Приложение A (обязательное). Определение скорости осаждения диоксида серы на плоскодонные чашки (Петри), сульфатированные диоксидом свинца

Приложение A
(обязательное)

Определение
скорости осаждения диоксида серы на плоскодонные чашки (Петри), сульфатированные диоксидом свинца

A.1 Принцип

Содержащийся в воздухе диоксид серы (SO ₂) реагирует с диоксидом свинца (PbO ₂), образуя сульфат свинца (PbSO ₄). После воздействия плоскодонные чашки вынимают и выполняют анализ сульфата в отношении содержимого, чтобы определить степень осаждения диоксида серы. Скорость осаждения диоксида серы выражают в миллиграммах на квадратный метр за сутки [].

Реагент диоксида свинца, используемый в настоящем методе, может также превращать другие серосодержащие соединения, такие как сероводород (H ₂S) и меркаптаны (тиолы) (C ₂H ₅SH), в сульфат.

Предусматривается перевернутое положение плоскодонной чашки, чтобы минимизировать осаждение серы от кислотных осадков или аэрозолей серной кислоты (H ₂SO ₄).

A.2 Пробоотборник

A.2.1 Сульфатированная плоскодонная чашка (Петри)

Сульфатированные чашки приобретают в готовом виде или изготавливают. Рекомендуется следующий метод для изготовления сульфатированных чашек.

Помещают на дно полистироловых чашек Петри круги фильтрованной бумаги. Диаметры кругов могут быть 50 или 60 мм. Круги помещают шероховатой стороной вверх. Бумага должна быть выровненной по поверхности так, чтобы не было складок. Аккуратно капают ацетон в чашку с таким расчетом, чтобы пропитать бумагу. Надавливают на бумагу стеклянной палочкой, чтобы она полностью приклеилась к чашке. Дают ацетону испариться.

Помещают партию склеенных чашек (несколько десятков штук диаметром 50 или 60 мм) в подставку опорного стенда и прополаскивают их дистиллированной или деминерализированной водой. Затем заливают чашки водой, оставляя их на 1 ч. Воду сливают и снова заполняют дистиллированной или деминерализированной водой на одну четверть или на половину объема.

Добавляют 3,5 г трагантной камеди и 900 мл дистиллированной или деминерализированной воды в высокоскоростной миксер. Устанавливают низкое значение скорости и перемешивают в течение 2 ч.

Выливают содержимое миксера в литровый мерный стакан и 350 мл данного раствора возвращают обратно в миксер. Превращают в кашицу 3,5 г фильтрованной бумаги, добавляют ее в 350 мл клеевого раствора и на умеренной скорости работы миксера перемешивают смесь до тех пор, пока она не станет однородной.

Выливают 400 мл заранее приготовленного клеевого раствора в миксер и перемешивают его при умеренной скорости работы миксера в течение 1 мин.

Переводят миксер в высокоскоростной режим работы и добавляют 112 г диоксида свинца. Перемешивают смесь в течение 2 мин, затем переводят миксер в низкоскоростной режим работы.

Пользуясь пипеткой, аккуратно капают 10 мл смеси в каждую 50-мм чашку или 15 мл смеси в каждую 60-мм чашку. Убеждаются в том, что смесь равномерно растеклась в каждой чашке до краев.

Помещают подставку с чашками в сушильную печь при температуре от 40 °C до 50 °C на 20 ч.

Вынимают чашки из печи, дают им охладиться и накрывают их плотно прилегающими крышками, чтобы защитить до начала воздействия.

Чашки нумеруют и подвергают их воздействию в течение 120 дней. Сохраняют не менее трех чашек от каждой партии для сравнения.

A.2.2 Опорный стенд для воздействия

Используют кронштейны (бракеты) для удержания чашек в перевернутом положении таким образом, чтобы слой смеси с диоксидом свинца располагался лицевой стороной вниз. Чашки находятся в горизонтальном положении, они не должны быть защищены от воздействия ветра и циркуляции воздуха. Кронштейны изготавливают из материала, имеющего достаточную стойкость к атмосферной коррозии. Они должны иметь зажимную пластину или другое приспособление, способное удержать чашку при порывах ветра. Конструкция типичного кронштейна показана на рисунке A.1.

1 - зажимное устройство; 2 - полистироловая чашка Петри диаметром 60 мм; 3 - паста из диоксида свинца (PbO ₂); 4 - кронштейн

Рисунок A.1 - Держатель сульфатированных плоскодонных чашек

A.3 Отбор проб

При мониторинге мест воздействия для каждого периода отбора проб необходимо использовать не менее трех чашек.

По возможности чашки следует поместить на самый высокий и самый низкий уровни воздействия на образцы, испытываемые на коррозионное воздействие.

Рекомендуемый период отбора проб составляет (30  2) сут. По завершении периода чашки снимают с кронштейна и плотно накрывают во избежание дальнейшего сульфатирования. Анализ результатов проводят в течение 60 дней после окончания воздействия. По завершении воздействия регистрируют идентификационные данные чашек, место воздействия, а также даты начала и окончания воздействия.

A.4 Анализ сульфата

Содержимое сульфатированной чашки забирают и растворяют, например, используя раствор карбоната натрия. После этого может применяться стандартный анализ сульфата, например, турбодиметрическим или спектрофотометрическим методом.

A.5 Обработка результатов

Скорость сульфатирования вычисляют по осаждаемому на чашке диоксиду серы (SO ₂). Вычитая из массы SO ₂, получаемой по результатам анализа, массу холостой пробы (не подвергавшейся воздействию) из рассматриваемой партии чашек, получаем чистую массу (нетто) SO ₂.

Скорость осаждения диоксида серы (SO ₂), выражаемую в миллиграммах на квадратный метр за сутки [], P _{d, p}. вычисляют по формуле

,

(A.1)

где m ₁ - общая масса диоксида серы в чашке, подвергавшейся воздействию, мг;

m ₀ - общая масса диоксида серы в чашке, не подвергавшейся воздействию, мг;

A - площадь воздействия испытательной чашки в квадратных метрах (т.е. 0,03 м ²);

t - время воздействия, сут.