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

Температуру воспламенения продукта определяют после определения температуры вспышки. Для этого продукт продолжают нагревать тем же пламенем горел­ ки и через каждые 2° пламенем зажигательной трубки проводят над поверхностью тигля. Замечают температу-

Рис. 16. Аппарат Мартенса — Пенского:

1 — м е д н ы й р е з е р в у а р ; 2 — к р ы ш к а ; 3 — ту ­ бус; 4 — т е р м о м е т р ; 5 — м е ш а л к а ; 6 — з а ж и ­ г а т е л ь н а я л а м п о ч к а ; 7 — р у к о я т к а ; 8 — м е х а ­ н и з м р у к о я т к и ; 9— в о з д у ш н а я б а н я ; 10 —

м е т а л л и ч е с к а я р у б а ш к а

ру, при которой продукт воспламеняется и горит не ме­ нее 5 сек. Эту температуру принимают за температуру воспламенения продукта.

40

Определение температуры вспышки в аппаратах за­ крытого типа. Прибор Мартепса— Пенского (рис. 16) состоит из медного резервуара / с плоским дном внут­ ренним диаметром 50 мм, высотой 55 мм, с кольцевой меткой на внутренней стороне стенки (до нее наливают испытуемый продукт); крышки резервуара 2, имеющей тубус 3 (для термометра 4); мешалки 5 па гибкой пру­ жинной ручке; зажигательной лампочки 6, которая при повороте рукоятки 7 с механизмом 8 перемещается че­ рез отверстие в крышке в свободное от жидкости про­ странство резервуара; чугунной воздушной бани 9, ок­ руженной металлической рубашкой 10 и защищающей ее от потери тепла.

Техника определения. Перед определением резервуар тщательно промывают, высушивают и заливают исследу­ емый продукт до кольцевой метки. Резервуар с продук­ том помещают в гнездо чугунной воздушной бани, за­ крывают его чистой, сухой крышкой и вставляют термо­ метр. После этого прибор начинают медленно нагревать па газовой горелке. Продукт изредка перемешивают вращением мешалки. При температуре на 10° ниже ожи­ даемой температуры вспышки через каждые 2° повора­ чивают рукоятку 7 и зажигательная лампочка наклоня­ ется в заполненное паром пространство резервуара. Во время испытания перемешивание прекращают. Момен­ том вспышки считается появление синего пламени над всей поверхностьюпродукта. После получения первой вспышки испытание продолжают, повторяя зажигание в тех же условиях через 2°. Если при этом вспышки не произойдет, то испытание повторяют заново.

За температуру вспышки принимают показания тер­ мометра в момент первого появления синего пламени над поверхностью исследуемого вещества при двух парал­ лельных определениях. В том случае, если испытанию подвергают неизвестный продукт, делают предваритель­ ное определение температуры вспышки, после чего про­ водят повторное ее определение, как описано выше.

§ 2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГИ

Определением влаги очень часто пользуются в техни­ ческом анализе. Ее содержание определяют при анализе сырья, вспомогательных материалов, готовой продук­ ции. Это определение необходимо, для правильного

41

расчета содержания основного компонента анализируе­ мого продукта.

В зависимости от свойств анализируемого вещества содержание воды определяют разными методами. В ве­ ществах, стойких к повышенной температуре, влагу оп­ ределяют высушиванием до постоянной массы. Метод Фишера позволяет быстро и точно определять любые количества воды в различных органических и неорга­ нических соединениях. Метод Дина и Старка позволяет

Определение влаги высушиванием. Этим методом обычно определяют кристаллизационную и гигроскопи­ ческую влагу. Он очень прост, но его недостатком явля­ ется большая продолжительность высушивания.

Техника определения. В предварительно взвешенный чистый и сухой бюкс помещают навеску вещества около 5—10 г, закрывают крышкой и взвешивают на аналити­ ческих весах. Величина навески определяется по разно­ сти между массой бюкса с навеской и массой пустого бюкса. Затем помещают бюкс в сушильный шкаф, при­ открывают его крышку и доводят содержимое до по­

в эксикатор на 30 мин, чтобы он принял температуру комнаты, затем снова взвешивают. Условия высушива­ ния каждого вещества описаны в стандартах. Содержа­ ние влаги в процентах (х) вычисляют по формуле

42

в 20—40 раз меньше времени, чем высушивание в су­ шильном шкафу. Длительность сушки зависит от свойств анализируемого вещества и определяется для каждого вещества эмпирически. Так же устанавливают величину навески и расстояние лампы от вещества. При работе следует пользоваться темными защитными очками. Для определения используют установку (рис. 17), которая

где а — масса навески вещества, г; а.\ — масса вещества после сушки, г.

Определение влаги по Фишеру. Этим методом поль­ зуются для определения свободной воды в тех случаях, когда определение влаги другими методами затруднено или невозможно. Определение содержания влаги сво­ дится к титрованию точной навески испытуемого веще­ ства реактивом Фишера. Определение основано на реак­

Но эта реакция обратима и потому не может быть ис­ пользована для количественных определений. Чтобы

43

связать выделившуюся иодистоводородную кислоту, а

состоящей из воды и льда. Колбу с охлажденным раствооом сое­

1 л метанолом, хорошо перемешивают и оставляют стоять на ночь. Реактив Фишера хранят в склянке из темного стекла с притертой пробкой. При хранении раствора его титр постепенно уменьшается,

1 мл свежеприготовленного реактива Фишера эквивалентен при­ близительно 0,005 г воды. Пиридин и метанол, употребляемые для приготовления реактива Фишера, должны содержать воды не более 0,1%. Если же содержание воды в них больше указанного, то про­ изводят их обезвоживание.

44

Техника определения. Для титрования применяют прибор (рис. 18), который представляет собой закрытую систему, состоящую из склянки / с реактивом, бюретки 2, колбы для титрования 3, хлоркальциевых трубок 4, 5, защищающих сосуд с реактивом и колбу для титрова­ ния от попадания влаги из атмосферы. Колбы для тит­ рования и пипетки должны быть высушены и храниться в эксикаторе.

Навеску испытуемого вещества 5—10 г, взятую с точ­ ностью до 0,0002 г, помещают в мерную колбу емкостью 100 мл, добавляют 30 мл абсолютного метилового спир­ та, взбалтывают в течение 1—2 мин для извлечения во­ ды, доводят метанолом до 100 мл, плотно закрывают пробкой и перемешивают.

Отбирают пипеткой 10 мл раствора в колбу 3. Кол­ бу соединяют с бюреткой 2 и титруют реактивом Фише­ ра до появления красно-коричневого окрашивания. Тит­ рование производят при перемешивании, для чего удобно применять электромагнитную мешалку. Параллельно титруют 10 мл метанола (контрольный опыт). Содержа­

шера, израсходованное на титрование контрольного опы­

применяют толуол, бензол, бензин марки «Галоша» и др. Используемый при этом прибор (рис. 19) состоит из круглодонной колбы / емкостью 500 мл, холодильника 3, приемника-ловушки 2, представляющего собой градуи­

45

Колбу и холодильник укрепляют в штативе, в рубаш­ ку холодильника пускают воду и ведут подогрев колбы так, чтобы скорость выделения воды из трубки холодиль­ ника составляла 2—4 капли в 1 сек.

К Л

M

п р и е м н и к - л о в у ш к а

Конденсирующиеся в холодильнике пары стекают в пробирку, вода собирается в ее нижней части. Перегон­ ку продолжают до тех пор, пока уровень воды в пробирке не перестанет повышаться. Если при этом растворитель остается мутным (диспергированные капельки воды), то колбу выдерживают 30 мин на водяной бане с темпера-

46

турой 60—70°С. После этого прозрачный растворитель охлаждают и определяют содержание воды. Содержа­ ние воды в весовых процентах (х) вычисляют по фор­ муле

§3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ТЕХНИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ

Рефрактометрия

Рефрактометрический метод анализа основан на из­ мерении показателя преломления испытуемого вещества.

Показатель преломления является важной физикохимической константой при данной температуре и длине волны. Она характеризует подлинность и чистоту ве­ щества.

Отношение синуса угла падения а к синусу угла пре­ ломления ß равно отношению скорости распространения

47

трации раствора. При повышении температуры вещества показатель преломления уменьшается (уменьшается плотность). Чаще всего показатель преломления опре­ деляют при 20°С. Если температура отличается от 20°С,

ределяют, используя монохроматический свет натриевой лампы.

Рефрактометрический метод количественного анализа основан на зависимости показателя преломления от кон­ центрации раствора. При количественном анализе кон­

рактометры системы Аббе, рефрактометр лабораторный РЛ, рефрактометр ИРФ-23 и др.

Основными частями каждого рефрактометра являют­ ся две призмы, между которыми помещают слой исследуе­ мой жидкости, окуляр и шкалу с делениями для отсчета.

Пучок света проходит через первую призму и, пре­ ломившись в слое исследуемой жидкости, претерпевает полное внутреннее отражение от поверхности второй призмы. Линия, ограничивающая область полного внут­

48

мителыюй, чем с РЛУ. Пределы измерений величин по­ казателя преломления этих рефрактометров 1,300—1,700.

Рефрактометр РЛ (рис. 21) нашел широкое приме­ нение в лабораторной практике благодаря простоте уст­

или вдвигая его) соответственно глазу наблюдателя. Через окуляр 4 видны: слева — шкала величин пока­

зателя преломления в интервале значений от 1,300 до