчин хлорного вапна Гіпохлорит натрію R, % 100 100 100 Таблиця 2 Результати дослідження залежності ступеня вилучення марганцю (II) від часу екстракції t, хвил. 1 2 3 4 R, % 76,8 98,9 99,8 100 6 5 6 7 8 9 10 100 100 100 100 100 100 Таблиця 3 Результати досліджень залежності ступеня вилучення марганцю (II) від концентрації активного хлору у розчині хлорного вапна Концентрація хлорного вапна, ммоль/дм3 0,98 1,96 3,92 4,9 7,14 9,8 R, % 67,2 89,6 100 100 100 100 Таблиця 4 Результати досліджень залежності ступеня вилучення марганцю (II) від концентрації сірчаної кислоти Концентрація сірчаної кислоти, моль/дм3 0,0071 0,0142 0,0213 0,0286 R, % 77,4 100 100 100 Таблиця 5 Правильність атомно-абсорбційного визначення марганцю(II) методом екстракції (n=5, р=0.95) Концентрація марганцю, мг/дм3 Sr В пробі Введено Знайдено Х±δ 0,020 0,020 0,041 0,041±0,001 0,04 Джерела інформації 1. Хавезов И., Цалев Д. Атомноабсорбционный анализ. - Ленинград: Химия. 1983. - С.124-125. 2. ASTM D 3831-01 Standard Test Method for Manganese in Gasoline By Atomic Absorption Spectroscopy (прототип). 3. Фрумина H.C., Лисенко И.Ф., Чернова М.А. Хлор (Аналитическая химия элементов). - М.: Наука. 1983. - 200с. 4. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия. 1984. - 448с. 5. ГОСТ 18190-72 Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора. //Вода питьевая. Методы анализа. М.: Издательство стандартов. 1984. - С.65-71. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 45653 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601