Фтороводород в воздухе

Аналитический этап

3) Влияние рН раствора и мешающих ионов

Для определения  концентрации ионов потенциометрическим  методом обязательное условие - применение фонового электролита для стабилизации ионной силы раствора. При концентрации фонового электролита менее 0,01 моль/дм3 не получаются стабильные показания. В этом случае оказывает влияние ряд факторов, например кислотность среды, присутствие мешающих соединений.

При работе с  фторидселективным электродом необходимо  найти  такие  условия,  при  которых влияние  ионов,  изменяющих  отклик  электрода, было бы минимально. Таким образом, выбор фонового электролита, обеспечивающего минимальную погрешность измерения и стабильность показаний, является одной из главных задач потенциометрического метода анализа. Наилучшие значения градиента и квадратического отклонения достигаются при концентрации уксусной кислоты 0,01 М. Диапазон рН, в котором фторселективный электрод дает достоверные показания, указан в его технической документации, уровень рН замеряют.

4) Внедрение ионов фтора в ионоселективную мембрану

Для устранения этой погрешности электрод перед использованием предварительно выдерживают в исходном стандартном  растворе, а затем тщательно промывают.

5) Влияние температуры

Температура оказывает влияние на активность определяемых ионов (она входит в  уравнение Нернста), поэтому калибровку прибора и проведение эксперимента проводят при одинаковой температуре, это значительно мешает конструированию  прибора, применимого в полевых  условиях

6) Возникновение диффузионного потенциала на границе исследуемого раствора и электрода сравнения.

Устраняется применением фонового электролита

Оценить погрешности, вносимые уровнем рН, измерив рН и соотнеся его с нормативными документами; степень влияния мешающих ионов  можно оценить, измерив их концентрацию. Общий уровень систематических ошибок определяют, соотнося результат опыта с результатами контрольного опыта с чистым фильтром.

 

7) Ошибки из-за износа  приборов, истечения электролита  из электродов

Регулярная  своевременная поверка аппаратуры, долив электролита в электроды, правильное хранение и эксплуатация электродов.

8) Помехи используемых  электрических устройств: приборная  погрешность потенциометра, АЦП,  наводка сети, электрические поля  используемых приборов.

Электрические поля можно экранировать; потенциометр и АЦП выбирают исходя из допустимого  уровня ошибки измерений.

Этап обработки результатов  измерений

9) Случайные ошибки: человеческий  фактор и пр.

Их влияние  на результаты анализа минимизируется методами математической статистики

 

12. Способы поверки аппаратуры

 

Метрологическую поверку  осуществляет аккредитованная организация  – «Тест Санкт - Петербург».

При поверке потенциометров, опираясь на правило, что образцовое средство должно по классу превышать поверяемое не менее чем в три раза, выбирают следующие средства поверки:

-      магазин сопротивлений (применяется в качестве меры сопротивления)

-      низкоомный потенциометр постоянного тока (применяется в качестве меры напряжения)

-      мегомметр

-      установка для проверки испытания электрической прочности изоляции

-      манганиновые катушки  сопротивления с номинальными значениями сопротивления, указанными в технической документации, аттестованные органами метрологической службы

-      термостат для обеспечения стабильной температуры спаев термоээлектродныхх и медных проводов

-      делитель напряжения

-      источник регулируемого напряжения

-      стеклянный ртутный термометр с ценой деления шкалы не более 0.1°С

-      психрометр, измеряющий влажность окружающего воздуха с погрешностью не более 7%

-      секундомер с ценой деления 0.1

При проведении поверки следует  выполнять следующие операции:

1. Внешний осмотр.

2. Проверка электрической  прочности изоляции и определение  электрического сопротивления изоляции.

3. Проверка рабочего тока  в измерительной цепи потенциометра.

4. Проверка характера успокоения указателя прибора(для потенциомеров со стрелочной индикацией).

5. Определение соответствия  основной погрешности показаний  допускаемым значениям.

6. Определение соответствия  вариаций показаний допускаемым  значениям.

7. Определение соответствия  основной погрешности записи  допускаемым значениям.

8. Проверка качества записи.

При поверке потенциометров автоматических следящего уравновешивания должны соблюдаться «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Выводы

Основными источниками  выбросов соединений фтора являются энергетические установки, металлургические предприятия, производство фосфорной  кислоты и фосфорных удобрений. Подсчитано, что в Германии выброс фтора составляет, тыс. г/год: электростанциями – 12; металлургическими предприятиями  – 27,4; химическими предприятиями  – 3,8; отопление городов – 0,5. Много  фтора попадает в окружающую среду  с фосфорными удобрениями (содержание F до 1,5-3,8%), пестицидами (0,02-0,04 %), сточными водами (0,07 %), осадками отстойников (0,04-0,1 %), отходами горно-геологических предприятий  по добыче и обогащению флюорита, апатита  и других минералов. В процессе электролитического производства алюминия происходит выброс многих соединений фтора, включая твердые  фториды и гидрофторид (HF). Количество выбрасываемых в атмосферу соединений фтора зависит от конструкции  электролизеров и типа применяемых  анодов (ранее выбросы фтора достигали 15-20 кг на 1 т продукционного алюминия, современная конструкция электролизеров и соблюдение передовой технологии позволяет снизить выбросы до 1-2 кг/т). В районах расположения алюминиевых  заводов концентрация фтора в  воздухе в среднем составляет 1-5 мкг/м3 (в отдельных случаях  достигает 20 — 22 мг/м3). В химической промышленности источником выбросов соеди¬нений  фтора являются заводы по производству фосфорных удоб¬рений и фосфорной  кислоты. При производстве фтористоводородной кислоты из природного флюорита (CaF2) при разложении его серной кислотой получают сульфат кальция и плавиковую кислоту. Отходящие газы содержат до 70-75% фторида водорода. В стекольной промышленности полирование стекол осуществляют в ванных, содержащих 6-12% плавиковой кислоты и 45-60% серной кислоты. Часть плавиковой кислоты  испаряется, переходит в газовую  фазу и удаляется с выбросами. Концентрация фтористых соединений в отходящих газах колеблется в широких пределах-от 0,1 до 30 г/м3.  
Список использованной литературы

1. Байулеску Г. Кошофрец В.  Применение ион-селективных мембранных  электродов в органическом анализе.  М., Мир, 1980

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. М., Дрофа, 2002

3. Деркасова В.Г., Карелин  В.А. Потенциометрический анализ  технологических вод ТЭС и  АЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1970.

4. Жилин Д.М. Организация полевой аналитической лаборатории для дополнительной сети экологического мониторинга. М., ДеЛи, 1999.

5.Карелин В.А., Микуцкая Е.Н. Обоснование возможности использования потенциометрического метода для определения микроконцентраций фторид-ионов в технологических водах тепловых и атомных электростанций // Технология и автома тизация атомной энергетики: Сб. статей под ред. М.Д. Носкова. – Северск, 2003.

6. Мусанин А.П. Таблицы и схемы аналитической химии. Ленинград, Химия, 1975

7. Е.В.Садыкова «Аппаратура для клинико – диагностических лабораторий». СПб,2004

8. Харитонов Ю.Я. «Аналитическая химия. Количественный анализ. Физико-химические принципы анализа». Москва, 2001

9. лекции по дисциплине  «МПАСиК»

10. ГОСТ 8.280-78 Потенциометры  и уравновешенные мосты автоматические. Методы и средства поверки.

 

 

¹ По паспорту. Реально у некоторых электродов он шире.

² Транспортировать электрод при этой температуре можно только в сухом виде.