 |
Определение содержания серы ламповым методом
|
|
|
|
Одним из методов количественного определения в нефтях и нефтепродуктах серы, входящей в любые органические соединения, является ламповый метод. Сущность этого метода заключается в сжигании навески нефтепродукта в стеклянной лампочке с фитилем и поглощении образовавшегося при этом сернистого газа раствором углекислого натрия:
SO2 + Na2CO3 ® Na2SO3 + CO2,
2 Na2SO3 + O2 ® 2 Na2SO4.
Избыток углекислого натрия оттитровывается соляной кислотой. Метод предназначен для определения общей серы в светлых нефтепродуктах и в маловязких маслах, которые сгорают без остатка в лампочке прибора.
Прибор (рис.4) состоит из трех параллельно работающих лампочек 4 с ламповыми стеклами 3, трех абсорберов 1, каждый из которых имеет два сообщающихся резервуара (большой и малый), три брызгоуловителя 2, общую гребенку к водоструйному или вакуумному насосу. Сухие и чистые лампочки закрывают пробкой с трубочкой, сквозь которую пропущен фитиль. Нижний конец фитиля должен располагаться по окружности дна лампочки. Первые две лампочки вместе с фитилями и колпачками предварительно взвешивают на аналитических весах, затем заполняют каждую лампочку 1 мл испытуемого масла 5, вставляют фитиль, закрывают колпачками и повторно взвешивают для установления массы продукта, предназначенного для сжигания. После этого навески разбавляют бессернистым бензином в зависимости от вязкости анализируемого продукта в отношении 2,5:1 или 7:1.
В третью лампочку, предназначенную для контрольного опыта, наливают без взвешивания этиловый спирт или гептан. Контрольный опыт ставят для того, чтобы исключить возможные ошибки в анализе за счет кислых загрязнений в воздухе.
В большие резервуары абсорберов насыпают до 2/3 их высоты чисто вымытые стеклянные бусы или отрезки стеклянных палочек в качестве насадки.
|
|
|
В малые резервуары абсорберов заливают по 25 мл 0,3%-ного водного раствора углекислого натрия. Смазывают шлифы, собирают комбинированный прибор и к брызгоуловителям на резиновых трубках подключают гребенку вакуума. После того как комбинированный прибор собран и пробы набраны, включают насос и устанавливают неинтенсивное просасывание воздуха через все три абсорбера. Лампочки ставят под ламповые стекла и зажигают их от спиртовки. Края фитильных трубок при этом следует располагать не более чем на 8 мм выше нижнего края лампового стекла, высота пламени 6-8 мм. Пламя должно быть некоптящим, скорость просасывания воздуха и продуктов горения следует установить равномерной, брызги из абсорбера не должны попадать в брызгоуловитель.
После полного сгорания навески масла снова наливают 1-2 мл бессернистого бензина и вновь его полностью сжигают. Это необходимо для уменьшения ошибок, связанных с образованием на фитиле нагаров коптящих нефтепродуктов.
Лампочку в контрольном опыте гасят одновременно с окончанием сжигания в целевых пробах.
Через 5 минут после сжигания насос останавливают, прибор разбирают. Брызгоуловители, ламповые стекла и верхние части абсорберов промывают дистиллированной водой, расходуя 50-70 мл воды. Промывные воды собирают в абсорберы. Содержимое абсорберов раздельно переводят в конические колбы.
Избыток соды в растворе оттитровывают 0,05 н раствором соляной кислоты в присутствии индикатора - 0,05%-ного водного раствора метилоранжа.
Вначале титруют раствор контрольного опыта, а затем растворы от целевых опытов, применяя при этом раствор контрольного опыта, окрашенный в оранжевый цвет, в качестве эталона сравнения.
Содержание серы в анализируемом масле
,
где V - объем 0,05 н раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование в контрольном опыте, мл;
|
|
|
V1 - то же в целевом опыте, мл;
K - поправочный коэффициент к титру 0,05 н раствора соляной кислоты;
0,0008 - количество серы, эквивалентное 1 мл 0,05 н раствора соляной кислоты, г;
G - навеска масла, г (масса сгоревшего нефтепродукта).
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 5 % от величины меньшего результата. Содержание серы в испытуемом нефтепродукте вычисляется как среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
При сжигании разбавленного нефтепродукта массу сгоревшего нефтепродукта определяют как разность между весом лампочки с навеской продукта и чистой сухой лампочки, взвешенной перед испытанием.
Результат и анализ
1.Определение молекулярной массы
где K=5,12; 
; 
; 
2.Определение плотности нефтепродукта пикнометрическим методом
Опыт 1
где m1=5,4243 г; m2=15,4626 г; m3=14,4082 г
3. Определение показателя преломления
nD20=1,488
4. Определение содержания серы
Опыт 1
где V=27,9 мл; V1=26,9 мл; К=1;G=0,1090 г
Опыт 2
где V=27,9 мл; V1=27,2 мл; К=1;G=0,0709 г
Sсред = 0,757
5. Произведём расчёты по формулам
Для опыта 1: n=1,488; d=0,8934
 ,
|
 ,
|
 ,
|
|
а) Вычисление доли углерода ароматической структуры (% Cа):
при V<0, 
б) Вычисление доли атомов углерода всех кольчатых структур в сумме (% Ck)
при W>0, 
%Cn=100-%Ck =100-45,49=54,51,
%CH=100-%Ca =100-2,54=97,46
в) Вычисление числа колец в ароматической структуре средней молекулы (Ka):
при V<0; 
г) Вычисление общего числа колец в средней молекуле (Ko):
при W>0; 
д) Вычисление числа колец в нафтеновой структуре средней молекулы (KH) в обоих случаях:
KH= Ko- Ka. =2,76-0,13=2,63
Таблица 1
| Наименование нефтепродукта | Распределение углерода по структурным группам | Число колец в средней молекуле продукта | |||||
| Ca | CH | Cn | Ck | Ka | KH | Ko | |
| М-10Г2К Опыт 1 | 2,54 | 97,46 | 54,51 | 45,49 | 0,13 | 2,75 | 2,62 |
|
|
|
