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

§6. АНАЛИЗ ПЛАСТИФИКАТОРОВ

Впромышленности пластических масс применяют

Наиболее распространены пластификаторы эфирного типа: эфиры многоосновных кислот и одноатомных спир­ тов, эфиры одноосновных кислот и многоатомных спир­ тов, эфиры жирных кислот.

Часто применяют в качестве пластификаторов про­ изводные фосфорной кислоты: ее эфиры с низшими спиртами, хлорпроизводные эфиров, эфиры с фено­ лами.

В качестве пластификаторов применяют азотсодер­ жащие соединения (производные мочевины), хлорпроиз­ водные (хлорированные дифенилы, хлорированные па­ рафины), камфару, ацетофенон и др.

Жидкие пластификаторы характеризуются по плот­ ности, показателю преломления, температуре вспышки, пределам температуры кипения, кислотному числу, числу омыления, бромному числу.

Твердые пластификаторы характеризуются по плот­ ности, температуре плавления, растворимости.

Определение кислотного числа и числа омыления в пластификаторах эфирного типа. Кислотное число по­ казывает, сколько миллиграммов едкого кали необходи­

Ход определения. Определение кислотного числа (со­ держания свободных кислот в 1 г эфира) ведут следую­ щим образом. Навеску пластификатора около 10 г, взятую с точностью до 0,0002 г, помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, растворяют в 50 мл этилового спирта и титруют полученный раствор 0,1 н. раствором едкого кали в присутствии фенолфталеина до появления светлорозовой окраски.

130

Кислотное число (к. ч.) вычисляют по формуле

где V — объем 0,1 н. раствора едкого кали, израсходо­ ванного на титрование пробы, мл; К — коэффициент по­ правки для 0,1 и. раствора едкого кали; а — навеска про­ бы, г; 5,6 — количество едкого кали в 1 мл 0,1 н. раство­ ра, мг.

Число омыления показывает, сколько миллиграммов едкого кали необходимо для нейтрализации свободных и связанных кислот, содержащихся в 1 г эфира. Для оп­ ределения числа омыления пластификатор обрабатыва­ ют избытком спиртового раствора щелочи до полного омыления и титруют избыток щелочи раствором кисло­ ты в присутствии фенолфталеина.

ковым холодильником Пипетка на 50 мл

Ход определения. Навеску около 1 г пластификатора, взятую с точностью до 0,0002 г, помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают пипеткой 50 мл 0,5 н. раствора едкого кали в этиловом спирте, присоединяют к колбе обратный холодильник и нагревают на водяной бане в течение 2 ч. Охлаждают и титруют 0,5 и. раство­ ром соляной кислоты в присутствии фенолфталеина до исчезновения розовой окраски.

Одновременно в тех же условиях проводят контроль­ ный опыт.

Число омыления (ч. о.) вычисляют по формуле

( Vi — Ѵ2) К • 28,05

где Ѵ\ — объем 0,5 н. раствора соляной кислоты, израс­ ходованного на титрование в контрольном опыте, мл; \ ; 2 — объем 0,5 н. раствора соляной кислоты, израсходо­ ванного на титрование пробы, мл; К — коэффициент

131

поправки для 0,5 н. раствора соляной кислоты; а — на­ веска пластификатора, г; 28,05 —количество едкого кали,

бромид-бромата в кислой среде. Избыток брома титру­ ют иодометрически.

Реактивы и оборудование

Едкий натр, 2,5%-ный раствор Бромид-бромат, 0,1 н. раствор (приготовление см. на стр. 97) Соляная кислота, пл. 1,19 Иодид калия, 10%-ный раствор

Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор Крахмал растворимый, 1%-ный раствор Бюкс для взятия навески

Колба коническая емкостью 250 мл с пришлифованной пробкой Цилиндры мерные емкостью 10 и 50 мл Колба мерная емкостью 250 мл Пипетки на 25 и на 100 мл

Ход определения. Около 10 г трикрезилфосфата, взве­ шенного с точностью до 0,0002 г, помещают в коническую колбу емкостью 250 мл, приливают 50 мл 2,5%-ного раст­ вора едкого натра, нагретого до 65—70° С, и тщательно перемешивают в течение 3 мин. Содержимое переносят в мерную колбу емкостью 250 мл и разбавляют дистил­ лированной водой до метки. Отбирают 100 мл получен­ ного раствора, помещают в коническую колбу с притер­

Колбу закрывают пробкой, встряхивают и оставляют

где Vi — объем 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, из­ расходованный на титрование в контрольном опыте; мл;

132

образуют на рабочих поверхностях теплосиловых уста­ новок низкотеплопроводные отложения (накипи). При этом ухудшается теплообмен в аппаратах, происходит перерасход топлива, повреждается поверхность металла.

Вода, поступающая из водоисточников, должна быть подвергнута анализу до и после водоподготовки.

При полном анализе определяют содержание взве­ шенных веществ, сухой остаток, жесткость, окисляемость, щелочность, кислотность, содержание различных ионов

(Са 2 + , M g 2 + , Fe2 + , Fe3 + , НСОГ и др.).

Отбор пробы. При исследовании любых компонентов воды одним из важнейших моментов является правиль­ ный отбор пробы.

Прежде всего необходимо обеспечить полнейшую чис­ тоту склянок, применяемых для отбора пробы воды. Ре­ комендуется пользоваться склянками из бесцветного стекла с притертыми пробками. При отборе пробы склян­ ку предварительно многократно ополаскивают исследуе­ мой водой. При взятии пробы водопроводной воды ее предварительно спускают, чтобы в склянку не попала застоявшаяся в трубах вода.

Для проведения полного анализа необходимо иметь около пяти литров воды.

Определение сухого остатка воды. Твердые вещества, остающиеся после упаривания воды, называются сухим остатком.

Оборудование

Чашка фарфоровая емкостью 100 мл Колба мерная емкостью 200 мл

Эксикатор

Ход определения. Для определения сухого остатка берут в мерную колбу 200 мл воды. Воду, постепенно до­ ливая, упаривают на водяной бане в предварительно прокаленной и взвешенной фарфоровой чашке. Когда вся вода будет переведена в выпарную чашку, мерную

134

час после того, как чашка вынута из эксикатора, так как сухой остаток иногда притягивает воду.

щие органические загрязнения, дают темный сухой оста­ ток. Если сухой остаток обугливается, то вода сильно за­ грязнена. Обычно в воде общее количество растворен­ ных веществ не превышает 500 мгіл. Содержание сухо­ го остатка в исследуемой воде выражают в миллиграм­

где а — вес чашки с сухим остатком, г; а\ — первона­ чальный вес чашки, г; V — объем анализируемой воды,

мл.

Определение жесткости воды. Жесткость воды опре­ деляется содержанием в ней солей (обычно кальция и магния). Различают карбонатную, некарбонатную и об­ щую жесткость.

Карбонатная жесткость обусловливается содержани­ ем карбонатов кальция и магния.

Некарбонатная жесткость обусловливается содержа­ нием других, кроме гидрокарбонатов, солей кальция и магния (хлоридов, сульфатов).

Общая жесткость определяется общим содержанием солей.

При длительном кипячении воды гидрокарбонаты вы­ деляют двуокись углерода и переходят в карбонаты, вы­ падающие в осадок, вследствие чего жесткость уменьша­ ется:

Ca ( Н С 0 3 ) 2 -> С а С 0 3 | + C 0 2 f + Н 2 0

M g (НСОзЬ - » M g C O ä l + co2t + Н 2 0

Кипячением карбонатная жесткость полностью не устра­ няется, поэтому иногда применяют термин устранимая жесткость, которым определяют концентрацию бикарбо­ натов, удаляемых из воды при кипячении ее в течение І.ч. Оставшаяся после кипячения воды жесткость назы­

135

плексометрии получил трилон Б (титрованный раствор двузамещенной натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты), дающий комплексные соединения с катио­ нами двух- и трехвалентных металлов:

136

его валентности. При этом освобождаются 2 г-иона во­ дорода, которые могут быть оттитрованы в присутствии кислотно-основного индикатора.

Комплексные соединения, образуемые трилоном Б с различными ионами, называют комплексонатами. Комплексонаты обладают различной прочностью, которую принято выражать количественно величиной константы нестойкости. Константой нестойкости (Кн) называют константу диссоциации комплексного иона. Чем меньше ее величина, тем устойчивее комплекс. Удобнее прочность комплексного соединения выражать величиной, равной отрицательному логарифму константы нестойкости (рК). При этом чем больше значение рК, тем выше прочность соответствующего комплекса.

Значения рК зависят от pH раствора и температуры. Сопутствующие ионы, имеющие большее значение рК, чем определяемый ион, а следовательно, дающие бо­ лее прочные комплексы, будут мешать при титровании

анализируемого раствора трилоном Б.

Ионы, мешающие определению анализируемого ка­ тиона, должны быть удалены из сферы реакции осажде­ нием или маскированы переводом в бесцветные комплек­

В качестве индикаторов при комплексометрическом титровании применяют различные органические вещест­ ва, в основном красители, образующие комплексы с иона­ ми определяемых металлов (металлининдикаторы). На­ ибольшее распространение получили индикаторы кис­ лотный хром темно-синий, хромоген черный ЕТ-00, мурексид. Хромоген черный ЕТ-00 реагирует с катиона­ ми многих металлов. Сокращенная формула этого инди­

зует окрашенные в винно-красный цвет устойчивые ком­ плексы.

Прочность металлининдикатора меньше прочности

137

соответствующего комплексоната. Окраска металлининдикатора отличается от окраски самого индикатора. При добавлении к анализируемому раствору титрованного раствора трилона Б в эквивалентной точке, когда пол­ ностью разрушается за счет образования комплексона­ та металлининдикатор, появляется окраска самого ин­ дикатора. Например, при определении кальция протека­ ет следующая реакция:

Трилонометрическое определение каждого иона про­ изводится при том значении pH, при котором этот ион образует с трилоном Б соединение более прочное, чем с индикатором. Для поддержания заданного pH при оп­ ределении того или иного катиона к титруемому раствору добавляются буферные растворы. Кроме того, поддер­ жание заданной величины pH обеспечивает определен­

Объем раствора доводят до 1 л. Для приготовления рабочих раство­

и медленно титруют раствором трилона Б при перемешивании до

138

ЕТ-00 и кислотный хром темно-синий готовят растворением 0,5 г индикатора в 20 мл аммиачного буферного раствора и доводят до 100 мл этиловым спиртом. Раствор хромогена черного ЕТ-00 можно

хранить не более 10 суток.

Мурексид готовят растворением 0,03 г его в 10 мл дистиллиро­

ванной воды. Раствор хранят в темном месте, срок годности 4 дня. Реактивы и оборудование

Сульфид натрия, 5%-ный раствор Гидроксиламин солянокислый, !%-ный раствор Трнлон Б Буферный раствор Индикаторы

Пипетка на 100 мл Колба коническая емкостью 250 мл

Микробюретка

Ход определения при отсутствии ионов меди, цинка, марганца. Для определения общей жесткости воды от­ меривают пипеткой 100 мл анализируемой прозрачной пробы воды, переносят ее в коническую колбу емкостью

в винно-красный цвет. Пробу титруют раствором трило­ на Б из микробюретки до изменения окраски. Титрова­

ее в коническую колбу емкостью 250 мл. Затем прибав­ ляют 1 мл свежеприготовленного 5%-ного раствора суль­ фида натрия. При этом выпадают в осадок CuS и ZnS.

Добавив 5 мл аммиачного буферного раствора, 5—

139