| Mercaptan |
 |
| حجم مورد نیاز نمونه: 100 میلی لیتر |
| استاندارد ملی INSO 9379 |
| استاندارد بین المللی ASTM D3227 |
| زمان تقریبی انجام آزمون : یک روز کاری |
1-مرکاپتان چیست؟
گوگرد مرکاپتان بوی نامطبوع و اثری ناسازگار با الاستومرهای سیستم سوخت دارد و برای اجزای سیستم سوخت خورنده است.
2-هدف و دامنه کاربرد:
تعیین روشی برای اندازه گیری گوگرد مرکاپتان در بنزین،نفت سفید،سوخت های توربین هواپیما و سوخت های حاصل از تقطیر حاوی 0.0003% تا 0.01 جرمی گوگرد مرکاپتان می باشد.
3-روش استفاده:
نمونه بدون هیدروژن سولفید در حلال تیتراسیون سدیم استات حل شده و با محلول نقره نیترات تیتر می شود. دستگاه های اتوماتیک نیازی به جداسازی هیدروژن سولفید قبل از آزمون را ندارند. علت آزمایش: مرکاپتان بوی ناخوشایندی دارد و نه تنها به الاستومرهای سیستم های سوختی آسیب می رساند بلکه خاصیت خورنده دارد. فرمول شیمیایی مرکاپتان به صورت R-SH می باشد که R گروه آلکیل و –SH گروه عاملی سولفیدریل می باشد.
دستگاه باید از لحاظ الکتروستاتیکی عایق بوده و متصل به زمین باشد.
زمانی که همزن به دستگاه متصل می گردد هیچ تغییر دائمی در خوانده دستگاه نبایستی مشاهده گردد.
مواد شیمیایی:
1) محلول اسیدی کادمیم سولفات 150 گرم بر لیتر: 150 گرم از CdSO4.8H2O را در آب حل نموده و 10 میلی لیتر اسید سولفوریک H2SO4 رقیق را به آن اضافه نموده و به حجم یک لیتر می رسانیم.
2) محلول استاندارد پتاسیم یدید تقریبا 1 مولار: 17 گرم KI با دقت یک صدم را در 100 میلی لیتر آب حل کرده و به حجم یک لیتر برسانید و سپس مولاریته دقیق آن را محاسبه نمایید.
3) 2-پروپانول 99%: در صورت قرار گیری در مجاورت هوا به هنگام نگهداری، پروکساید O22- (R-o-o-R) تشکیل می شود. بسیار ضروری است که 2-پروپانول را از ستون آلومینای فعال عبور دهید تا پروکساید جدا گردد.
4) محلول الکلی نقره نیترات یک دهم مولار: 17 گرم از AgNO3 را در صد میلی لیتر آب حل کرده و با 2-پروپانول 99% به حجم یک لیتر می رسانیم. محلول در بطری تیره نگهداری شود. محلول را در فواصل زمانی مکرر استاندارد سازی کنید تا تغییرات بیشتر از پنج ده هزارم در مولاریته آشکار گردد.
روش استاندارد سازی: شش قطره ار HNO3 (SG=1.42) درون 100 میلی لیتر آب بریزید و به مدت پنج دقیقه بجوشانید تا اکسیدهای نیتروژن خارج شود. سرد کنید تا به دمای محیط برسد. 5 میلی لیتر از محلول یک دهم مولار پتاسیم یدید را درون بشر ریخته و با AgNO3 تیتر نمایید.
5) محلول الکلی نیترات یک صدم مولار: محلول را به صورت روزانه با رقیق سازی محلول الکلی نقره نیترات یک دهم مولار تهیه کنید. از محلول یک دهم مولار صد میلی لیتر برداشته و به حجم یک لیتر می رسانیم.
6) محلول سدیم سولفید 10 گرم بر لیتر: ده گرم Na2S (کمیاب و گرانقیمت) در آب حل کرده و به حجم یک لیتر برسانید یا 30.6 گرم سدیم سولفید آبدار (Na2S.9H2O) را در آب حل کرده و به حجم یک لیتر برسانید.
7) محلول رقیق سولفوریک اسید (برای محلول کادمیم سولفات): پنج حجم از آب را با احتیاط کامل به یک حجم از اسید سولفوریک (SG=1.84) اضافه نمایید. توجه داشته باشید که برای آزمون تنها مقدار اندکی از محلول مذکور (ده میلی لیتر) مورد نیاز است. از آنجا که اختلاط فوق گرمازاست، پیش از افزودن دوباره اسید اجازه دهید تا محلول خنک شود.
8) حلال تیتراسیون:
8-1) حلال قلیایی: مرکاپتان سبک
2.7 گرم سدیم استات سه آبه (NaC2H3O2.3H2O) یا 1.6 گرم سدیم استات بدون آب را در 25 میلی لیتر آب عاری از اکسیژن حل نموده و در 975 میلی لیتر 2-پروپانول 99% بریزید. در مواقع لزوم به منظور اکسیژن زدایی، پیش از هر تست باید حلال را به مدت ده دقیقه توسط جریان سریع نیتروژن، اکسیژن زدایی گردد که به آن Nitrogen Purging می گویند. برای به حداقل رساندن تماس حلال با اکسیژن اتمسفر به هنگام نگهداری حلال پیش از بستن درب بطری آن از Nitrogen Blanket استفاده نمایید.
8-2) حلال اسیدی: مرکاپتان سنگین
تهیه حلال اسیدی دقیقا مانند حلال قلیایی می باشد، با این تفاوت که به جای 25 میلی لیتر از 20 میلی لیتر آب استفاده نموده و در انتها 4.6 میلی لیتر استیک اسید گلاسیال به حلال اضافه می نماییم. تمام موارد فوق در مورد اکسیژن زدایی از حلال اسیدی نیز صادق است.
- برای تمیز کردن الکترود نقره از کاغذ یا پارچه پولیش با زبری متوسط شش تا بیست میکرومتر استفاده می شود.
الکترود نقره: بایستی هرروز پیش از استفاده، الکترود نقره توسط سولفید نقره پوشش یا Coating داده شود. با کاغذ پولیش سطح الکترود را جلا داده تا سطح تمیز نقره نمایان شود. الکترود را درحالت عملیاتی قرار داده و درون 100 میلی لیتر حلال تیتراسیون و 8 میلی لیتر محلول Na2S غوطه ور سازید. سپس به آرامی مثلا توسط یک بورت همزمان با هم زدن، 10 میلی لیتر محلول یک دهم مولار نقره نیترات را در یک پریود زمانی 10 تا 15 دقیقه اضافه نمایید. الکترود را از محلول خارج نموده، با آب بشویید و با دستمال نرم تمیز کنید. در بین چند تیتراسیون به صورت دسته ای الکترود را برای مدت حداقل 5 دقیقه در 100 میلی لیتر حلال تیتراسیون حاوی 5/0 میلی لیتر محلول نقره نیترات یک دهم مولار نگه دارید.
جدا سازی H2S:
ابتداع بایستی از وجود H2S در نمونه اطمینان حاصل گردد. 5 میلی لیتر از نمونه را با 5 میلی لیتر از محلول کادمیم سولفات اسیدی محلوط مینماییم. در صورت پیدا شدن رسوب زرد رنگ بایستی H2S از نمونه جدا گردد. در غیر این صورت نمونه را مستقیما برای آزمون مرکاپتان استفاده نمایید. در دستگاه های اتوماتیک امروزی معمولا نیازی به H2S زدایی نمی باشد چرا که منحنی تیتراسیون H2S با نمودار تیتراسیون نمونه تداخل ایجاد نمی کند. برای جدا سازی H2S، سه تا چهار برابر میزان مورد نیاز از نمونه برای آزمون اصلی را درون یک قیف جدا کننده یا دکانتور ریخته و سپس حجمی معادل نیمی از نمونه محلول کادمیم سولفات اسیدی به آن اضافه کرده و به شدت تکان می دهیم. فاز آبی حاوی رسوب زرد رنگ را تخلیه نمایید. عملیات استخراج فوق را باحجم دیگری از محلول کادمیم سولفات اسیدی انجام دهید. دوباره فاز آبی را تخلیه نمایید و نمونه را با سه حجم 25 تا 30 میلی لیتری آب شستشو داده و هر بار آب را تخلیه نمایید. دوباره مقدار دیگری از نمونه را در یک لوله آزمایش توسط کادمیم سولفات برای تست حضور H2S چک نمایید. در صورت مشاهده رسوب زرد، تمامی روش کار فوق را دوباره انجام دهید تا H2S کاملا زدوده شود.
نکته: در حین فرآیند فوق و آزمون اصلی به هیچ عنوان نمونه را حرارت ندهید چون مرکاپتان یا گوگرد عنصری محلول تبدیل به H2S می شود.
روش آزمون اصلی: 20 تا 50 میلی لیتر از نمونه بدون هیدروژن سولفید H2S را وزن نموده و در یک بشر 200، 250 یا 300 حاوی 100 میلی لیتر حلال تیتراسیون مناسب اسیدی یا بازی می ریزیم. حالت الکترودها را طوری تنظیم نمایید که تا نیمه غوطه ور باشند. درون بورت، محلول الکلی نقره نیترات بریزید و نازل بورت را طوری تنظیم کنید که 25 میلی متر یا یک اینچ از سطح مایع داخل بشر فاصله داشته باشد. سرعت همزن را طوری تنظیم کنید که علی رغم اختلاط سریع نمونه را به دیواره بشر نپاشد. تیتراسیون را آغاز نمایید. خوانده پتانسیل دستگاه برای حضور مرکاپتان در نمونه در بازه -250 تا -350 میلی ولت می باشد. عدم تغییر پتانسیل به معنای پایان تست می باشد.
توجه داشته باشید که تغییر 6 میلی ولت بر دقیقه در پتانسیل، به عنوان پتانسیل ثابت در نظر گرفته می شود. سپس با الکل الکترود را شسته و اجازه دهید الکل از آن با چکیدن جدا شود.
نکته: اگر نمونه دارای مقدار بالای مرکاپتان می باشد از نمونه کمتری استفاده نمایید تا مواد شیمیایی کمتری برای تیتراسیون مصرف شود.
نکته: آزمون باید هرجه سریعتر انجام شود تا ترکیبات گوگردی فرصت کمتری برای واکنش با اکسیژن هوا داشته باشند.
نکته : به صورت روزانه قبل شروع آزمون بدون اضافه کردن نمونه (آنالایت) تیتراسیون بلنک انجام دهید.
نکته: چنانچه خوانده های دستگاه هنگاه استفاده از الکترودهایی که به تازگی آماده شده اند نامنظم و پراکنده باشند احتمال آن وجود دارد که الکترودها به خوبی به شرایط نرسیده باشند و این مشکل معمولا در تیتراسیون های متوالی از بین خواهد رفت.
4-مستندات:
استاندارد ملی ISIRI 9379
استاندارد بین المللی ASTM D3227