РД 34.37.509-83

    
    
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

    
    
МЕТОДИКА  ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ В РАСТВОРАХ АММИАКА

    
    
Дата введения 1984-07-01

    
    
    РАЗРАБОТАН Всероссийским теплотехническим научно-исследовательским институтом (ВТИ)
    
    ИСПОЛНИТЕЛИ Ю.М.Кострикин, Н.М.Калинина, С.М.Рубчинская, О.М.Штерн, С.Ю.Петрова
    
    УТВЕРЖДЕН Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 26.12.83
    
    Главный инженер В.В.Нечаев
    
    ПЕРЕИЗДАНИЕ с Изменением N 1 в 1996 г.
    
    
    Настоящий Руководящий документ распространяется на растворы аммиака, применяемые для поддержания рН питательной воды котлов тепловых электростанций, и устанавливает методы определения содержания связанной углекислоты в растворах.
    
    

    1 АППАРАТУРА И РЕАКТИВЫ

    
    Кальций хлористый - по ТУ 6-09-4711;
    
    кислота соляная - по ГОСТ 3118 или фиксанал по ТУ 6-09-2540;
    
    кислота серная - по ГОСТ 4204;
    
    натрия гидрооксид - по ГОСТ 4328;
    
    магний сернокислый фиксанал - по ТУ 6-09-2540;
    
    трилон Б - по ГОСТ 10652;
    
    спирт этиловый ректифицированный технический - по ГОСТ 18300;
    
    эриохром черный Т - по ТУ 6-09-4772;
    
    метиловый оранжевый - по ТУ 6-09-4530;
    
    бария гидроокись восьмиводная - по ГОСТ 4107;
    
    фенолфталеин - по ТУ 6-09-5360;
    
    аммиак водный - по ГОСТ 3760;
    
    аммоний хлористый - по ГОСТ 3773;
    
    кислота щавелевая - по ГОСТ 22180;
    
    вода дистиллированная - по ГОСТ 6709;
    
    весы лабораторные общего назначения, II класса точности с пределом взвешивания 200 г;
    
    пипетки измерительные градуированные и без промежуточных делений вместимостью 50 и 100 см - по ГОСТ 29227;
    
    капельницы (по Строшеину) - по ГОСТ 25336;
    
    бюретки без крана со стеклянным наконечником вместимостью 25 см - по ГОСТ 29251;
    
    воронки стеклянные конусообразные N 4 - по ГОСТ 25336;
    
    воронки капельные вместимостью 100 см - по ГОСТ 25336;
    
    цилиндры измерительные вместимостью 50, 100, 250, 500 и 1000 см - по ГОСТ 1770;
    
    колбы конические широкогорлые вместимостью 100, 250, 500 и 1000 см - по ГОСТ 25336;
    
    стаканы химические низкие вместимостью 300 и 500 см - по ГОСТ 25336;
    
    колбы мерные вместимостью 250, 500 и 1000 см - по ГОСТ 1770;
    
    трубки хлоркальциевые 10/19 - по ГОСТ 25336;
    
    микропроцессор любого типа.
    
    

    2 МЕТОД ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ РАСТВОРА АММИАКА

    
    2.1 Сущность метода состоит в осаждении малорастворимого карбоната кальция путем введения в раствор аммиака избытка хлористого кальция, отделения образовавшегося осадка и измерения его количества.
    
    2.2 Приготовление растворов
    
    2.2.1 Раствор хлористого кальция с массовой долей 5% готовят, растворяя 50 г соли хлористого кальция в 950 см дистиллированной воды. Раствор хранят в склянке со стеклянной пришлифованной пробкой.
    
    2.2.2 Раствор гидроокиси натрия концентрации (NaOH)=0,1 моль/дм приготовляют по ГОСТ 4919.2, разбавляя затем до нужной концентрации. Раствор хранят в склянке, соединенной с бюреткой. Раствор должен быть защищен от доступа углекислоты из воздуха с помощью хлоркальциевых трубок, наполненных натронной известью, или путем присоединения к промывалке с раствором KОН либо NaOH. Титр раствора гидроокиси натрия устанавливают по навеске чистой двухводной щавелевой кислоты. Для этого отвешивают на аналитических весах 0,6303 г щавелевой кислоты, растворяют навеску в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 100 см. Доводят объем жидкости в колбе до метки и тщательно перемешивают. Затем отбирают пипеткой не менее трех порций по 10 см, помещают их в чистые конические колбы вместимостью 100 или 250 см, приливают свежепрокипяченную и остуженную дистиллированную воду примерно по 30-40 см в каждую колбу и вводят по 3-5 капель спиртового раствора фенолфталеина.
    
    Приготовленный раствор титруют раствором щелочи до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 1 мин. Количества израсходованного щелочного раствора не должны отклоняться более чем на 0,05 см.
    
    Концентрацию гидроокиси натрия (NaOH)=0,1 моль/дм () определяют по формуле
    

,                                               (1)

    
где - количество приготовленного раствора щавелевой кислоты, взятое для титрования, см;
    
     - концентрация раствора щавелевой кислоты (1/2НСО·2НО)=0,1 моль/дм;
    
     - среднее арифметическое из количеств щелочного раствора, израсходованных на титрование 10 см щавелевой кислоты.
    
    2.2.3 Титрованный раствор соляной кислоты концентрации (HCl)=0,1 моль/дм приготовляют из фиксанала.
    
    Раствор хранят в склянке, соединенной с бюреткой резиновыми трубками.
    
    Концентрацию раствора соляной кислоты (HCl)=0,1 моль/дм устанавливают по раствору щелочи. Для этого в конические колбы вместимостью по 100 или 250 см отбирают не менее трех порций по 10 см щелочного раствора, пользуясь бюреткой, присоединенной к сосуду с раствором, вливают в каждую колбу по 30-40 см дистиллированной воды и по 3 капли водного раствора метилового оранжевого и титруют окрашенную в желтый цвет жидкость раствором кислоты до изменения цвета в оранжевый.
    
    Расход кислоты на титрование этих порций не должен различаться более чем на 0,05 см.
    
    Концентрацию раствора кислоты (НСl)=0,1 моль/дм определяют по формуле
    

,                                        (2)

    
где - количество щелочного раствора, взятого для титрования;
    
     - концентрация раствора щелочи (NaOH)=0,1 моль/дм;
    
     - среднее арифметическое из количеств раствора кислоты, израсходованных на титрование, см.
    
    2.2.4 Раствор трилона Б 0,05 м концентрации готовят, растворяя 18,61 г этого вещества в литре дистиллированной воды. Молярность раствора устанавливают по фиксанальному раствору соли магния, применяя в качестве индикатора спиртовой раствор эриохром черного Т.
    
    2.2.5 Спиртовой раствор фенолфталеина готовят, растворяя 1 г индикатора в 100 см этилового спирта.
    
    2.2.6 Водный раствор метилового оранжевого готовят, растворяя 0,1 г индикатора в 100 см дистиллированной воды.
    
    2.2.7 Аммиачную буферную смесь готовят, смешивая 80 см водного раствора аммиака с массовой долей 25% и 100 см раствора хлористого аммония с массовой долей 20% и доводя объем дистиллированной водой до 1000 см.
    
    2.2.8 Спирто-аммиачный раствор эриохром черного Т готовят, растворяя 0,5 г индикатора в 20 см аммиачной буферной смеси и доводя объем до 100 см этиловым спиртом.
    
    2.3 Проведение анализа
    
    Для проведения анализа из емкости (бака) с раствором аммиака или из трубопровода, по которому подают аммиачный раствор к дозирующим устройствам, отбирают около 0,5 дм раствора аммиака в чистую склянку с резиновой пробкой.
    
    Перед отбором, открыв кран или вентиль, сбрасывают в дренаж около 1 дм аммиачного раствора, затем наполняют склянку и выливают ее содержимое также в дренаж. Лишь после этого отбирают порцию аммиачного раствора (около 0,5 дм) для анализа.
    
    Пипеткой из склянки отбирают точно 100 см раствора аммиака (если раствор с массовой долей 1-1,5%) или точно 25,0 см концентрированного раствора.
    
    Отобранное количество помещают в химический стакан вместимостью 250-300 см, в который предварительно наливается 70-80 см дистиллированной воды. При непрерывном перемешивании стеклянной палочкой (под вытяжным шкафом) вводят в жидкость по каплям раствор хлористого кальция, следя за образованием осадка. При этом жидкость нагревают, постепенно доводя ее до кипения. В кипящую жидкость вводят еще 2-3 см раствора хлористого кальция (в избыток) и поддерживают кипение до удаления основной массы аммиака.
    
    Образовавшийся осадок быстро отфильтровывают на беззольный фильтр, обмывая стенки стакана, фильтр и осадок горячей дистиллированной водой. Фильтр с осадком опускают в стакан, где проводилось осаждение. На стенках этого стакана обычно остаются частички карбоната кальция. В стакан вливают точно отмеренный объем раствора соляной кислоты концентрации (НСl)=0,1 моль/дм, достаточный для растворения всего углекислого кальция как с фильтра, так и со стен стакана (если введено недостаточное количество кислоты, ее добавляют, точно учитывая общее количество введенной кислоты).
    
    Дальнейший анализ может выполняться двумя способами.
    
    2.3.1 В жидкость вливают 100 см дистиллированной воды и от 3 до 5 капель индикатора метил-оранжа. Раствор должен быть окрашен в красный цвет. Его титруют раствором гидроокиси натрия концентрации (NaOH)=0,1 моль/дм до перехода окраски в оранжево-желтую.
    
    2.3.2 Жидкость титруют 0,05 м раствором трилона Б. Для этого кислый раствор нагревают до кипения для удаления СО, затем после охлаждения добавляют 5 см аммиачной буферной смеси, 5-7 капель индикатора эриохром черного и титруют окрашенную в виннокрасный цвет жидкость 0,05 м раствором трилона Б до изменения цвета жидкости в сине-фиолетовый.
    
    2.4 Обработка результатов анализа
    
    2.4.1 По п.2.3.1 концентрацию углекислоты (СО в аммиачном растворе определяют по формуле (г/кг)
    

,                                        (3)

    
где и   - концентрации растворы соляной кислоты (НСl)=0,1 моль/дм и гидроокиси натрия (NaOH)=0,1 моль/дм;
    
     - объем аммиачного раствора взятый для анализа, см;
    
     и - объемы кислоты и щелочи концентрации (НСl) и (NaOH) 0,1 моль/дм, использованная для растворения СаСО и оттитровывания избытка кислоты, см;
    
    2,2 - десятая часть эквивалентной массы (СО) в данной реакции.
    
    2.4.2 По п.2.3.2 концентрацию углекислоты (СО) в аммиачном растворе определяют (г/кг) по формуле
    

,                                        (4)

где - расход раствора трилона, см;
    
     - молярность раствора трилона;
    
    4,4 - десятая часть молекулярного веса;
    
     - объем аммиачного раствора, см.
    
    2.4.3 Результаты определений округляются до сотых долей.
    
    

    3 МЕТОД ВЫТЕСНЕНИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ ИЗ АММИАЧНОГО РАСТВОРА

    
    3.1 Сущность метода состоит в вытеснении углекислоты током воздуха из подкисленного раствора аммиака и поглощении ее титрованным раствором барита.
    
    Метод применяется при содержании углекислоты в растворе аммиака не менее 50 мг/кг.
    
    3.2 Приготовление растворов
    
    3.2.1 Раствор соляной кислоты концентрации (НСl)=0,1 моль/дм готовят по п.2.2.3.
    
    3.2.2 Раствор фенолфталеина готовят по п.2.2.5.
    
    3.2.3 Раствор гидроокиси бария должен содержать около 4 г/дм кристаллогидрата Ва(ОН)·8НО, т.е. быть примерно 0,012-м. Сначала готовят насыщенный раствор гидроокиси бария. Его растворимость сильно зависит от температуры (при 20  °С - 39 г/дм, при 40  °С - 82 г/дм, при 60  °С - 209 г/дм). Насыщенный раствор при спокойном отстаивании осветляется. Для приготовления рабочего раствора пипеткой отбирают 10 см прозрачного насыщенного раствора и вливают в 90 см прокипяченной дистиллированной воды. Приготовленный рабочий хранят хорошо защищенным от доступа углекислоты, используя хлоркальциевые трубки, наполненные натронной известью, или присоединяя раствор к поглотительной склянке, содержащей раствор NаОН или KОН.
    
    3.3 Подготовка к проведению анализа
    
    Для проведения анализа собирают прибор в соответствии с рисунком 1.
    

Рисунок 1 - Прибор для определения малых количеств углекислоты в аммиаке

    
    
    Широкогорлую колбу (1) вместимостью 1000 см с пробкой, имеющей три отверстия, соединяют с двумя поглотителями (2) и микрокомпрессором (3). В третье отверстие пробки, закрывающей колбу (1), вставляют капельную воронку (4), конец которой должен на 0,5-1,0 см не доходить до дна колбы.
    
    3.4 Проведение анализа
    
    В колбу (1) прибора вводят 200 см свежепрокипяченной охлажденной дистиллированной воды и 10-15 см концентрированной серной кислоты. Жидкость перемешивают. Затем в каждую поглотительную колбу (2) вводят по 20-30 см свежепрокипяченной охлажденной дистиллированной воды и точно отмеривают пипеткой по 10 см прозрачного раствора Ba(OH). Присоединяют поглотители к микрокомпрессору, после чего через капельную воронку вводят в колбу (1) не более 100 см разбавленного раствора аммиака или не более 10 см концентрированного раствора аммиака
    
    После ввода порции аммиака жидкость в колбе 1 осторожно перемешивают, через капельную воронку вливают в колбу 20-30 см дистиллированной воды, затем соединяют колбу 1 с микрокомпрессором и поглотителями и включают микрокомпрессор на 1,5-2 ч.
    
    После отключения микрокомпрессора отсоединяют поглотители, обмывают концы трубок дистиллированной водой, вводят по 3-5 капель спиртового раствора фенолфталеина и окрашенную в красный цвет жидкость оттитровывают раствором соляной кислоты концентрации (НСl)=0,1 моль/дм до исчезновения красной окраски жидкости.
    
    Появление в дальнейшем розовой окраски жидкости не влияет на результаты анализа.
    
    3.5 Обработка результатов анализа
    
    Концентрацию углекислоты (СО в анализируемом растворе аммиака (г/кг) определяют по формуле
    

,                                        (5)

         
где - расход раствора соляной кислоты концентрации (НСl)=0,1 моль/дм на 10 см баритового раствора, см;
    
     и - расходы раствора соляной кислоты концентрации (НСl)=0,1 моль/дмна титрование избытка (Ва(ОН)) в первом и втором поглотителях, см;
    
     - концентрация раствора соляной кислоты (НСl)=0,1 моль/дм;
    
    22 - эквивалентная масса (СО в данной реакции;
    
    V - объем аммиачного раствора, взятый для анализа, см.
    
    

    4 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

    
    Результаты анализа записывают в отдельном журнале, в котором указывают следующие данные.
    
    На титульном листе журнала: наименование методики и ее обозначение.
    
    На первой странице: дата проведения анализа, дата отбора пробы, место отбора, результаты анализа (содержание углекислоты в растворе аммиака), г/кг.
    
    Каждый анализ подписывает работник, выполнивший анализ.

Приложение А
Справочное

Перечень нормативно-технических документов,
на которые имеются ссылки в РД 34.37.509-83

    
    
    
Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: ВТИ, 1996