CZ12424U1 - Trubičkový pólydetektor pro zjišťování redukujících sirných sloučenin - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká trubičkového polydetektoru pro stanovení sirných látek s redukčním účinkem. Technickým řešením se dosahuje rychlé a dostatečně citlivé určení sirovodíku, oxidu siřičitého, sirouhlíku, těkavých thiolů a dalších látek v ovzduší i ve vodě, což lze využít při rutinní kontrole pracovního prostředí i při mimořádných situacích.

Dosavadní stav techniky

Pro rychlé zjišťování redukujících sirných sloučenin v ovzduší i ve vodě jsou široce používány nejrůznější jednoduché technické prostředky. Ke kontrole ovzduší jsou určeny detekční trubičky, které představují skleněnou trubici s obsahem indikační vrstvy, jejímž základem je aktivní chromogenní činidlo, případně toto činidlo může být ve formě roztoku ve skleněné ampulce. Přítomnost sirných redukujících látek ve vodě se zjišťuje například indikačními papírky.

V detekčních trubičkách ke kontrole přítomnosti sirovodíku v ovzduší se obvykle používají činidla na bázi olovnatých, rtuťnatých, měďnatých nebo stříbrných solí, které poskytují barevné sulfidy, podobně thioly s paladnatou solí reagují na barevné thioláty (Dráger-Róhrchen Handbuch, Dragerwerk Liibeck 1994, s. 201 - 211, resp. 147; Detector Tube Handbook, Mine Safety Appliances Company, Pittsburgh 1995, s. 105, 106).

Detekční trubičky ke zjišťování oxidu siřičitého jsou založeny na reakci s nitroprusidem sodným (Kohen, E. S.: Chem. Techn. 18, 688, 1966), na redukci jodu nebo jodičnanu draselného (Dráger-Róhrchen Handbuch, Dragerwerk Lůbeck, 1994, s. 193 - 196), nebo na reakci s acidobažickými indikátory, například s methyloranží (Patent F 2310561).

Pro detekční trubičky na sirouhlík byl využit princip založený na vzniku barevných dithiokarbamátů některých kovů, například při reakci spiperazinem aměďnatou solí (Osin, I. A.: Závod. Lab. 40,1129,1974), nebo princip založený na redukci jodičnanů v prostředí olea (Patent

DD 41847).

Použití těchto detekčních trubiček je technicky omezeno zpravidla na detekci jediné škodliviny a to pouze v ovzduší. Pro zjišťování ostatních látek musí být použity další trubičky, případně pro analýzu vod jiné prostředky zpravidla na bázi papírků (Teststabchen zur halbquantitativen Bestimmung von Ionen und Verbindungen, Merck, Darmstadt). Jsou ovšem známé i trubičky ke zjišťování některých substancí (včetně sulfidů) ve vodě (Gas Detection Sytém, GASTEC, Japonsko 1999).

Podstata technického řešení

Podstata technického řešení spočívá v konstrukci trubičkového polydetektoru obsahujícího komponenty, jež umožňují zjišťování celého spektra základních sirných reduktantů (sirovodíku nebo thiolů, oxidu siřičitého a sirouhlíku) a to ve vzduchu i ve vodě.

Trubičkový polydetektor obsahuje indikační vrstvu, která je tvořena inertním nosičem nasyceným měďnatou nebo olovnatou solí, indikační vrstvu s nosičem nasyceným kyselinou 5,5'dithiobis(2-nitrobenzoovou) a ampulku s amonnou solí ve vhodném aprotickém rozpouštědle.

Detekce sirovodíku je založena na reakci s měďnatou solí za vzniku barevného sulfidu (CuS).

Detekce oxidu siřičitého a thiolů (například methanthiolu) je založena na reakci s kyselinou 5,5'dithiobis(2-nitrobenzoovou) za vzniku žlutého thiolů (štěpení disulfidu). Podobnou reakci poskytuje sirovodík, který je však v trubičce eliminován vrstvou s měďnatou solí. Detekce sirouhlíku je založená na reakci s kyselinou 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoovou) v přítomnosti octanu amonného za vzniku thiolů, jenž je v prostředí dimethylformamidu zbarven červeně.

-1 CZ 12424 Ul

Příklady provedení

Příklad 1

Trubičkový polydetektor obsahuje dvě indikační vrstvy a ampulku s roztokem.

První indikační vrstva (myšleno od horního vstupu detektoru) obsahuje silikagel impregnovaný

5% vodným roztokem octanu měďnatého. Vrstva je určena pro detekci sirovodíku.

Druhá indikační vrstva obsahuje silikagel impregnovaný nasyceným vodným roztokem boraxu a po vysušení (110 °C) dále směsí obsahující 1 % kyseliny 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoové), 5 % triethylenglykolmonomethyletheru a 1 % kationaktivního tenzidu v ethanolu. Vrstva je určena pro detekci oxidu siřičitého a sirouhlíku.

ío Ampulka, která je umístěna pod druhou indikační vrstvou, obsahuje 5% roztok octanu amonného v dimethylformamidu nebo ve směsi dimethylformamidu s dimethylsulfoxidem (1 : 1).

Příklad 2

Trubičkový polydetektor obsahuje dvě indikační vrstvy a ampulku s roztokem.

První indikační vrstva (myšleno od horního vstupu detektoru) obsahuje silikagel impregnovaný

5% vodným roztokem octanu měďnatého. Vrstva je určena pro detekci sirovodíku.

Druhá indikační vrstva je tvořena silikagelem impregnovaným směsí, která obsahuje 0,1% kyseliny 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoové), 5 % octanu amonného a 5 % triethylenglykolu v ethanolu. Vrstva je určena pro detekci oxidu siřičitého a sirouhlíku.

Ampulka, která je umístěna pod druhou indikační vrstvou, obsahuje 5% roztok octanu amonného v dimethylformamidu nebo ve směsi dimethylformamidu s dimethylsulfoxidem (1:1).

Způsob použití trubičkového polydetektoru pro kontrolu ovzduší:

Po ulomení obou konců trubičky se nasává zamořený vzduch. Pokud se nasává horním otvorem, na první vrstvě je indikována přítomnost sirovodíku vznikem hnědého zabarvení a na druhé vrstvě přítomnost oxidu siřičitého, což se projeví vznikem žlutého zabarvení. Po rozbití ampulky a navlhčení druhé vrstvy lze prokázat přítomnost sirouhlíku. V takovém případě se vrstva vybarvuje červeně. Pokud se nasává dolním otvorem, rozbije se ampulka a přítomnost sirovodíku, oxidu siřičitého, sirouhlíku athiolů jako sumy škodlivin se projeví vznikem červeného zabarvení druhé vrstvy.

Způsob použití trubičkového polydetektoru pro kontrolu vod:

Nasycením první vrstvy ponořením polydetektoru do roztoku lze prokázat volný sirovodík nebo sulfidy vznikem hnědého až černého zabarvení. Ponořením trubičky druhým otvorem a nasycením druhé vrstvy lze zjistit siřičitany, volný sirovodík, sulfidy a thioly vznikem žlutého zabarvení.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení se týká trubičkového polydetektoru ke zjišťování simých redukujících látek v ovzduší i ve vodě. Využití technického řešení je v oblasti výskytu těchto škodlivin, zejména pro kontrolu životního prostředí.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Trubičkový polydetektor pro zjišťování simých redukujících látek v ovzduší i ve vodě, vyznačující se tím, že obsahuje vrstvu silikagelu s octanem měďnatým ke kontrole sirovodíku a sulfidů, vrstvu silikagelu s kyselinou 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoovou) ke kontrole

   5 oxidu siřičitého a thiolů a ampulku s octanem amonným ve směsi s dimethylformamidem a dimethylsulfoxidem v poměru 1 : 1 ke kontrole sirouhlíku.
2. 2. Trubičkový polydetektor simých látek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje kyselinu 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoovou) ve formě směsi s boraxem, triethylenglykolmonomethyletherem a kationaktivním tenzidem.

   10 3. Trubičkový polydetektor simých látek podle nároku 1, vyznačující se tím, že i' obsahuje kyselinu 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoovou) ve formě směsi s octanem amonným a triethylenglykolem.