1.6 Определение числа Каппа целлюлозы

Число Каппа выражается количеством миллилитров 0,1 н. раствора перманганата калия, расходуемый на обработку 1 г абсолютно сухой целлюлозы.

Посуда и реактивы:

а) гомогенизатор;

б) мешалка с частотой вращения 800-1000 мин^-1;

в) стакан на 1000 мл;

г) секундомер;

д) 0,1 н. раствор перманганата калия;

е) 0,2 н. раствор тиосульфата натрия;

ж) 4 н. раствор серной кислоты;

и) 1,0 М раствор йодистого калия;

к) 0,4 %-ный раствор крахмала.

Берём навеску воздушно-сухой целлюлозы с точностью до 0,0001 г. с таким расчётом, чтобы расход раствора перманганата калия составлял примерно 50 % от взятого на реакцию. Влажность целлюлозы определяют заранее.

Подготовленную навеску разбиваем в 270 мл дистиллированной воды электромешалкой до исчезновения комочков. После чего массу переносим в стакан на 1000 мл. Сосуд ополаскиваем 100 мл дистиллированной воды, которую также выливаем в реакционный стакан.

Пробу размешиваем мешалкой и одновременно приливаем смесь 50 мл 0,1 н. раствора перманганата калия (пипеткой) и 50 мл серной кислоты (цилиндром), предварительно отмеренные в стакан. Ополаскиваем стаканчик из-под реакционной смеси 30 мл дистиллированной воды. Общий объем жидкости в реакционном стакане должен составлять 500 мл. В момент добавления реакционной смеси включаем секундомер. Время реакции 10 минут. Через 5 минут после начала реакции в стакане замеряем температуру.

Через 10 минут в реакционный стакан добавляем 10 мл 1 М йодистого калия для прекращения реакции окисления лигнина. Не прекращая перемешивание, выделившийся йод титруем 0,2 н. раствором тиосульфата натрия (Na₂S₂О₃) до соломенного цвета. Затем добавляем 5-10 капель крахмала и титруем до обесцвечивания смеси.

Параллельно определяем расход 0,2 н. тиосульфата натрия на титрование холостой пробы. Для этого в реакционный стакан наливаем 370 мл дистиллированной воды и смесь, состоящую из 25 мл 0,1 н. раствора перманганата калия, 25 мл дистиллированной воды, 50 мл 4 н. серной кислоты, предварительно отмеренных в стакан. Стакан ополаскиваем 30 мл воды. Затем добавляем 10 мл 1 М раствора йодистого калия и при непрерывном перемешивании оттитровываем йод 0,2 н. раствором тиосульфата натрия. Температура реакции при титровании холостой пробы 25 ˚С.

Степень делигнификации вычисляем по формуле

,

где - коэффициент пересчёта на 50 %-ный расход перманганата калия, зависящий от величины ;

- навеска абсолютно сухой целлюлозы, г;

- температура реакционной смеси, ˚С;

- объём 0,1 н. раствора перманганата калия, мл;

,

где н – нормальность раствора;

-объем 0,2 н. раствора тиосульфата натрия, пошедший на титрование холостой пробы, мл;

,

где a – объем 0,2 н. раствора тиосульфата, теоретически необходимого для титрования 50 мл 0,1 н. раствора перманганата калия;

b - объем 0,2 н. раствора тиосульфата, пошедший на титрование холостой пробы;

- объем 0,2 н. раствора тиосульфата, пошедший на титрование анализируемой пробы, мл;

2 Производство сульфитной целлюлозы

2.1 Определение концентрации всего диоксида серы и свободного диоксида серы йодометрическим методом

Определение всего диоксида серы основан на способности йода окислять в водных растворах сернистый ангидрид, содержащийся в них в виде бисульфита и растворенного в воде молекулярного диоксида серы в серную кислоту:

SO₂ + 2H₂O + J₂ = Н₂SО₄ + 2НJ

Na₂SО₃ + H₂O + J₂ =2НJ + Na₂SО₄

Определение свободного диоксида серы заключается в титровании пробы щелочью в присутствии метилового красного. Пробу предварительно оттитровываем йодом для определения концентрации всего диоксида серы. Так как объём йодистоводородной кислоты эквивалентен объему израсходованного при титровании йода, то разность между объемами 0,1 н. раствора едкого натра и 0,1 н. раствора йодистоводородной кислоты соответствует объему щелочи, израсходованному на нейтрализацию серной кислоты, которая образовалась в результате окисления свободного диоксида серы_.

Посуда и реактивы:

а) колба вместимостью 150-200 мл;

б) пипетка вместимостью 1 мл;

в) 0,1 н. раствор йода;

г) 0,1 н. раствор тиосульфата натрия (для обесцвечивания);

д)0,1 н. раствор едкого натра;

е) 1 %-ный раствор крахмала;

ж) метиловый красный.

Для определения в кислоте концентрации всего диоксида серы в коническую колбу наливаем около 100 мл воды. Затем туда же приливаем 0,1 н. раствор йода в количестве 2/3 объема, который должен израсходоваться на титрование. После этого в смесь вводим 1 мл анализируемой кислоты таким образом, чтобы кончик пипетки был погружен в жидкость. Затем добавляем 0,5-1,0 мл раствора крахмала и быстро титруем смесь раствором йода до появления синей окраски.

Для определения приблизительного объема раствора йода, необходимого для титрования, первым проводим пробное титрование, а затем опыт повторяем еще 2 раза.

Концентрацию всего диоксида серы в кислоте в процентах рассчитываем по формуле

, (11)

где 0,0032 - масса сернистого ангидрида, эквивалентная 1 мл 0,1 н. раствора йода, г;

объем 0,1 н. раствора йода, израсходованный на титрование, мл.

%

При определении содержания в кислоте свободного диоксида серы к такой же пробе, в которой определяли содержание всего диоксида серы, по окончании титрования пробы йодом прибавляем 1-2 капли 0,1 н. раствора тиосульфата натрия до обесцвечивания раствора и, прилив к обесцвеченной пробе несколько капель метилового красного, титруем ее 0,1 н. раствором едкого натра до перехода красного цвета в соломенно-желтый.

Концентрацию свободного диоксида серы в процентах рассчитываем по формуле

, (12)

где объем 0,1 н. раствора йода, израсходованного на титрование при определении всего SO₂, мл;

объем 0,1 н. раствора едкого натра, израсходованного на титрование, мл.

%