Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

9.52 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 263 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Зная навеску анализируемого вещества, находят его процентное содержание по формуле

	0,001 VN3VgAnn	100 =	0,\VN3Va
X =	-a77V„	100 =	a Ѵп

Если титруют весь приготовленный для анализа раствор

(Ѵп	= Ѵа),	то	формула упрощается:
				0,1	VN3
			X =		.
Поскольку		0,001 N9 есть титр раствора				по определяемо
му веществу Тх,			то формула для определения процентно
го	содержания		искомого	вещества примет вид
				х_	а ш
				Ѵпа
или	при ѵп =		ѵа	тхѵ
				тхѵ
			X = -4— îoo.
Титрование		по	замещению	— частный		случай прямого

титрования. Сущность данного способа можно рассмот реть на примере определения содержания формальдеги да сульфитным методом. Этот процесс может быть пред ставлен двумя уравнениями:

	ОН
С Н 2 0 + Na 2 S0 3 +	Н 2 0 -> На С<^
	S0 3 Na + NaOH
Na О H +	HCl -> NaCl + H 2 0

Из приведенных реакций видно, что расход соляной кис лоты эквивалентен выделяющемуся по реакции количе ству едкого натра, которое в свою очередь эквивалент но содержанию формальдегида в анализируемой пробе. Поэтому титр формальдегида можно непосредственно выразить в граммах соляной кислоты. Определение ана

лизируемого	вещества в этом случае ведут по форму
лам прямого	титрования.
Обратное	титрование. При	обратном титровании
только часть	взятого в избытке	рабочего раствора рас

ходуется на титрование. Остальную часть рабочего рас твора оттитровывают другим титрованным раствором. Количество определяемого вещества в растворе вычисля-

£0

ют	по разности затраченных	объемов двух приведен
ных к одной нормальности рабочих растворов. Если бы
ло	взято N\V\ мг-экв вещества	первого рабочего раство


ра, а	на титрование		его	избытка	израсходовано N2V2
мг-экв	вещества второго			рабочего	раствора,		то на реак
цию с	определяемым		веществом		пошло		{N\Vi—N2V2)
мг-экв,	где N\ и N2	— нормальности				первого и второго
рабочих растворов,		мг-эквімл; Vi			и	Ѵ2 — соответствен

но объемы рабочих растворов, мл. Столько же милли грамм-эквивалентов определяемого вещества содержа

лось в объеме	Ѵп, взятом	для титрования. Количество
определяемого	вещества в	объеме Ѵп равно
	0,0013	(NlVl—N2V2),

где Э — миллиграмм-эквивалент определяемого вещества,

а количество вещества (х)				в граммах во всем объеме бу
дет в Ѵп	: Ѵп раз		больше:
			0,0013 (Ni К, -		УѴоІѴ) Ѵп
	х	^		к„	'•
где Ѵа—-объем		раствора,		полученного		при растворении
навески,	мл.		весь раствор, то Ѵп			= Ѵа, а
Если	титруется

X = 0,0013 (.V! Vi — N2 V2).

Количество вещества в процентах к цавеске а определя ется по формуле

X =	0,0013 (N, Ѵ"і -УѴ,ѴѴ) ѵа		• 100
	77—: —-		.
В лабораторной	практике принято	выражать концентра


цию не в граммах рабочего вещества, а						непосредственно
в	граммах	определяемого		вещества,		соответствующего
1 мл рабочего			раствора.	Такую концентрацию называ
ют	титром	по определяемому			веществу и обозначают
Тх	или ГЛѴМ.2,		где Мі — формула рабочего				вещества,
а М2 —формула			определяемого		вещества. Титр		по опре

деляемому веществу выражает количество граммов оп ределяемого вещества, соответствующее 1 мл рабочего раствора.

Г Л А В А I

ОБЩИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗОВ МОНОМЕРОВ

ИПОЛИМЕРОВ

§1. ОСНОВНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ

Плотность

Плотностью вещества называют массу в единице объ ема. Плотность однородных тел одинакова по всему объему и измеряется отношением массы вещества к его объему:


					? = - { / .
где	о — плотность				вещества; m — масса			вещества,
г;	V—объем		вещества,			см3.
	Плотность выражается в граммах па кубический сан
тиметр		(г/см3).		За	единицу		массы принимают массу
1 см3 воды			при	температуре			4° С. Величина	плотности
зависит		от	температуры,			при	которой она	определена,

поэтому при обозначении плотности обязательно указы

вают	температуру	ее определения.
В	техническом	анализе	определяют относительную
плотность, представляющую			собой отношение плотно

сти данного вещества к плотности другого, взятого в оп ределенных условиях. Относительную плотность жид

ких веществ определяют при температуре		20	или	15° С
по отношению к плотности воды,	взятой при		4° С,	и за-
20
писывают так: q а •
Относительная плотность выражается		отвлеченным
числом. Если плотность воды была	измерена не при 4° С,

то полученную величину относительной плотности жид кости необходимо пересчитать. Для этого плотность жид кости при данной температуре умножают на отношение плотности воды при той же температуре к ее плотности при 4° С. Например, если надо пересчитать относнтель-

ную плотность жидкости, определенную при 20°С, на плотность воды при 4° С, то


2	0	_ 2 а	0,99823		p\|î • 0,99823.
h		— Р20		1,00000	p\|î • 0,99823.
h		— Р20		1,00000

Плотность вещества можно определять при любой тем пературе, тогда ее пересчитывают на р/° п о формуле

p f = РІ + * (* - 20),

где Qi —плотность вещества при температуре испыта ния; t — температура испытания; а — поправочный тем пературный коэффициент (табл. 1).

			Т а б л и ц а	1
Поправочные температурные коэффициенты			плотности
	для жидких веществ
П л о т н о с ть	Средняя	Плотность	Средняя
П л о т н о с ть	т е м п е р а т у р н а я	Плотность	т е м п е р а т у р н а я
р, г/см3	т е м п е р а т у р н а я	р, г',см3	т е м п е р а т у р н а я
р, г/см3	поправка на I е	р, г',см3	поправка на	1°
0,8000--0,8099	0,00075	0,9000--0,9099	0,000633
0,8100--0,8199	0,000752	0,9100--0,9199	0,000620
0,8200--0,8299	0,000738	0,9200--0,9299	0,000607
0,8300--0,8399	0,000725	0,9300--0,9399	0,000594
0,8400--0,8499	0,000712	0,9400--0,9499	0,000581
0,8500--0,8599	0,000699	0,9500--0,9599	0,000567
0,8600--0,8699	0,000686	0,9600--0,9699	0,000554
0,8700--0,8799	0,000673	0,9700--0,9799	0,000538
0,8800--0,8899	0,000661	0,9800--0,9899	0,000522
0,8900--0,8999	0,000647	0,9900--1,0000	0,000515

Плотность характеризует	идентичность,	чистоту
и концентрацию вещества. Для	многих веществ уста

новлена зависимость между плотностью и концентраци ей (спирт, глицерин, формалин и др.)- Зная плотность вещества, по таблице можно найти его концентрацию (см. приложение) и, наоборот, по известной концентра ции по этой же таблице находят плотность вещества.

Плотность может быть определена при помощи ареомет ра. Способ этот основан на законе Архимеда. Чем мень

ше плотность жидкости, тем глубже	погружается	в нее
тело. Этот метод наиболее быстрый, но менее		точный
(до 0,001 г/смг).
Относительную плотность можно определять при по
мощи пикнометра. Точность метода	0,0002 г!см3.	Плот

ность можно определять методом гидростатического взвешивания на весах Вестфаля — Мора. Этот метод, так


же как и ареометрический,		основан на законе		Архимеда.
Если одно и то же тело		опускать в разные		жидкости,
то оно вытеснит	один и тот же объем,		но массы этих
объемов будут	различными вследствие		разной плотно

сти. Плотность, определяемую пикнометром и весами

Вестфаля — Мора,		принято	называть	видимой	плотно
стью, так как взвешивание			проводится	в воздухе	и его
плотность	не учитывается. При точных			измерениях не
обходимо	вводить	поправку	на «потерю» массы		в воз

духе. Введение поправки в этом случае производят по формуле

рист = (0,99823 — 0.0012) ? l ~		0,0)12	0,99703p, - 0,0012,
где Qнст —истинная	плотность; рі — видимая			плотность;
0,99823—плотность	воды при 20 С; 0,0012—плотность
воздуха.
Определение плотности		при	помощи	ареометра.

Ареометр представляет собой стеклянный цилиндриче ский сосуд, нижняя часть которого заканчивается шаром, заполненным свинцовой дробью или ртутью (рис. 6). На цилиндрической части ареометра имеется шкала с де лениями, обозначающими плотности жидкостей, в кото

рые погружают	ареометр, и температуру, при которой
следует производить		определение. Градуировку ареомет
ров производят	при	20° С	и относят к плотности воды
при 4° С. Для повышения			точности измерения и удобства

пользования изготовляют набор ареометров, шкалы ко торых охватывают определенный диапазон плотностей.

Ареометры	иногда называют		денсиметрами.
Техника определения.		В чистый	цилиндр	с внутрен
ним диаметром	не менее	5 см наливают		испытуемую

жидкость. Стараясь не задевать стенки цилиндра, в жид кость медленно вводят чистый и сухой ареометр, держа его за верхний конец. Некоторое время (2—3 мин) ожн-

дают, чтобы ареометр пришел в состояние	равновесия,
при этом необходимо, чтобы он не касался	ни дна, ни
стенок цилиндра. Отсчитывают деление на	ареометре

по верхнему краю мениска и замеряют температуру ана

лизируемой жидкости		термометром, опущенным в ци
	линдр. Если температура испытуемого про
	дукта отличается от 20° С, а			ареометр гра
	дуирован на о/Дто вводят поправку на най
1,о-	денную плотность (табл. 1).
	Допустимое		расхождение	между	двумя
1.0-4	параллельными		определениями не		должно
	превышать	0,001.

'1,3-1-
1,5-

Рис. 6. Арео	Рис. 7. Пикнометры
метр

Ареометр	должен содержаться				в чистоте. После
работы его надо		вымыть	водой	или	соответствующим
растворителем,	вытереть		сухой	тряпочкой		и положить
в набор.
Определение		плотности при помощи				пикнометра.

Пикнометр представляет собой стеклянный сосуд с коль цевой меткой на шейке (рис. 7). Емкости пикнометров бывают от 1 до 100 мл. В большинстве случаев удобны для работы пикнометры емкостью 25—50 мл. Перед оп

ределением пикнометр тщательно			моют	и высушивают
в	сушильном шкафу при	100° С. Затем		его взвешивают
на	аналитических весах с точностью до 0,0002 г,				напол
няют дистиллированной		водой	чуть	выше	метки,

помещают в термостат и выдерживают при 20° С в те чение 15—20 мин. Когда жидкость в пикнометре примет температуру термостата, жгутиками фильтровальной бу маги отбирают избыток воды до уровня метки на шейке.

При определении плотности темных жидкостей			уровень
их в	пикнометре устанавливают по верхнему		мениску,
а для	светлых жидкостей — по	нижнему; соответственно
и уровень воды устанавливают		по верхнему или	по ниж

нему мениску. Пикнометр закрывают пробкой, вынима ют из термостата, тщательно вытирают снаружи филь тровальной бумагой и взвешивают. Находят объем пикно

метра по формуле
где gi — вес пустого	пикнометра, г; g%—вес		пик
нометра с водой при	20° С, г; 0,99823—вес 1	см3	во
ды при 20° С.
Воду из пикнометра	выливают и высушивают	пикно

метр в сушильном шкафу. Затем наливают в пикнометр

испытуемую		жидкость немного выше метки, помещают
в термостат		при 20° С и производят те же операции,					что
и с	водой	вплоть до		взвешивания.
Плотность q2°			испытуемого			вещества находят	по
формуле
			20		S3 - gl
			?4	—	V
где	gi—вес	пустого	пикнометра,			г; g$—вес пикно
метра с испытуемым			веществом, г;			V — объем пикномет
ра,	см3.

Вязкость

Вязкостью, или внутренним трением, называют свой ство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц, вызванному действием приложенной к жид кости силы. Д л я жидкостей вязкость при данной темпе ратуре и давлении является постоянной величиной, поэтому ее значение включают в стандарты для целого ряда продуктов производства химической промышленнсгсти. С повышением температуры вязкость уменьша ется, с понижением сильно возрастает. Различают три вида вязкости: динамическую, кинематическую и от-

носительную. Динамическую, или абсолютную, вязкость

определяют как силу (в динах), необходимую для взаим
ного перемещения со скоростью 1 смісек		двух	слоев
жидкости	площадью 1 см2, находящихся на	расстоянии
1 см друг от друга.
Динамическую вязкость определяют с помощью вис
козиметра	Уббелоде — Голде и рассчитывают по		фор

муле

	Г\| =	8ѴИ '
где т] — динамическая вязкость;				Р — давление, при	ко
тором	происходило истечение		жидкости; х — время исте
чения	жидкости в объеме	V;	h — длина капилляра;		г —
радиус капилляра.
Если для перемещения		слоев		жидкости требуется	си

ла, равная одной дине, то такая вязкость принята за единицу, которая называется пуазом (пз). Размерность пуаза гісм-сек; 0,01 пз называется сантипуазом.

Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности при той же темпе ратуре:

Размерность	кинематической вязкости выражается
в см21сек. За единицу кинематической		вязкости принят
стоке (ст).
Практической	единицей измерения	кинематической

вязкости является сантистокс; 1 ст=100 ест (сантистоксам).

Относительная вязкость есть отношение вязкости ис следуемой жидкости к вязкости другой жидкости, при нятой за единицу (при данной температуре). Она не представляет собой физической характеристики продук та, но удобна как сравнительная величина.

Определение вязкости. В техническом анализе про дуктов производства синтетических смол и пластических масс чаще пользуются определением относительной вяз кости. Определение кинематической вязкости принято в арбитражных анализах. Приборы, в которых произ водят определение кинематической и относительной вяз кости, называются вискозиметрами. Принцип действия

вискозиметра основан на истечении столба исследуемой жидкости под действием силы тяжести.

Наибольшее распространение в техническом анали зе получили капиллярные вискозиметры, как, например,

вискозиметр

Оствальда

(рис.

8). Капиллярный

вискози

метр

Оствальда

представляет

собой

стеклянную U-oo-

разную

трубку,

колено

которой впаян

капилляр

соединенный

шарообразным

резервуаром

4. Контрольные

метки 3 и 5 служат для

на

блюдения времени истечения жидкости. Ко

лено 2 и резервуар 7 служат для

наполнения

вискозиметра

испытуемой

жидкостью.

Техника

определения.

Перед

работой

вискозиметр тщательно моют и сушат в су

шильном шкафу. Для работы

прибор

ук

репляют вертикально в термостате, в кото

ром

находится

вода с требуемой по стан

дарту температурой. Для измерения темпе

ратуры термостата применяют термометр с

ценой

деления

0,1°. Калибровку

вискози

метра Оствальда, т. е. определение его по

стоянной, производят с помощью жидкости,

кинематическая вязкость которой при раз

ных

температурах

известна.

Для

определения

константы

вискозимет

ра в широкое колено 2 вводят пипеткой 5 мл

эталонной жидкости. После наполнения вы

Рис.

Вис

держивают

вискозиметр

термостате

не

менее

30 мин.

Затем

через

резиновую

труб

козиметр

Оствальда:

ку,

надетую на

колено 1,

засасывают

жид

1,2

—

к о л е н а ;

кость

выше

верхней

метки. После

этого

на

5 — к о н т

чинают

спуск

жидкости.

р о л ь н ы е

м е т

Когда

уровень

жидкости в

колене

к и ;

7 —

ш а

р и к и т р у б о к ;

пройдет мимо верхней метки, пускают в ход

6 —

к а п и л л я р

секундомер и следят за опусканием жидко

сти в колене от верхней

до нижней метки.

Секундомер останавливают

в тот момент, когда

жид

кость пройдет нижнюю метку, и замечают время исте чения жидкости от верхней до нижней метки. Измерения

повторяют не менее 3 раз и находят среднее	арифмети
ческое значение. Постоянную вискозиметра	вычисляют
по формуле
К

где т — время истечения эталонной жидкости, сек; ѵ< — кинематическая вязкость эталонной жидкости при тем пературе опыта.

Затем в тщательно промытый и высушенный вискози метр вводят пипеткой такое же количество испытуемого продукта. Определение производят так же, как при оп ределении постоянной вискозиметра. Измерение време ни истечения испытуемого продукта производят не ме нее 3 раз и принимают среднее арифметическое значе ние.


	Кинематическую		вязкость		(ѵ*) испытуемого	продук
та	вычисляют	по	формуле
			ѵ< =	/Ст,
где	т — время	истечения		испытуемого продукта, сек.
	Если требуется		определить		относительную	вязкость,

то проводят испытание эталонной и исследуемой жидко стей при одинаковых условиях (температура термоста та, объем, взятый на испытание). Расчет производят по формуле


где т ж — в р е м я		истечения испытуемой жидкости, сек;
То — время истечения эталонной жидкости,						сек.
		Температура		плавления
Температурой		плавления		называется		температура,
при которой	вещество из		твердого		состояния переходит
в жидкое. Чистое вещество имеет строго						определенную
температуру	плавления.		Поэтому		температура плавле

ния характеризует' степень чистоты продукта. На прак тике определяют температурный интервал плавления, т. е. интервал между началом плавления — появлением первой капли жидкости и концом плавления, когда все вещество превращается в жидкое состояние. Для чисто го продукта температурный интервал составляет 1—3°. Примеси посторонних веществ и присутствие влаги из меняют температуру плавления, расширяют температур ный интервал. Поэтому перед определением температу ры плавления вещество предварительно перекристаллизовывают и высушивают, затем измельчают в тон-

<<< < Предыдущая 1 23 / 263 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ