III. Химия атмосферы

Лабораторная работа №1

Определение серы в топливе

Теоретическая часть

В настоящее время основным источ­ником энергии на Земле является химическая энергия топлива. Топливо подразделяется по агрегатному состоянию на твердое, жидкое и газообразное, по способу получения — на естествен­ное и искусственное. К твердому виду топлива относятся камен­ный и бурый угли, горючие сланцы, торф, а также дрова. К жид­кому виду топлива относятся нефть и продукты переработки топли­ва: бензин, керосин, мазут, сланцевое масло и др. К газовому виду топлива относятся природный газ и газообразные продукты переработки жидкого и твердого топлива (Мингулина, 1990).

В состав различных видов топлива входит сера. Есть основания полагать, что ежегодные выбросы SO₂ в атмосферу будут возрастать в связи с ростом потребления топлива. SO₂ составляет более 95% всех техногенных выбросов серосодержащих веществ в атмосферу. Около 96% мирового выброса SO₂ приходится на северное полушарие. Сравнительно большая доля стран Восточной и Западной Европы по этим видам за­грязнения атмосферы объясняется высоким уровнем использования бурого угля в энергопроизводстве.

Присутствие оксидов серы в атмосфере оказывает негативное влияние на жизнедеятельность животных и растений: диоксид серы взаимодействует с кислородом воздуха с образованием SO₃ и в конечном счете Н₂SO₄:

2SO₂ + О₂ = 2SO₃

SO₃ + Н₂О = Н₂SO₄

Установлено, что в индустриальных регионах до 60% почвенной кислотности опреде­ляется образованием в атмосфере серной кислоты (Гусакова, 2004).

Принцип метода основан на том, что сернистый газ, образующийся при сгорании топлива, поглощается раствором гидроксида калия. Сульфит-ион (SО₃^2-) окисляют перманганатом калия (КМпО₄) до сульфат-иона. По количеству перманганата, пошедшего на титрование рассчитывают содержание сульфит-иона в растворе и соответственно, серы в топливе.

S + O₂ = SO₂

5К₂SО₃ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSО₄ + 6K₂SO₄ + 3H₂O