книги из ГПНТБ / Гурова Т.А. Технический анализ и контроль производства пластмасс учеб. пособие для техникумов

В промышленности меламин получают нагреванием

меламина в сухом продукте не менее 99,7%; содержа­ ние влаги — не более 7%; содержание железа — не более

с образованием пикрата меламина. Содержание мелами­ на определяют исходя из веса осадка пикрата меламина.

Реактивы и оборудование

Уксусная ледяная кислота Пикриновая кислота, насыщенный раствор Бюкс для взятия навески Стакан химический емкостью 500 мл

Воронка фарфоровая для фильтрования Колба мерная емкостью 500 мл Пипетка на 50 мл

Тигель-фильтр с фильтрующей пластинкой

Ход определения. 1 г растертого в тонкий порошок меламина взвешивают с точностью до 0,0002 г, переносят в стакан емкостью 500 мл и растворяют в 30 мл горячей воды при нагревании почти до кипения в течение 20 мин. Раствор охлаждают и фильтруют через фарфоровую во­ ронку. Фильтр с осадком пятикратно промывают водой порциями по 10 мл, затем фильтрат и промывные воды переводят в мерную колбу емкостью 500 мл, доливают дистиллированной водой до метки и перемешивают.

Пипеткой отбирают 50 мл полученного раствора, пе­ реносят в стакан емкостью 500 мл с двумя метками, ука­ зывающими вместимость 200 мл и 400 мл, и добавляют 5 мл ледяной уксусной кислоты.

Раствор разбавляют кипящей водой до метки 200 мл

В этот момент прекращают приливание раствора пик­ риновой кислоты, стакан с раствором помещают в холод­ ную воду или снег, дают пикрату кристаллизоваться без перемешивания.

120

Через 10 мин приливают раствор пикриновой кисло­ ты до метки 400 мл, жидкость с осадком перемешивают, охлаждают до температуры 20° С и выдерживают при этой температуре 1 —1,5 ч.

Затем осадок фильтруют через предварительно взве­ шенный с точностью до 0,0002 г фильтр-тигель, с филь­ трующей пластинкой № 1 или № 2, отсасывают жид­ кость и 3—4 раза промывают осадок небольшими пор­ циями насыщенного раствора пикрата меламина.

Тигель с осадком сушат в термостате при 105—110° С

при температуре 20° С в 400 мл жидкости, из которой вы­ падает осадок, г; 0,355 — множитель для перевода веса пикрата на вес меламина; х2 — содержание влаги, %.

Определение содержания влаги. Влагу определяют высушиванием меламина до постоянной массы. Высуши­ вание ведут ускоренным методом — облучением инфра­ красными лучами или сушкой в термошкафу.

Ход определения. Около 5 г меламина взвешивают с точностью до 0,0002 г в сухом предварительно взвешен­ ном бюксе и высушивают при 100—105° С в термошкафу в течение 30 мин.

После охлаждения в эксикаторе и взвешивания бюкс с меламином выдерживают в термошкафу еще 10 мин. Взвешивание и сушку повторяют до тех пор, пока потеря

121

титрования, добиваясь одинаковой окраски раствора мела.мнна и воды, к которой постепенно добавляют эталон­ ный раствор железа.

ченного раствора и разбавляют водой до 100 мл. 1 мл этого раство­ ра содержит 0,00001 г железа. Раствор применяют свежеприготов­

ленным.

Ход определения. 1 г меламина взвешивают с точно­ стью до 0,01 г, помещают в коническую колбу емкостью

брома, охлаждают и переводят в мерную колбу емко­ стью 100 мл. Доводят объем раствора до метки и пере­ мешивают.

25 мл полученного раствора переносят в градуирован­ ный цилиндр с притертой пробкой емкостью 50 мл. Бе­ рут другой такой же цилиндр и вносят в него 25 мл раст­ вора, приготовленного разбавлением дистиллированной водой 5 мл концентрированной соляной кислоты до объ­ ема 100 мл.

Затем в оба цилиндра добавляют по 5 мл изоамило-

ляют из микробюретки эталонный раствор железа, взбал­ тывают, сравнивают окраску и так повторяют до тех пор, пока она в обоих цилиндрах не сравняется.

122

где V — объем эталонного раствора железа, израсходо- "ванный на выравнивание окраски, мл; а — навеска ме­ ламина, г; 0,00001 —содержание железа в 1 мл эталон­ ного раствора, г; х2 — содержание влаги, %.

Уротропин (гексаметилентетрамин)

(<:н,ь\\

(М -гг. 140,1893).

Бесцветные кристаллы. Улетучивается при нагрева­ нии, не плавясь. Растворяется в воде, этиловом спирте.

В промышленности уротропин получают синтезом из аммиака и формальдегида. Технические требования: со­ держание уротропина — не менее 99,5%; нелетучих ве­ ществ — не более 0,04%; влаги — не более 0,5%.

Определение содержания гексаметилентетрамина.

Определение основано на реакции кислотного гидроли­ за. При действии серной кислоты гексаметилентетрамин разлагается с выделением формальдегида и образовани­ ем сульфата аммония:

(CH 2 ) e N 4 -f 2H2 SO, - 6 Н 2 0 -> 6 С Н 2 0 + 2 (NH 4 ) 2 S0 4

По количеству кислоты, затраченной на образование аммонийной соли, рассчитывают содержание гексамети­ лентетрамина.

Реактивы и оборудование

Серная кислота, 1 н. раствор Едкий натр, 1 н. раствор

Метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор Бюкс для взятия навески Колба коническая емкостью 250 мл Пипетка на 50 мл

Ход определения. Навеску уротропина около 1 г, взя­ тую с точностью до 0,0002 г, вносят в коническую колбу емкостью 250 мл и приливают 50 мл 1 н. серной кислоты. Нагревают на кипящей водяной бане до исчезновения

123

Акрилокитрил (нитрил акриловой кислоты)

C H 2 = C H - C N (M = 53,06)

Бесцветная подвижная жидкость со слабым запахом. Температура кипения 77,3° С, температура плавления — 82° С, g f =0,8060, показатель преломления п^0 = 1,3911. Токсичен. Растворяется во многих органических раство­ рителях, в воде практически не растворим.

Хранится в присутствии ингибиторов (гидрохинон, пи­ рогаллол).

В промышленности акрилонитрил получают из оки­ си этилена через этиленциангидрин или прямым синте­ зом из ацетилена и цианистого водорода. Применяют для изготовления синтетического волокна «нитрон» и для сополимеризации с другими мономерами.

Для определения содержания акрилонитрила в ис­ следуемом продукте пользуются либо методом Къельдаля, либо потенциометрическим методом.

Определение содержания азота по Кьельдалю. Сущ­ ность метода состоит в том, что азот органического веще­ ства при нагревании с концентрированной серной кисло­ той образует сульфат аммония. При действии концент­ рированного раствора щелочи из сульфата аммония вы-

124

деляется аммиак, который поглощают определенным ко­ личеством титрованного раствора кислоты, а затем из­ быток кислоты титруют раствором щелочи.

Реактивы и оборудование

Серная кислота, пл. 1,835 Серная кислота, 1 н. раствор Едкий натр, 40%-ный раствор Едкий натр, 1 н. раствор

Метиловый оранжевый, 0,1%-ный водный раствор Бюкс для взятия навески Колба Кьельдаля Прибор Кьельдаля

Ход определения. Навеску акрилонитрила около 1 г, взятую с точностью до 0,0002 г, помещают в колбу Кьель­ даля (рис. 40,а), прибавляют кристаллик сульфата меди (для ускорения разложения) и вливают 25 мл серной кислоты (пл. 1,835). Колбу закрывают крышечкой, за­ крепляют с помощью лапки штатива в слегка наклон­ ном положении над асбестовой сеткой под хорошей

125

тягой и нагревают сначала маленьким пламенем (в тече­ ние 15 мин, а затем более интенсивно, пока жидкость не начнет кипеть. Нагревание продолжают до тех пор, пока раствор в колбе не станет прозрачным и бесцвет­ ным.

После охлаждения раствор переносят в перегонную колбу емкостью 250 мл и вливают 50 мл дистиллирован­ ной воды. Колбу Кьельдаля многократно промывают не­ большим количеством воды и промывные воды сливают в колбу с раствором. Затем эту колбу закрывают проб­ кой, имеющей два отверстия — для капельной воронки и для каплеуловителя (рис. 40, б). Каплеуловитель соеди­ няют с холодильником, конец которого помещен в кони­ ческую колбу (приемник), содержащую 25 мл 1 н. раст­ вора серной кислоты. В капельную воронку наливают 100 мл 40%-ного раствора едкого натра и медленно при­ ливают его в перегонную колбу. Колбу нагревают вна­ чале интенсивно, чтобы быстро довести ее содержимое до кипения, а затем умеренно, до тех пор, пока не будет отогнано около 2 /з жидкости, и проверяют красной лак­ мусовой бумагой отсутствие аммиака в капле дистил­ лята.

По окончании перегонки промывают холодильник дистиллированной водой и избыток кислоты титруют 1 н. раствором едкого натра в присутствии индикатора ме­ тилового оранжевого. По количеству выделившегося ам­ миака вычисляют содержание азота в анализируемом продукте.

Содержание азота в процентах (х) рассчитывают по формуле

На основе полученных данных можно вычислить про­ центное содержание акрилонитрила, умножив процент­ ное содержание азота на фактор пересчета, равный 2,0075.

126

Определение содержания акрилонитрила потенциометрическим методом. Метод основан на взаимодействии акрилонитрила с сульфитом натрия:

C H 2 = C H - C N + Na 2 S0 3 + Н 2 0 N a S 0 3 C H 2 — C H 2 C N |- Na О H

Выделяющаяся в результате реакции щелочь потенциометрически оттитровывается соляной кислотой.

Колба коническая емкостью 250 мл с пришлифованной пробкой Пипетка на 25 мл

Установка для потенциометрического титрования

Ход определения. Навеску акрилонитрила около 1 г, взятую с точностью до 0,0002 г, вносят в коническую кол­ бу с притертой пробкой емкостью 250 мл, растворяют в 25 мл диоксана и приливают пипеткой 25 мл 0,5 н. раст­ вора сульфита натрия. Содержимое колбы перемешива­ ют и через 30 мин выделившуюся щелочь потенциометрически титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты.

Перед титрованием анализируемой пробы замеряют потенциал стеклянного электрода в контрольном раст­ воре. Для этого в стакан вносят 25 мл 0,5 н. раствора сульфита натрия и 150 мл дистиллированной воды. В раствор опускают стеклянный и каломельные электро­ ды, включают мешалку и замеряют на потенциометре значение потенциала стеклянного электрода (мв). Затем контрольный раствор выливают и электроды тщательно промывают дистиллированной водой. Анализируемую пробу количественно переносят в чистый стакан, прили­ вают 125 мл дистиллированной воды и погружают элек­ троды.

Титрование ведут до значения потенциала стеклянно­ го электрода в контрольном растворе, после чего отме­ чают объем раствора соляной кислоты, пошедшей на тит­ рование анализируемой пробы.

Содержание акрилонитрила в процентах ( х{) вычис­ ляют по формуле

V • К • 0,0053 • 100

127

где V-—объем 0,1 н. раствора соляной кислоты, затра­ ченный на титрование анализируемой пробы, мл; К — коэффициент поправки для 0,1 н. раствора соляной кис­ лоты; 0,0053 —• количество акрилонитрила, соответствую­ щее 1 мл точно 0,1 н. раствора соляной кислоты, г; а — навеска акрилонитрила, г.

2,4-толуилендиизоцианат

С І І 3

jpj-N=CO

\ I/

N = C O

(M = 174,15)

При температуре выше 22° С — прозрачная жидкость светло-желтого цвета с сильным запахом. Раздражающе действует на кожу. Растворим в ацетоне, хлорбензоле, диоксане, циклогексаноне.

Получают фосгенированием толуилендиамина. Изоцианаты применяют в производстве полиуретанов. Наиболее распространенным методом количественно­

го определения изоцианатов ^является определение со­

Изоцианат обрабатывают избытком амина, затем титру­ ют избыток амина кислотой. Из аминов применяют дибутиламин, диэтиламин, бутиламин.

В лабораторной практике амины часто заменяют ам­ миаком. Применение аммиака при определении изоциа­ натной группы имеет много преимуществ. В качестве рас­ творителя применяется ацетон. Избыток аммиака тит­ руют соляной кислотой. По количеству израсходованного аммиака вычисляют количество изоцианатных групп. Ам-

128

ыыак реагирует с изоцианатной группой с образованием замещенной мочевины:

R - N = C = 0 + NH 3 - > R - N H - C O — N H 2

Реактивы и оборудование

Ацетон Аммиак, 0,2 н. раствор в ацетоне

Соляная кислота, 0,1 н. раствор Метиловый красный, 0,1%-ный спиртовый раствор

Колба коническая емкостью 250 мл с пришлифованной пробкой

только резиновой грушей!), помещают в предварительно взвешенную коническую колбу емкостью 250 мл, снаб­ женную притертой пробкой, взвешивают с точностью до 0,0002 г и приливают 25 мл ацетона. К полученному раст­ вору добавляют пипеткой 50 мл 0,2 н. раствора аммиака в ацетоне. Колбу закрывают пробкой и смесь после тща­ тельного перемешивания оставляют стоять в течение 10 мин при комнатной температуре. По истечении этого времени титруют избыток аммиака 0,1 н. раствором со­ ляной кислоты в присутствии индикатора метилового красного до появления устойчивой ярко-красной окраски.