Методы анализа

Анализатор хлора и серы NSX-2100 с микрокулонометрическим детектором MCD-210 позволяет определять в жидких и газообразных нефтепродуктах, а также в СУГ примеси хлора в концентрациях от 0,1 до 5000 мкг/мл и примеси серы в диапазоне от 0,3 до 500 мкг/мл.

Чувствительность метода по сере хуже, чем с детектором УФ-флуоресценции, который позволяет определять содержание серы в пределах 0,1 - 1000 мкг/мл. Однако этот тип анализа менее восприимчив к присутствию высоких концентраций азотных примесей. Методика допускает тысячекратный избыток азота по отношению к сере. Концентрация галогенов может превышать содержание серы в десять раз. Такая специфичность по отношению к измеряемому элементу позволяет анализировать серосодержащие образцы без предварительной очистки, сокращая общее время анализа. Несмотря на то, что детектор для микрокулонометического титрования серы и хлора применяется один, для каждого анализа необходим разный набор комплектующих и реактивов, поэтому одновременный анализ серо- и хлорсодержащих примесей на одном детекторе MCD-210 невозможен. Однако, замена кулонометрической ячейки не требует много времени.

Рекомендации по выбору расположения печи при анализе хлора и серы:

Высокотемпературная печь имеет две независимые зоны нагрева, это обеспечивает точный контроль над температурой процесса, а значит, гарантирует более полное сгорание образца в ходе анализа.

Расположение печи при анализе хлора и серы методом окислительной микрокулонометрии может быть любым, и зависит от агрегатного состояния анализируемого вещества.

Для твердых и высоковязких образцов рекомендована печь с горизонтальной загрузкой. В этом случае прибор комплектуется устройством для подачи лодочек. Подробную информацию об автоподатчике лодочек можно посмотреть по ссылке. Этот способ загрузки также хорош для многокомпонентного анализа.

Для определения элементного состава примесей в жидкостях и газах рекомендован прибор с вертикальным расположением печи. Этот тип анализа более быстрый и точный, и подойдет для лабораторий контроля качества продукции. Отличительная особенность анализаторов Mitsubishi заключается в способе ввода образца с помощью шприца. Кончик иглы никогда не доходит до горячей зоны - это значит, что образец не испарится раньше времени, на игле не будет образовываться нагар, а подача образца будет максимально равномерной. В горячей зоне печи размещена кварцевая вата, в которую впитывается капля образца, слетевшая с кончика иглы. Это обеспечивает быстрое сжигание пробы и высокую повторяемость результатов.

Выбор устройств для вертикальной подачи образцов шире, чем для горизонтальной печи, что может быть важно при большом количестве неоднотипных проб.

Принцип работы анализатора хлора с микрокулонометрическим детектором

Анализ хлора включает несколько последовательных операций и занимает около 6-12 мин на образец. Вначале проба с газом-носителем поступает в высокотемпературную печь, где подвергается окислительному пиролизу в присутствии кислорода.

Полученный при сжигании пробы хлороводород переносится в ячейку для титрования, расположенную в детекторе MCD-210. В ячейке размещены две пары электродов: измерительная система для определения потенциала реакции, и пара генерирующих электродов для электрохимического получения ионов серебра. Хлориды активно взаимодействуют с ионами серебра, выпадая в виде нерастворимого осадка. С помощью измерительной пары электродов определяется точка эквивалентности, при которой количество ионов серебра будет равно содержанию всех хлоридов, попавших в ячейку для титрования. Ток, потребовавшийся на генерацию нужного количества Ag+, эквивалентен количеству хлора, поступившего в ячейку:

HCl + Ag+ → H+ +AgCl (титрование)

Ag → Ag+ + e- (электролиз)

Также кулонометрическая ячейка детектора для определения хлора оснащена специальным деодоратором для удаления запаха уксусной кислоты, что является особенностью анализатора Mitsubishi, обеспечивая безопасную и комфортную работу с прибором и позволяя размещать его в лаборатории без применения вытяжки.

Важно отметить, что в отличие от других приборов, у анализаторов содержания хлора Mitsubishi NSX-2100, на графике измерений отображается не количество потребляемого тока, пошедшего на генерацию катионов серебра, а разность потенциалов, коррелирующая с реальным содержанием хлора в ячейке. Это обеспечивает крайне низкий уровень шума при низких концентрациях хлора, и, соответственно, обеспечивает определение уровней ниже 1 ppm с очень маленьким отклонением – не более ± 10%


Рис. 1. Пример отчетливых пиков по хлору при очень низких концентрация (0,1 – 1 ppm).

Принцип работы анализатора серы с микрокулонометрическим детектором

При анализе серосодержащих примесей, в ячейке автоматически оттитровывается двуокись серы, образующаяся в результате окислительного пиролиза анализируемой пробы. Трийодид ионы, сгенерированные кулонометрически, активно взаимодействуют с диоксидом серы. Их количество, пошедшее на реакцию, эквивалентно количеству газообразного SO2, поступившего в титрационную ячейку. О завершении реакции судят по сигналу измерительной пары электродов. Количество прореагировавших ионов I3- восполняется с помощью анодной и катодной пары электродов. Ток, затраченный на генерацию трийодид ионов, пропорционален количеству серы в образце, что следует из реакции:

SO2 + I3- + H2O → SO2 + 3I- + 2H+ (титрование)

3I- → I3- + 2e- (электролиз)

Программное обеспечение позволяет точно рассчитать количество серы, исходя из тока, необходимого для титрования.

Подробная схема детектора MCD-210 представлена по ссылке