煤氣和工藝?yán)淠褐新然瘹涞臏y定

盧乙試

(河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

0 前言

煤氣中的HCl、H2S會對煤氣管線(304材質(zhì))造成較大的腐蝕，尤其Cl-對其腐蝕較為嚴(yán)重。所以檢測煤氣中的HCl、H2S成分將對管材的保護(hù)起檢測作用，對選材起到指導(dǎo)作用。本文所述方法適用于煤氣和工藝?yán)淠褐新入x子的測定。尋找一個(gè)簡單易行的實(shí)驗(yàn)方法對日常的檢測有很大的意義。經(jīng)過筆者的摸索與實(shí)驗(yàn)，把方法鎖定在莫爾法上，然而吸收下來的溶液或工藝?yán)淠撼煞謴?fù)雜，測定影響因素多，需要大量的處理工作，本文從原理到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)步驟注意事項(xiàng)等做了詳細(xì)的闡述。

1 實(shí)驗(yàn)原理

煤氣主要成分有:CO、CO2、H2、N2、H2S、微量HCl、NH3、CH4和氧氬等。用稀堿液吸收粗煤氣，氣體中的 HCl、CO2、H2S、NH3一同被吸收。NH3與Ag+形成Ag(NH3)2+影響結(jié)果的準(zhǔn)確度，可以加強(qiáng)堿然后加熱使NH3溢出，消除其對測定的影響。由于Ag2S的溶度積為2×10-49，所以S2-對Cl-的測定有影響，可用30%的過氧化氫把S2-氧化成硫酸根(Ag2SO4的溶度積為1.4×10-5，AgCl的濃度積為1.8×10-10)，從而消除了S2-對測定的影響。在中性或弱堿性條件下，以鉻酸鉀為指示劑，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定，以消耗的硝酸銀的量計(jì)算HCl的含量。反應(yīng)方程式如下:

2 試劑和儀器

試劑:0.05 mol/L氫氧化鈉溶液;0.1 mol/L氫氧化鈉溶液;200 g/L碳酸氫鈉溶液;1+1硝酸溶液;1%酚酞指示劑(95%乙醇溶液)，10%鉻酸鉀指示劑，30%過氧化氫(H2O2);0.05 mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。

儀器:自動(dòng)滴定儀1臺;500 mL容量瓶;濕式流量計(jì)1臺;吸收瓶2個(gè);乳膠管若干;彈簧夾1支;三通1支。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在吸收瓶中加入0.05 mol/L氫氧化鈉溶液至吸收瓶體積的1/2，如圖1所示連接好。

圖1 實(shí)驗(yàn)連接示意圖

調(diào)節(jié)好流量(約5 L/min)，根據(jù)具體情況吸收200～1 000 L氣體。吸收液轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，定容至刻度。用移液管準(zhǔn)確吸取100 mL吸收液于250 mL錐形瓶中，加1 mL 30%過氧化氫溶液。如有NH3存在，可用此步驟消除影響。加200 g/L氫氧化鈉溶液5.00 mL，然后在電爐上加熱使NH3溢出，完畢時(shí)取下冷卻至室溫，加入適量蒸餾水。2～3滴酚酞指示劑，用1+1硝酸溶液中和至剛好無色。加入1 mL 10%鉻酸鉀指示劑，用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至橙色，記下硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量V，同時(shí)做空白試驗(yàn)，記下硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量V0。

4 結(jié)果計(jì)算

氣體中HCl的含量X(mg/L)按下式計(jì)算:

其中:c，硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，mol/L;V，滴定水樣時(shí)硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，mL;V0，空白試驗(yàn)時(shí)硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量，mL;V(樣)，滴定中所取水樣的體積，mL;V(氣)，所取粗煤氣樣體積，L;0.5，容量瓶體積，L;36.5，HCl相對分子質(zhì)量。

5 注意事項(xiàng)

①取氣樣時(shí)流速不易太大。②取氣樣體積不易太小，太小了溶液中的Cl-含量過少，終點(diǎn)不易判斷。③加入過氧化氫若出現(xiàn)渾濁，則適當(dāng)加大過氧化氫的量或適當(dāng)減少取樣量。④NH3的存在對測定結(jié)果影響很大，務(wù)必使其溢出完全，可用pH試紙或紅色石蕊試紙?jiān)谥蠓械钠靠跍y試。⑤鉻酸鉀指示劑不可加多或少加，加多了終點(diǎn)將過早出現(xiàn)，加少了終點(diǎn)將過遲出現(xiàn)，影響滴定的準(zhǔn)確度。⑥臨近終點(diǎn)時(shí)要?jiǎng)×覔u動(dòng)，以減少AgCl對Cl-的吸附以免終點(diǎn)提前到達(dá)。