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1、. 3 西北轻工业学院学报 Sep. 1996 Vol . 14 JOURNAL OF NORTHW EST I N ST ITU TE OF L IGHT I NDU STRY 75溶解乙炔中有害气体 硫化氢、 磷化氢含量分析周凤文(基础课部)摘 要本文以醋酸镉为吸收液吸收乙炔中硫化氢,硫化氢与镉离子反应生成硫化镉,再用间接碘量法测定硫化氢的含量。 磷化氢用溴水吸收被氧化为磷酸(或磷酸盐),再与亚锡钼酸盐反应,生成蓝色化合物,用比色法测定乙炔中磷化氢的含量。关键词:溶解乙炔,硫化氢,磷化氢,间接碘量法,比色法中图法分类号:O 6551 前言溶解乙炔是电石(CaC2)和水在双挤压乙炔发生器中反
2、应生成的气体:CaC2+ 2H2O = Ca(OH)2+ C2H2经洗涤、 化学过滤、 高压过滤、 压缩充灌入瓶,溶解于丙酮中,贮存在充有硅酸钙填料的乙炔钢瓶内。溶解乙炔是八十年代发展起来的新型工艺的产品,它与氧混合燃烧可产生高温火焰,用来焊接和切割金属,使用方便、 安全可靠并可减少公害。电石(CaC2)与水反应生成乙炔时,也有杂质硫化氢和磷化氢生成,这两种气体都是易燃、 易爆物质。当空气中硫化氢的含量在4. 3%45. 5%之间时与空气混合易于爆炸,硫化氢在空气中的许可浓度为0. 01毫克? 升。 如果乙炔气体中硫化氢与磷化氢含量超标,则在乙炔的出口、 排渣、 压缩充瓶等处遇到火种,如化纤摩
3、擦产生的静电、 雷电,电机、汽车发动机等产生的火花都可能引起爆炸,特别是在排渣时由于操作过猛,硫化氢和磷化氢摩擦过快而产生自燃引起爆炸。 因此,准确分析乙炔中硫化氢与磷化氢的含量对安全生产起着重要的作用。2 分析原理收稿日期: 1995- 09- 182. 1 H2S的测定以醋酸镉为吸收液,当硫化氢与镉离子互相作用生成硫化镉,可用间接碘量法测定:Cd (CH3COO )2+ H2S = CdS+ 2CH3COOHCdS +I2= CdI2+ SI2+ 2N a2S2O3= 2N aI+ N a2S4O6以0. 2N Cd(CH3COO)2溶液作为硫化氢的吸收液,则硫化氢全部转变成硫化镉沉淀。
4、在硫化氢的吸收液中加入盐酸和一定量的而且过量的碘标准溶液,则硫化镉与碘等当量化 合,剩余的标准碘溶液再用标准硫代硫酸钠溶液滴定。 以下式6计算硫化氢的百分含量:H2S=(V1N1-V2N2)0. 01188 V100式中:V1消耗碘标准溶液的体积(毫升);N1碘标准溶液的当量浓度(N);V2消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积(毫升);N2硫代硫酸钠标准溶液的浓度(N);0. 01188在760毫米汞柱及20时, 1毫克当量硫化氢的体积(升);V应换算成在760毫米汞柱及20下的试样气体的体积(升)。2. 2 磷化氢的分析磷化氢被溴水吸收,可被氧化为磷酸(或磷酸盐),测定磷酸(或磷酸盐)时,可采用亚锡
5、 钼酸盐法进行反应。 酸性钼酸盐在磷酸(或磷酸盐)存在下,可被氯化亚锡还原,生成蓝色化合物。反应是定 量进行的,可以利用比色法测定磷化氢的含量。 磷化氢的含量按下式计算6:PH3=V10. 05100 V式中:V1相当于磷酸二氢钾标准溶液的体积(毫升);V应换算为760毫米汞柱及20下的试样的体积(毫升);0. 051毫升磷酸二氢钾标准溶液相当于磷化氢的体积(毫升), 760毫米汞柱,20。3 试剂与仪器3. 1 试剂盐酸:分析纯,比重1. 19和11溶液;碘:分析纯, 0. 1N标准溶液;冰醋酸:分析纯;淀 粉指示剂: 0. 5%溶液;醋酸镉:分析纯, 0. 2N溶液;乙炔饱和的饱和食盐水1
6、0升; 0. 1N硫代 硫酸钠标准溶液;亚硫酸钠:分析纯, 10%溶液;溴水:分析纯, 0. 3%溶液;氯化亚锡(分析 纯);钼酸铵(分析纯);磷酸二氢钾(分析纯)。3. 2 仪器聚乙烯盛气袋:约400600m l 1个;碘量瓶: 500m l 3个;扎氏吸收瓶: 100m l 2支; 50m l67西北轻工业学院学报 第14卷1支;酸式滴定管: 2支;下口瓶: 10升2个;医用注射器: (8号针头) 100m l一支;比色管:100m l 6支。4 实验部分4. 1 测定步骤4. 1. 1 H2S的测定在下口瓶中装入10升饱和食盐水,调节液面刚好在零刻度线上。在两个扎氏吸收瓶中 各装40m
7、l Cd(AC)2吸收液,并用胶管对接,第二吸收瓶与盛乙炔气的聚乙烯气袋相连。调 节食盐水以300400m l? 分钟速度自然流入另一下口瓶中,待液面刚好为10升时停止吸入,记录体积、 瓶口的压力和温度。 将吸收液小心地转入500毫升碘量瓶中,用滴定管加入碘标准溶液10. 00毫升。另用5 毫升碘溶液及11盐酸5毫升溶解吸收瓶中残留的沉淀,转移到碘量瓶中。用水洗至无碘 溶液为止,洗涤液均并入碘量瓶中,再加入11盐酸10毫升,盖好瓶塞摇匀置于暗处放置10分钟,用硫代硫酸钠标准液滴定至淡黄色,加入淀粉指示剂约1毫升,继续滴定至蓝色刚刚消失。 按公式计算H2S的含量。4. 1. 2 PH3的测定取0
8、. 3%溴水20毫升于扎氏吸收瓶中,瓶入口套有夹死的透明胶管,以备进样。用100 毫升注射器在聚乙烯盛乙炔气袋取样,置换23次后,以每分钟20毫升的速度取出5070乙炔气体(根据PH3含量多少而定),同时记录下口瓶中气体温度。 将试样以每分钟20毫 升速度进入吸收瓶,取新鲜空气5070毫升,以同样速度进入吸收瓶。 将吸收液小心转移到100毫升比色管中,用少量水洗涤吸收瓶23次,洗涤液并入比色管中,使比色管体积达50 60毫升,滴加亚硫酸钠溶液至溴水褪色,再过量12滴,用吸液管加入5毫升钼酸铵,摇 匀,置于2540水浴中静置510分钟,滴加二氯化锡溶液5滴(约0. 25毫升),摇匀,再于水浴中静
9、置10分钟,稀释至刻度进行比色。 在同样条件下,于5个100毫升比色管中分别加入蒸馏水5060毫升,磷酸二氢钾标 准溶液0. 2, 0. 4, 0. 6, 0. 8, 1. 0毫升及与试样同量的钼酸铵、 氯化亚锡溶液,显色后与试样进 行比色。 按公式计算PH3的含量。4. 2 测定结果4. 2. 1 H2S含量 表1 H2S的测定结果测定次数 ?乙炔体积(升)9. 38. 79. 39. 0H2S(% )0. 0090. 0110. 0110. 008 平均值(% )0. 0098 相对偏差(% )1377第3期 周凤文:溶解乙炔中有害气体硫化氢、 磷化氢含量分析4. 2. 2 PH3含量 表
10、2 PH3的测定结果测定次数 ?乙炔体积(毫升)5060608060PH3(% )0. 0540. 0540. 0540. 0590. 054平均值(% )0. 055相对偏差(% )35 结果与讨论(1)为了保证产品符合GB6819- 86的要求及达到被采用的国际标准,溶解乙炔的质量内控指标应符合表3规定。表3 溶解乙炔内控指标指标名称指 标 值检 测 方 法H2S含量(% )PH3含量(% )硝酸银试纸不变色或呈淡黄色0. 10. 06硝酸银试纸在10s内测试碘量法钼蓝比色法目前有些国家利用快速检验法,利用硝酸银试纸检验H2S和PH3。反应如下:H2S + A gNO3= A g2S+ 2
11、HNO3黑色PH3+ 6A gNO3= PA g33A gNO3+ 3HNO3黄色当乙炔中H2S和PH3含量极少时,试纸不变色,或呈淡淡的微黄色1,含量也就小于国标要求,属合格产品。(2)通过测定,溶解乙炔的质量符合国际标准要求,见表4所示。表4 与国外同类产品对比结果1杂质名称日本美国苏联国标实测H2S(% )无显色0. 050. 050. 10. 01PH3(% )无显色0. 050. 010. 060. 055(3)注射器内壁要涂液体石蜡,避免玻璃对磷化氢的吸附,否则测定结果偏低。(4)溴水的浓度不低于0. 3% ,否则对PH3吸收不完全。87西北轻工业学院学报 第14卷参 考 文 献1
12、 日本工业标准J ISK1902- 80溶解乙炔2 一机部材料研究所 “材料化学分析方法”136(1965)3 P. Pakalns, A nal . Chim. A cta 40(1968)4 潘教麦等著.显色剂及其在冶金分析中的应用.上海科学技术出版社, 19815 永长辛雄.分析化学(日)22. 850(1973)6 中华人民共和国石油化学部部标准HG2- 737- 757 中华人民共和国国家标准GB6819- 86ANALYSISOF THE CONTENT OF HYDROGEN SULGI DE AND HYDROGEN PHOSPHI DE THE PO ISONOUS GASE
13、S IN SULFI DEZhou Fengw enABSTRACTThis paper takes cadm ium acetate as iyosorption. W hen the reaction between hydro2gen sulkide and cadm ium ion produce cadm ium sulkide, then we can use iodometric titra2tion to determ ine the content of hydrogen sulkide in acetylene. Hydrogen phosphide can betaken
14、 in by brom ine water to be oxidized phosphoric acid(or orthoposphonc acid salt).Then, Stammous chloride and molybdate make reaction each other, it can produce bluecompound.Then, we can use colorimetric analysis to determ ine the content of hydrogenphosphide in acetyleme.Keywords: solution acetyleme, hydrogen sulkide, hydrogen phosphide,iodometry,colorimetric analysis97第3期 周凤文:溶解乙炔中有害气体硫化氢、 磷化氢含量分析
