Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.52 Mб
Скачать

Метод заключается в том, что неизвестную разность потенциалов уравновешивают противоположно направ­ ленной известной. Когда неизвестная разность потенци­ алов уравновешена, стрелка гальванометра устанавлива­ ется на нуле.

Титрование проводят следующим образом: в сосуд для титрования (химический стакан) вносят определен­

ное

количество исследуемого раствора,

погружают

в ра­

 

 

 

S

 

 

створ индикаторный

элек­

 

 

 

 

 

трод и один конец элек­

 

 

 

 

 

 

тролитического

 

мостика

 

 

 

 

 

 

(рис.

31).

Второй

 

конец

 

 

 

 

 

 

мостика

опускают

в ста­

 

 

 

 

 

 

канчик

с

 

насыщенным

 

 

 

 

 

 

раствором

хлорида

ка­

 

 

 

 

 

 

лия

или

другого

электро­

 

 

 

 

 

 

лита,

туда

же

опускают

 

 

 

 

 

 

трубку насыщенного

ка­

 

 

 

 

 

 

ломельного

 

полуэлемен-

 

 

 

 

 

 

га. Составленную

гальва­

 

 

 

 

 

 

ническую

цепь

присоеди­

 

 

 

 

 

 

няют

к

клеммам

потен­

 

 

 

 

 

 

циометра

 

и

 

измеряют

 

 

 

 

 

 

э. д. с. цепи, а затем при­

Рис.

31.

Схема

гальванической

ступают к титрованию ис­

цепи при компенсационном потен-

следуемого

раствора

при

циометрическом

титровании:

непрерывном

перемеши­

/ — б ю р е т к а ;

2 — и н д и к а т о р н ы й

э л е к т ­

вании.

 

 

 

 

 

 

р о д ;

3 — с о с у д д л я т и т р о в а н и я ;

4 —

Перемешивание

раст­

э л е к т р о л и т и ч е с к и й м о с т ; 5 — н а с ы щ е н ­

м е л ь н ы й

п о л у э л е м е н т

( э л е к т р о д

вора

осуществляют

при

н ы й р а с т в о р э л е к т р о л и т а ;

6 — к а л о ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с р а в н е н и я ) ;

7 — м а г н и т н а я

м е ш а л к а ;

помощи

магнитной

ме­

 

8 п о т е н ц и о м е т р

 

 

шалки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Титрованный

 

раствор

приливают из

бюретки

быстро, а

по

мере

приближения

к точке

эквивалентности — пѳ

0,1

или

0,05

мл

каждый

раз

записывая

показания потенциометра

(э.

д.

с. цепи)

в милливольтах после установления стрелки гальвано­ метра на нуль шкалы. Как только произойдет скачок по­ тенциала индикаторного электрода, делают еще 3—4 измерения после прибавления очередных порций тит­ рованного раствора и на этом титрование заканчи­ вают.

Для нахождения точки эквивалентности при потенциометрическом титровании строят график титрования

в координатах Е—V,

где Е — э. д. с. цепи, мв; V —

объем титрованного

раствора, мл.

Точка эквивалентности соответствует точке перегиба кривой (рис. 32).

В аналитической практике большей частью определя­ ют точку эквивалентности непосредственно по скачку потенциала индикаторного электрода.

 

Ѵш

15ß Щ7 15,8

15ß 16,0

15! Щ Ѵ,мл

Рис. 32. Кривая

потенциометрическо-

Рис.

33. Кривая

потенциометриче-

го титрования

в системе координат

ского

титрования

в системе

коор-

Е—Ѵ

 

динат - у р - " - "

 

 

 

 

 

Для более точного определения точки эквивалентно­

сти

рекомендуется строить

график

в

координатах

д-р— У,

г Де A i :

 

изменение

потенциала

электрода

между двумя

порциями добавленного

титрованного рас­

 

 

 

 

 

 

твора;

—порция

 

добавленного титрованного

раст­

вора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

этом случае

кривая потенциометрического

титро­

вания имеет максимум (рис. 33), который соответствует

точке

эквивалентности.

 

Запись

результатов

потенциометрического

титрова­

ния удобно

свести в

таблицу (табл. 2).

 

Некомпенсационный метод. Он является более удоб­

ным в смысле простоты установки и быстроты

определе­

ния.

 

 

 

 

При

некомпенсационном потенциометрическом методе

71

О б ъ е м п р и б а в л е н ­

Разность

ного т и т р о в а н н о г о

о б ъ е м о в

раствора V, мл

Л V, мл

 

 

 

Т а б л и ц а

2

Э . д . с.

И з м е н е н и е

И з м е н е н и е э. д . с .

 

э . д. с.

м е ж д у

на 1 мл прибавленного

цепи Е, мв

двумя

и з м е р е ­

раствора Д £ / Л Ѵ ,

 

 

ниями

\ Е, мв

мв/мл

 

титрования измеряемый элемент, состоящий из тит­

руемого

раствора и

погруженной

в него пары электро­

 

 

 

 

 

дов,

через

переменное

со­

 

 

 

 

 

противление

присоединя­

 

 

 

 

 

ют

к

полюсам

чувстви­

 

 

 

 

 

тельного

измерительного

 

 

 

 

 

прибора

(гальванометра,

 

 

 

 

 

микроамперметра,

милли­

 

 

 

 

 

вольтметра).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Титрованный

раствор

 

 

 

 

 

приливают

из бюретки

по

 

 

 

 

 

каплям при

непрерывном

 

 

 

 

 

перемешивании

 

титруе­

 

 

 

 

 

мого

раствора.

В

точке

 

 

 

 

 

эквивалентности

возника­

 

 

 

 

 

ет

скачок

потенциала

ин­

 

 

 

 

 

дикаторного

электрода

и

 

 

 

 

 

стрелка

измерительного

Рис. 34. Схема гальванической це­

прибора резко отклоняет­

пи при некомпенсационном потен-

ся.

Электрическая

схема

циометрическом титровании:

установки

для

некомпен­

/ — с о с у д

д л я

т и т р о в а н и я ;

2

э л е к т ­

сационного

потенциомет-

р о д с р а в н е н и я

( к а л о м е л ь н ы й

э л е к т ­

рического

 

титрования

р о д ) ; 3 — и н д и к а т о р н ы й э л е к т р о д

( п л а ­

 

т и н о в ы й ) ;

4 м и к р о а м п е р м е т р ;

R —

приведена

 

на

рис.

34.

п е р е м е н н о е с о п р о т и в л е н и е ; К — к л ю ч

Титрование

проводят

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

химическом

стакане, снаб­

женном пробкой с отверстиями для платинового электро­ да, каломельного полуэлемента и бюретки (рис. 35).

Перед началом титрования исследуемого раствора включают магнитную мешалку и с помощью переменно­ го сопротивления устанавливают световой указатель из­ мерительного прибора на нулевое положение шкалы.

Титрованный раствор приливают в исследуемый раст­ вор из бюретки по каплям. В начале титрования свето-

72

вой указатель измерительного прибора остается почти неподвижным; при дальнейшем прибавлении рабочего раствора световой указатель измерительного прибора,

отклоняясь

вправо,

начинает медленно возвращаться

в

исходное

положение.

В это время подачу рабо­

чего

 

раствора

 

произво­

дят

 

со

скоростью

одной

капли

 

в

5

сек.

 

Титрова­

ние

 

продолжают

 

до тех

пор,

пока световой

ука­

затель

 

 

измерительного

прибора

(от

одной

капли

титрованного

раствора)

не установится на опреде­

ленном

делении

шкалы и

останется

в

таком

 

поло­

жении

 

в

течение

 

1

мин

или за это время возвра­

тится

 

в исходное

положе­

ние.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такое

положение

све­

тового

 

указателя

 

прибо­

ра

свидетельствует

о кон­

це

титрования.

 

 

 

 

Определение

 

pH

по-

тенциометрическим

 

мето­

дом.

Концентрация

водо­

родных

ионов

 

является

Рис. 35. Установка для

неком­

весьма

важным

 

показате­

лем

в

ряде технологиче­

пенсационного

потенциометриче-

ского

титрования:

 

ских

процессов.

 

 

 

 

 

• б ю р е т к а ; 2— п л а т и н о в ы й э л е к т р о д ;

Концентрация

водо­

• к а л о м е л ь н ы й

п о л у э л е м е н т ;

4 —

родных

ионов

выражает­

м а г н и т н а я м е ш а л к а

 

 

 

 

ся водородным

показате­

 

 

 

лем pH, который представляет собой отрицательный ло­ гарифм активности водородных ионов:

pH \g а

Величина pH характеризует кислотность или щелоч­ ность растворов. Для чистой воды при 22° С pH 7.

Измерение pH потенциометрическим методом заклю­ чается в сравнении свойств индикаторного электрода в исследуемом растворе с его свойствами в стандартном

73

растворе с известным pH. Для оценки pH на основании таких сравнительных измерений пользуются стандарт­ ным буферным раствором или шкалой таких растворов.

Буферными называются растворы, pH которых мало зависит от разбавления и от прибавления небольших ко­ личеств кислот или оснований.

Настройка по 2 s

Крутищ

дуір.

раалеГЧ'Н0

-*~

-H-2-rt\'W-H

 

Пределы измерений pH

I „ -200 +200 Темп. {Датчик , /-О- паст

Рис. 36. Передняя панель прибора ЛПУ-01:

/ — п о к а з ы в а ю щ и й п р и б о р ; 2 — с в е т о ф и л ь т р к о н т р о л ь н о й л а м п ы ; 3— т у м б л е р ; 4— п е р е ­ к л ю ч а т е л ь « В и д ы р а б о т » ; 5 — п е р е к л ю ч а т е л ь « П р е д е л ы и з м е р е н и й » ; 6 — п е р е м е н н о е с о п р о ­ т и в л е н и е н а с т р о й к и « К р у т и з н а » ; 7— п е р е м е н ­

ное

с о п

р о т и в л е н и е

н а с т р о й к и по

б у ф е р н о м у

р а с т в о р у ;

8 — п е р е м е н н о е с о п р о т и в л е н и е р у ч ­

ной

т е м п е р а т у р н о й

к о м п е н с а ц и и ;

9 — к л е м м а

з а з е м л е н и я д а т ч и к а ; 10 — в и н т ф и к с а ц и и у з ­ л а р у ч н о г о т е м п е р а т у р н о г о к о м п е н с а т о р а

Для измерения pH применяют различные системы потенциометров и pH-метров, устройство которых по­ зволяет прямо получать величины э. д. с. или pH.

В лабораторной практике широкое распространение получил pH-метр ЛПУ-01.

Конструкция прибора ЛПУ-01. Прибор представля­ ет собой потенциометр ЛПУ-01 с датчиком ДЛ-01. Эле­ менты измерительной схемы прибора и электронный уси-

74

литель размещены в металлическом корпусе. Все управ­ ление прибором выведено на переднюю панель (рис. 36), в верхней части которой установлен показывающий при­ бор 1. Шкала прибора градуирована в единицах pH и милливольтах.

Слева от показывающего прибора находится свето­ фильтр 2 контрольной лампочки, сигнализирующей

отом, что pH-метр включен. Включение прибора произ­

водится

тумблером

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

средней

части

 

передней

 

 

 

 

 

 

 

панели

установлены

два

пере­

 

 

 

 

 

 

 

ключателя 4 и 5, предназначен­

 

 

 

 

 

 

 

ные для

включения

pH-метра

 

 

 

 

 

 

 

на требуемые пределы в зави­

 

 

 

 

 

 

 

симости от вида работы. Пере­

 

 

 

 

 

 

 

ключатель

4 предназначен для

 

 

 

 

 

 

 

включения

измерения

в преде­

 

 

 

 

 

 

 

лах 200 Ы - 1400

и

+200 :

 

 

 

 

 

 

 

— 1400

кв.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

измерении

pH

пере­

Рис.

37. Боковая

сторо­

ключатель

ставится

в

среднее

на

прибора

ЛПУ-01:

положение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ — о т к и д н а я

к р ы ш к а :

2,

Пределы

измерений

pH

 

3

п о т е н ц и о м е т р ы

 

устанавливаются

переключа­

 

 

 

 

 

 

 

телем

5. Переменное сопротив­

 

 

 

 

 

 

 

ление

7

(«Настройка

по буферному

раствору»)

и

пере­

менное

сопротивление

6

(«Крутизна»)

предназначена

для настройки

прибора

по буферным

растворам. Оси

этих сопротивлений закрыты колпачками, предупреж­ дающими случайное изменение настройки прибора при работе с ним. С левой стороны прибора (рис. 37) под откидной крышкой 1 помещены потенциометры, позво­ ляющие изменять координаты изопотенциональной точ­ ки, на которую настроен прибор.

В приборе ЛПУ-01 предусмотрена возможность руч­ ной и автоматической компенсации изменения характе­ ристики электродной системы в зависимости от темпера­ туры контролируемого раствора. Ручная компенсация осуществляется переменным сопротивлением 8 (см. рис. 36). На передней панели прибора нанесена шкала температур от 0 до 100° С с ценой деления 2°. Для авто­ матической температурной компенсации применяется специальный термокомпенсатор, который подключается

75

к клемімам / и 2, расположенным на задней панели при­ бора (рис. 38).

Для ручной температурной компенсации клеммы 2 и 3 соединяют перемычкой. Клеммы 4 и 5 предназначены для подключения регистрирующего прибора. В качестве регистрирующего прибора могут быть использованы ав­

томатические потенциометры ЭПП-09,

ЭДП

и др.

3

10 11 4 S 6

7

в

Я

Рис. 38. Задняя панель прибора ЛПУ-01:

/, 2 — к л е м м ы д л я т е р м о к о м п е н с а т о р а ; 3 — к л е м ­ ма д л я р у ч н о й т е р м о к о м п е н с а ц и и ; 4, 5 — к л е м м а д л я п о д к л ю ч е н и я р е г и с т р и р у ю щ е г о п р и б о р а ; 6 — к л е м м а д л я з а з е м л е н и я ; 7 — п р е д о х р а н и т е л ь ; 8 —

п о д к л ю ч е н и е в

с е т ь на 220

в; 9 — а в т о т е р м о -

к о м п е н с а т о р ; 10 п е р е м ы ч к а ; / / — у п о р

Включение

прибора.

Чтобы

включить прибор, надо

сначала подключить датчик ДЛ-01 к прибору (рис. 39), для чего штеккер, которым оканчивается кабель датчи­ ка, вставить в гнездо с надписью «Датчик». Провод за­ земления датчика присоединить к клемме «Земля» на передней панели прибора. Для заземления корпуса при­ бора соединить клемму 6 на задней стенке прибора (рис. 38), обозначенную знаком заземления, с линией за­ земления.

Установить механический нуль показывающего при­ бора, для чего, поворачивая отверткой корректор нуля, установить стрелку на нулевую (начальную) отметку шкалы (см. рис. 36).

Переключатели «Виды работ» 4 и «Пределы измере­ ний» 5 (рис. 36) установить в положение, соответствую­ щее виду работы.

Если измерения будут производиться с ручной темпе­ ратурной компенсацией, то проверить наличие перемыч­ ки между клеммами 2 и 3 на задней панели прибора. При

76

автоматической температурной компенсации перемычка с клеммы 2 снимается, а к клеммам 1 и 2 присоединяют­ ся выводы термокомпенсатора.

Включить прибор в сеть на 220 в. Если напряжение сети 127 в, то используют бытовой повышающий транс­ форматор.

Включить прибор, установив тумблер на передней стенке прибора в положение «Включено»; при этом заго­ рается контрольная лампочка.

Рис. 39. Схема установки для потенциометрических измерений на приборе ЛПУ-01:

/ — и з м е р и т е л ь н ы й э л е к т р о д ; 2 — п р о т о ч н ы й в с п о м о г а т е л ь ­ н ы й э л е к т р о д ; 3 — п о т е н ц и о м е т р , и с п о л ь з у е м ы й в к а ч е с т в е и с т о ч н и к а к о м п е н с а т о р н о г о н а п р я ж е н и я ; 4 — с о е д и н и т е л ь н ы й к а б е л ь ; 5 — к л е м м ы д а т ч и к а Д Л - 0 1 ; 6 п р и б о р Л П У - 0 1

При потенциометрических измерениях на приборе ЛПУ-01 с датчиком ДЛ-01 можно применять различные измерительные электроды, в том числе металлические.

Отсчет показаний производят по нижней шкале по­ казывающего прибора и умножают на 100. Измеритель­ ный электрод присоединяют к клемме «ИЗМ» лабора­ торного датчика. В качестве вспомогательного электро­ да рекомендуется использовать хлорсеребряный элект­ род, который установлен в датчике.

Г Л А В А II

АНАЛИЗ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ

ВПРОИЗВОДСТВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ

ИПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

§ 1. АНАЛИЗ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ

Из многоатомных спиртов в промышленности пласт­ масс применяются гликоли, глицерин, пентаэритрит. Они используются в качестве мономеров при производстве полиэфирных и других смол.

Наиболее распространенные методы определения со­ держания многоатомных спиртов — рефрактометриче­ ский и На основе реакции окисления. Эти методы широко приняты в заводской практике. Чаще всего в качестве окислителя используют раствор бихромата калия

Глицерин (пропантриол-1, 2, 3)

С3 Н-,ОН (М = 92,0963)

Глицерин представляет собой бесцветную маслянис­ тую жидкость, сладкую на вкус. Температура его плав­

ления 17° С, температура

кипения

290° С, пл.

1,265

(15°),

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«4

=1,4720. Смешивается

с водой

и спиртом

во всех от­

ношениях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глицерин

получают как

расщеплением жиров — сы­

рой

глицерин

(содержание

глицерина

не

менее

86%),

так

и синтезом из

пропилена через

хлористый

аллил

и аллиловый

спирт.

Различают

3 вида

синтетического

глицерина (в

зависимости от обработки):

а)

рафиниро­

ванный (98%), б) дистиллированный (94—88%), в) хи­ мически чистый (94%).

При контроле продукта определяют плотность, со­ держание глицерина, отсутствие жирных кислот, коэф­ фициент омыления (не выше 0,7 мг К О Н ) .

Определение содержания глицерина окислением бихроматом калия в кислой среде. Метод основан на окисле­ нии глицерина до двуокиси углерода

78

З С 3 Н 5

(ОН)з 7 K 2 C r 2 0 7 +

28H 2 S0 4 - >

- > 9 С 0 2

+ 40Н2 О + 7 K 2 S 0 4

-f- 7Cr2 ( S 0 4 ) 3

и относится к методу обратного титрования. Окислитель берется в -избытке. Количество оставшегося бихромата калия определяют иодометрически:

К 2 С г 2 0 ; - 6KI +

7H 2 S0 4 - * 4 K 2 S 0 4 +

3 I 2 + Cr2 (S0 4 ) 3 + 7 H 2 0

I 2

+ 2Na 2 S 2 0 3 - *2NaI +

Na 2 S 4 0 6

Грамм-эквивалент глицерина рассчитывают, сопостав­ ляя участвующие в реакции вещества:

З С 3 Н 5 (ОН)з - > 7 К 2 С г 2 0 7 -> 2112 - > 42Na2 S2 03

~.

Ж

M

Он

р а в е н - ^ - ^

^ 6,5783.

Этот метод дает точные результаты только в том слу­ чае, когда в анализируемом продукте отсутствуют при­ месные вещества, способные окисляться (жирные кисло­ ты) .

После нейтрализации раствора глицерина жирные кислоты осаждают раствором ацетата свинца.

 

 

 

Реактивы

и оборудование

 

Бихромат

калия

 

 

 

 

 

 

Серная

кислота,

пл.

1,23

 

 

 

 

Иодид калия, 10%-ный раствор

 

 

 

Соляная кислота, 10%-ный раствор

 

 

Тиосульфат натрия, 0,1 н. раствор

 

 

Крахмал растворимый, 1%-ный раствор

 

Бюкс

для

взятия

навески

 

 

мл

 

Колбы мерные емкостью 250 и

500

 

Пипетка

на 25 мл

 

 

 

и 1000 мл

 

Колбы

конические

емкостью

250

 

Цилиндр

 

мерный

емкостью

50

мл

 

 

П р и г о т о в л е н и е

р а с т в о р а

б и х р о м а т а

к а л и я .

75 г бихромата калия переносят в литровую мерную колбу, прили­ вают 150 мл серной кислоты (пл. 1,84) и доводят водой до метки.

Ход определения. Навеску глицерина около 2 г, взя­ тую с точностью до 0,0002 г, переносят в мерную колбу емкостью 250 мл и разбавляют дистиллированной водой до метки. Отбирают пипеткой 25 мл раствора и перено­ сят в коническую колбу емкостью 250 мл. Затем в колбу вносят пипеткой 25 мл раствора бихромата калия и 50льг серной кислоты пл. 1,23.

79

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ