0. Определение содержания серы

Находящиеся в сырье высокомолекулярные сернистые соедине­ния в процессе коксования претерпевают различные изменения (распад, конденсацию и др.). Низкомолекулярные продукты распада могут реагировать с минеральной частью сырья с образованием суль­фатов.

Продукты глубокой конденсации входят в состав карбоидов и также накапливаются в коксе. Таким образом, сера в коксе может входить в состав как органических, так и минеральных соединений.

Сера является наиболее вредной примесью кокса и содержание ее строго нормируется. Например, в электродном коксе ее содержа­ние не должно быть выше 0,8 %.

Сущность определения серы заключается в сжигании навески кокса в присутствии окиси магния и углекислого натрия (смесь Эшке). Устойчивая при высокой температуре (850 °С) окись магния впиты­вает плавящуюся соду, образуя рыхлую массу. При сгорании на­вески кокса образующийся сернистый газ реагирует с содой с обра­зованием сернистокислого натрия. Накопившиеся в коксе серноки­слые соли также реагируют с содой:

SO₂ + Na₂CO₃ → Na₂SO₃ + CO₂↑;

MeSO₄ + Na₂CO₃→ MeCO₃ + Na₂SO₄.

В дальнейшем сернистокислый натрий окисляется перекисью, водорода до сернокислого:

Na₂SO₃ + H₂O₂→ Na₂SO₄ + H₂O.

Сернокислый натрий переводится в сернокислый барий, который определяется обычным весовым методом:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ + 2NaCl.

Реактивы

Смесь Эшке. Получают смешением 2 масс. ч. окиси магния и 1 ч. безводного углекислого натрия (соды).

Хлористый барий, 10%-й раствор.

Хлористоводородная кислота, 10%-й раствор.

Азотнокислое серебро, 3%-й раствор.

Метиловый оранжевый, 0,02%-й раствор.

Олеат калия, 1%-й раствор. Для его приготовления 16 мл олеиновой кислоты вливают в 20 мл нагретой до кипения дистиллированной воды, при­бавляют фенолфталеин и нейтрализуют 10%-м раствором едкого кали. Нейтрализованный раствор переливают в мерную колбу объемом 1 л, доводят до метки горячей водой и через 30 мин фильтруют.

Перекись водорода, 3%-й раствор.

Методика определения

Навеску испытуемого порошка кокса, примерно 1 г, взве­шенную на аналитических весах, помещают в высокий фарфоровый тигель. В тот же тигель отвешивают на технических весах 2 г смеси Эшке и содержимое тщательно перемешивают палочкой. Получен­ную смесь покрывают 1 г смеси Эшке. Подготовленный тигель уста­навливают в холодный муфель, который постепенно, чтобы избежать быстрого выделения газов, разогревают до 860 °С и прокаливают со­держимое тигля при этой температуре в течение 3 ч. Процесс сплавле­ния протекает нормально, если на белой поверхности массы не образуется черного налета.

Прокаленный тигель охлаждают, а его содержимое разрыхляют стеклянной палочкой, добавляют воду, и переносят взвесь в стакан. Споласкивают тигель горячей водой. Если частицы не смываются, то их растворяют в нескольких каплях 1%-й хлористоводородной кислоты, и раствор присоединяют к содержимому стакана. В случае обнаруже­ния несгоревших частиц кокса, сплавление повторяют.

В осадке – окись магния и зола кокса; в растворе – сода и сернистокислые соли. После отстаивания осадка раствор сливают через фильтр в другой стакан. Промывку осадка декантацией повторяют несколько раз. Затем осадок переносят на фильтр и 1-2 раза промы­вают горячей водой, собирая промывные воды в тот же стакан.

В стакан с фильтратом приливают 3 капли метилового оранже­вого, 10%-й раствор хлористоводородной кислоты до слабокислой реакции и 10 мл 3%-го раствора перекиси водорода. Фильтрат в стакане нагревают до кипения, добавляют 1,5 мл раствора олеата калия и 10 мл 10%-го раствора хлористого бария. При этом выпадает осадок сернокислого бария. В присутствии олеиновой кислоты оса­док сернокислого бария получается крупнокристаллическим и легко осаждается, а выпавшая олеиновая кислота, отфильтрованная вместе с сернокислым барием, при прокаливании сгорает.

Раствор в стакане после отстаивания осадка фильтруют через беззольный фильтр. Осадок промывают декантацией до удаления ионов хлора (проба фильтрата с азотнокислым серебром). Фильтр с осадком сушат, переносят в тигель, сжигают и прокаливают до постоянной массы.

Содержание серы х (в %) вычисляют по формуле:

х=0,1373G₁•100/G₂ ,

где G₁ – масса сернокислого бария, г;

G₂ – навеска кокса, г;

0,1373 – коэффициент пересчета сернокислого бария на серу.

Составление отчетов по лабораторным работам

При работе в лаборатории все записи и наблюдения заносятся в рабочий дневник, возможно более подробно и обязательно снабдить их датами.

Материалы, записанные в рабочем дневнике, служат в дальнейшем для составления отчета по проделанной работе.

Отчет по каждой выполненной работе нужно писать по следующему плану:

1. Введение.

2. Литературный обзор.

3. Описание экспериментальной установки и методика проведения опытов и анализов.

4. Экспериментальная часть.

5. Обсуждение результатов и выводы.

6. Перечень использованной литературы.

Во введении должно быть сказано, какое значение имеет данное иссле­дование и почему оно поставлено (для работ, выполняемых по практикуму, краткая формулировка цели работы).

Литературный обзор пишется для исследовательских работ. В нем критически рассматривается литература по данному вопросу, намечаются пути исследования, а также методика работы.

При описании экспериментальной установки должны быть обязательно приведены аккуратно вычерченные схемы. Элементы схемы должны быть обозначены цифрами, а под схемой, под теми же обозначениями, должны быть даны названия элементов установки.

В этом же разделе отчета указывается, какими методами проводились анализы, а при применении мало известных или оригинальных методов анализа дается их подробное описание.

Здесь же приводится характеристика исходных и вспомогательных продуктов, применяемых в данной работе, и методика их очистки, если она производилась.

Экспериментальная часть, по возможности, не должна содержать опи­сания опытов и анализов. Все это должно быть изложено в предыдущем разделе отчета.

В экспериментальной части должен быть представлен фактический цифровой материал с необходимыми разъяснениями. При проведении серии параллельных опытов этот материал лучше представить в виде таблиц и графиков. Здесь же следует привести кинетические данные и контрольные таблицы.

Если опыты проходили с отклонениями от описания их в методике, то в этой части отчета описываются эти отклонения и отличительные особен­ности каждого опыта.

Сначала приводятся расчеты необходимых количеств исходных веществ, затем приводятся опытные данные: количества и выходы конечных продук­тов, количества фракций, полученных при разделении продуктов реакции, объемы газообразных продуктов (с обязательным указанием температуры, атмосферного давления и давления столба затворной жидкости в газометре).

По анализам должны быть представлены конечные результаты и все другие количественные характеристики: количество вещества, взятого для анализа, показания газовой бюретки, количество и титр титрованного рас­твора, масса образовавшегося осадка и т. д. При этом должны быть приведены данные по всем параллельным опытам.

Выходы конечных продуктов нужно приводить не только для очищен­ных продуктов, но и для неочищенных.

По каждому опыту должен быть обязательно составлен материальный баланс, по которому можно судить о тщательности проделанной работы.

При обсуждении результатов следует привести анализ полученного экспериментального материала, дать теоретическое обсуждение результатов работы и т. д.

В выводах нужно показать не только то, что сделано в результате работы (в виде тезисов), но и указать те новые вопросы, которые неизбежно возни­кают в результате каждого исследования.

Библиографический список

Белянин, Б.В. Технический анализ нефтепродуктов и газа /Б.В. Белянин, В.Н. Эрих. – Л.: Химия, 1975.

Рачинский, Ф.Ю. Техника лабораторных работ /Ф.Ю. Рачинский, М.Ф.Рачинская. – Л.: Химия, 1982.