книги из ГПНТБ / Гусев В.П. Технический анализ при отделке тканей и трикотажных изделий учебник

эталонные растворы могут долго сохраняться в запаянных ампу­ лах. Каждую ампулу снабжают этикеткой с обозначением pH рас­ твора и введенного в раствор индикатора. Буферные растворы со­ седних эталонов отличаются друг от друга на 0,2 единицы pH.

При измерении pH универсальной индикаторной бумажкой не­ сколько капель исследуемой воды или исследуемого раствора наносят стеклянной палочкой на индикаторную бумажку и срав­ нивают окраску смоченной части бумажки с окрасками частей цветовой шкалы, приложенной к пачке с индикаторной бумажкой. На окрашенных частях шкалы указаны величины pH, при кото­ рых бумажка приобретает цвет, одинаковый с цветом участка шкалы. Иногда цветовая шкала нанесена непосредственно па ин­ дикаторную бумажку; в этом случае индикатором пропитана только часть бумажки.

Определяя pH с помощью раствора универсального индикатора в маленькой фарфоровой чашке с плоским наружным дном сме­ шивают 2 мл исследуемой воды или исследуемого раствора и одну каплю раствора индикатора. Полученную окраску раствора срав­ нивают с окрашенными частями цветовой шкалы индикатора или с окрасками, которые приобретают буферные растворы, если в 2 мл каждого раствора внести одну каплю раствора инди­ катора.

При использовании для определения pH стандартной серии буферных растворов с введенными в них индикаторами а-, у-, п- и м-нитрофенолами вначале проводят приближенное определение pH с помощью универсального индикатора, а затем подбирают эта­ лоны-ампулы с буферными растворами, окрашенными индикато­ рами. Водородные показатели этих растворов должны быть близки

кпредварительно найденному pH.

Впробирку из бесцветного стекла помещают 6 мл испытуемой воды или исследуемого раствора и вносят 1 мл раствора инди­

катора, указанного на подобранной ампуле с близким значе­ нием pH к предварительно найденному. Интенсивность окраски исследуемого раствора сравнивают с интенсивностью окраски по­ добранного эталонного раствора и соседних с ним, рассматривая при этом растворы на белом фоне.

Окончательную величину pH находят по pH эталона с совпа­ дающей окраской или как среднюю величину pH двух эталонов с более и менее интенсивными окрасками.

Если определяют pH мутной или имеющей окраску воды, то при сравнении ее окраски, после введения индикатора, с окраской растворов в ампулах пользуются компаратором, представляющим собой ящичек, имеющий три пары гнезд для установки пробирок и ампул, три отверстия в передней стенке (перед каждой парой пробирок) и заднюю стенку с матовым стеклом. В среднее перед­ нее гнездо вставляют пробирку с исследуемой водой, в которую введен индикатор, и в боковые гнезда — две ампулы с эталонными растворами, с которыми производят сравнение. В задних гнездах помещают: за пробиркой с исследуемой водой — пробирку с ди-

ПО

стиллироваішой водой, а за ампулами — пробирки с исследуемой водой без индикатора.

Растворы сравнивают, рассматривая их на свет через отверстия в передней стенке.

Определение цветности воды

Цветность воды по ГОСТ 3351—46 определяют колориметри­ чески, путем сравнения со шкалой окрашенных растворов, имити­

лу— хромово-кобальтовую получают из растворов двухромово­ кислого калия и сернокислого кобальта. Цветность выражают в градусах эталонной шкалы растворов.

При анализе применяют следующие реактивы: калий двухромовокислый; кобальт сернокислый; кислоту серную.

Для приготовления шкалы цветности готовят два раствора:

о с н о в н о й р а с т в о р (раствор № 1) для шкалы цветности по­ лучают растворением отдельно в дистиллированной воде 0,0875 г двухромовокислого калия и 2,000 г сернокислого кобальта. Сме­

в дистиллированной воде 1 мл 95%-ной серной кислоты в мерной колбе емкостью 1 л и доведением объема раствора до метки.

Растворы шкалы цветности получают смешиванием растворов № 1 и № 2 в следующих соотношениях:

Растворы готовят в цилиндрах Несслера емкостью 100 мл и хранят в темноте в цилиндрах, закрытых пробками.

В цилиндр Несслера, однотипный с цилиндрами шкалы цвет­ ности, наливают 100 мл исследуемой воды и, просматривая воду в цилиндре сверху на белом фоне, отыскивают эталонный раствор шкалы цветности, имеющий окраску, тождественную с окраской воды. Цветность воды выражают в градусах эталонной шкалы цветности.

111

Определение прозрачности воды

При определении прозрачности воды согласно ГОСТ 3351—46 применяют два метода: 1) по «кресту» и 2) по «шрифту». Про­ зрачность по «кресту» определяют при регулярном контроле соору­ жений для очистки воды и качества воды в водопроводной сети. Контроль прозрачности воды в красильно-отделочном производ­ стве проводят по «шрифту».

Прозрачность по «шрифту» характеризуется максимальной вы­ сотой столба воды в сантиметрах, через который виден текст, от­ печатанный шрифтом, приведенным в стандарте.

Прибор для определения прозрачности по «шрифту» представ­ ляет собой стеклянный цилиндр, градуированный на сантиметры до высоты 30 см и имеющий плоское пришлифованное дно, удер­ живаемое через резиновую прокладку металлическими застеж­ ками. В нижней части цилиндра есть отвод, на который надевают резиновую трубку с зажимом. Цилиндр помещен в каркас с нож­ ками так, что дно цилиндра находится над плоскостью, на кото­ рую может быть установлен каркас, на высоте 4 см.

Испытуемую воду перед определением хорошо взбалтывают и наливают в цилиндр на высоту, предположительно отвечающую прозрачности. Затем цилиндр в каркасе ставят над шрифтом для определения прозрачности, приведенным в ГОСТ 3351—46, и, добавляя или отливая воду, находят максимальную высоту ее столба, при которой еще возможно чтение шрифта. Определение проводят в хорошо освещенном помещении, не на прямом солнеч­ ном свету, на расстоянии 1 м от окна. После определения цилиндр промывают дистиллированной водой. Прозрачность выражают с точностью до 0,5 см.

Качественное определение присутствия ионов, вызванных загрязнением воды

К ионам, которые присутствуют в воде в результате ее загряз­ нения, относятся нитрит-, аммоний-, сульфид-ионы, а также ионы цинка, свинца, меди и мышьяка. Определение присутствия этих ионов может быть проведено качественными реакциями.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИСУТСТВИЯ НИТРИТ-ИОНОВ

При анализе применяют следующие реактивы:

реактив Грисса, который готовят растворением 0,5 г сульфаниловой кислоты в 150 мл 12%-ной уксусной кислоты с последую­ щим смешиванием этого раствора с раствором, получаемым рас­ творением при кипячении 0,25 г а-нафтиламина в 20 мл дистилли­ рованной воды и фильтрацией этого раствора в колбу со 150 мл 12%-ной уксусной кислоты.

10 мл исследуемой воды помещают в пробирку, добавляя к ней 0,5 мл реактива Грисса и нагревают на водяной бане 5 мин при

60° С.

112

Розовое окрашивание раствора, которое вызывает краситель, образующийся в случае присутствия нитрита, в результате диазо­ тирования сульфаниловой кислоты и сочетания диазосоединения с а-нафтиламином, укажет на присутствие нитрит-ионов.

15%-ного раствора кальцинированной соды (для осаждения ионов металлов, кроме катионов первой группы). Пробирку взбалты­ вают, дают раствору отстояться, переливают часть прозрачного раствора в другую пробирку и вносят в него четыре капли реак­ тива Несслера. Желто-бурое окрашивание указывает на присут­ ствие иона аммония.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИСУТСТВИЯ СУЛЬФИД-ИОНОВ

При анализе применяют следующие реактивы:

свинцовую бумажку, получаемую пропитыванием фильтроваль­ ной бумаги смесью равных объемов 5%-ного раствора ацетата свинца и 10%-ного раствора едкого натра (бумажку перед при­ менением не сушат);

соляную кислоту 2 н.

10 мл исследуемой воды помещают в пробирку, приливают к ней 1 мл 2 н. раствора соляной кислоты. Внутренние стенки про­ бирки выше уровня жидкости вытирают фильтровальной бумагой. Над уровнем жидкости помещают свинцовую бумажку и закры­ вают пробирку пробкой, придерживающей бумажку. Потемнение свинцовой бумажки в течение 5 мин после закрытия пробки ука­ жет на присутствие сульфид-ионов.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИСУТСТВИЯ ИОНОВ ЦИНКА, СВИНЦА, МЕДИ И МЫШЬЯКА

При анализе применяют следующие реактивы: соляную кислоту 1 н.; сернистое железо (для получения сероводорода); сероводородную воду; полисульфид аммония, раствор; азотную кислоту; хромат калия 10%-ный раствор;

аммиак водный 25%-ный; соляную кислоту 20%-ную.

В коническую колбу емкостью 2 л помещают 1—1,5 л иссле­ дуемой воды и подкисляют ее 1 н. раствором соляной кислоты до

слабокислой реакции, определив в отдельной пробе расход кис­ лоты на подкисление путем титрования воды в присутствии мети­ лового оранжевого. Затем воду упаривают до объема 100 мл, пе­ реносят в колбу емкостью 150—200 мл, подкисляют 5 мл 1 н. соляной кислоты и осаждают илны определяемых металлов, про­ пуская через раствор сероводород. Осадок отфильтровывают и про­ мывают сероводородной водой, собирая фильтрат для определения цинка. Затем осадок обрабатывают на фильтре раствором полисульфида аммония, фильтрат собирают для определения мышь­ яка. Осадок растворяют в горячей (70°С) 50%-ной азотной кис­ лоте, упаривают досуха и растворяют в горячей воде.

Для определения ц и н к а через часть фильтрата после отде­ ления сульфидов пропускают сероводород. Белый осадок или за­ метное помутнение указывают на присутствие цинка.

Для обнаружения с в и н ц а к части азотнокислого раствора приливают немного 10%-ного раствора хромата калия. На при­ сутствие свинца указывает желтый осадок.

Для обнаружения ме д и к части азотнокислого раствора при­ бавляют избыток раствора аммиака. На присутствие меди указы­ вает голубое окрашивание раствора.

Для обнаружения м ы ш ь я к а часть фильтрата после обра­ ботки осадка полисульфидом подкисляют 20%-ной соляной кисло­ той. Выпадение желтого осадка указывает на присутствие мышьяка.

Г Л А В А V

АНАЛИЗ КИСЛОТ, ЩЕЛОЧЕЙ И СОЛЕИ

КИСЛОТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КРАСИЛЬНО-ОТДЕЛОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

В красильно-отделочном производстве применяют серную, азот­ ную, соляную, уксусную, олеиновую кислоты. В отдельных про­ цессах щавелевую, муравьиную, молочную.

Серная кислота (H2SO4, мол. масса 98,08]

Серную кислоту получают двумя способами: нитрозным и кон­ тактным. Сырьем для производства серной кислоты служат: кол­ чедан (флотационный и серный), элементарная сера, сернистый газ из отходящих газов металлургических печей, сероводород, со­ держащийся в отходящих промышленных газах, сульфаты (CaSOi, MgS04, Na2S04). Лучшим сырьем является элементарная сера. Серусодержащее сырье, кроме сернистого газа, сжигают, а полу­ чающийся сернистый газ окисляют до трехокиси серы.

По нитрозному способу двуокись серы окисляют до трёхокиси серы кислородом воздуха с помощью окислов азота.

По контактному способу двуокись серы окисляют до трехокиси кислородом воздуха на поверхности твердого катализатора (кон­

114

стого водорода, образующегося при взаимодействии серной кис­ лоты и хлористого натрия.

Чистая соляная кислота представляет собой прозрачную бес­ цветную жидкость с резким характерным запахом хлористого во­ дорода, имеет плотность при 15° С 1,18—1,19, содержание хлори­ стого водорода около 37%■ Это — сильная кислота, она растворяет большинство металлов и взаимодействует с окислами металлов. Техническая соляная кислота может быть бесцветная или желто­ ватого цвета. Желтый цвет обусловлен присутствием солей железа.

Соляная кислота выпускается следующих видов: кислота со­ ляная техническая (I и II сорта) и кислота соляная синтетическая (техническая). Выпускается также ингибированная соляная кис­ лота, в которую добавляют около 1% ингибитора, уменьшающего ее коррозионное действие. Синтетическая соляная кислота техни­ ческая выпускается трех марок: А, Б, В. В соответствии с требо­

Втехнической соляной кислоте могут быть следующие примеси: серная кислота, соли алюминия, мышьяк. Содержание их норми­ руется

Всоляной кислоте других видов должно быть следующее со­ держание хлористого водорода НС1:

В текстильной промышленности соляную кислоту применяют для диазотирования ароматических аминов, при крашении тканей, для обработки ткани после отбеливания и мерсеризации, в про­ цессе приготовления загусток, для частичного гидролиза крахмала.

Азотная кислота (НІЧОз, мол. масса 63,01)

В настоящее время вся азотная кислота получается окислением газообразного синтетического аммиака. Получение азотной кис­ лоты из аммиака осуществляется в две стадии:

1.Окисление аммиака кислородом в присутствии платинового катализатора с образованием окиси азота.

2.Окисление окиси азота в высшие окислы, которые при взаи­ модействии с водой образуют азотную кислоту. При этом полу­ чается разбавленная 50%-ная азотная кислота. При повышении давления при абсорбции двуокиси азота до 10 ат можно получить 60—62%-ную азотную кислоту.

Концентрированную 98%-ную азотную кислоту получают по так называемому прямому синтезу (взаимодействием жидкой

двуокиси азота с водой или слабой азотной кислотой) и методом концентрирования разбавленной азотной кислоты (упаривание слабой азотной кислоты в присутствии крепкой серной кислоты как водоотнимающего средства).

Чистая азотная кислота представляет собой тяжелую бесцвет­ ную прозрачную жидкость, замерзающую при —41° С с образова­ нием белоснежных кристаллов. На воздухе дымит, кипит при 86° С. Азотная кислота смешивается с водой во всех отношениях, при этом происходит выделение тепла. Азотная кислота действует как сильный окислитель, окисляет серу в серную кислоту. Животные и растительные волокна при действии азотной кислоты разру­ шаются. Азотная кислота ядовита, при работе с азотной кислотой необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Тех­ ническая азотная кислота иногда окрашена в желтый цвет.

Концентрированная азотная кислота выпускается трех сортов: высший, I и II сорта. Кислота I сорта должна соответствовать следующим требованиям:

Азотная кислота высшего сорта должна содержать азотной кислоты не менее 98,5%, азотная кислота II сорта — не менее

97,0%.

В текстильной промышленности азотную кислоту применяют при гравировании печатных валов, в виде солей различных метал­ лов, для беления хлоритом натрия.

Уксусная кислота (СНзСООН, мол. масса 60,05)

Уксусную кислоту получают различными способами:

1. Из продуктов сухой перегонки (лесохимическая уксусная кислота).

2.Бактериальным окислением спиртовых жидкостей (спирто­ вое брожение).

3.Окислением ацетальдегида кислородом воздуха в присутст­ вии марганцевых катализаторов.

Получение уксусной кислоты окислением ацетальдегида яв­ ляется в настоящее время основным техническим способом полу­ чения синтетической уксусной кислоты:

Уксусный альдегид получают либо из этилена, либо из ацети­ лена. В последние годы разработаны промышленные методы по­ лучения уксусной кислоты окислением углеводородов.

В безводном состоянии уксусная кислота представляет собой кристаллическое вещество с температурой плавления +16,5° С.

117

Кристаллы ее напоминают по виду лед, поэтому она называется ледяной. В обычных условиях уксусная кислота — прозрачная, бесцветная жидкость с характерным запахом и едким вкусом. Она хорошо растворяется в воде, спирте и эфире и сама является хо­ рошим растворителем многих органических соединений.

При попадании на кожу ледяная уксусная кислота вызывает ожог.

Уксусная кислота — слабая кислота, многие ее соли легко под­ вергаются гидролизу.

Кислота уксусная синтетическая выпускается трех сортов: пер­ вого, второго и третьего. Уксусная кислота I сорта должна соот­ ветствовать следующим требованиям:

»муравьиной к и сл оты ............................. Не более 0,1%

»ацетальдегида............................................. » » 0,004%

Уксусная кислота II сорта должна содержать уксусной кис­ лоты не менее 95,0%, а кислота III сорта— не менее 80%.

Примесями к уксусной кислоте могут быть сульфаты, хлориды, сульфиды, железо и вещества, восстанавливающие марганцово­ кислый калий.

В текстильной промышленности применяют синтетическую уксусную кислоту при процессах крашения кислотными и кислот­ нопротравными (хромовыми), кубовыми красителями по лейко­ кислотному способу, при печатании, в заключительной отделке тканей, для кисловки после сернистого крашения и мерсеризации, для оживления шелка (придание ему хруста), для всех техноло­ гических процессов, где требуются летучие органические кислоты, для упрочения окраски закрепителями ДЦУ и ДЦМ.

Щавелевая кислота |Н2С20 4 *2 Н20 , мол. масса 126,07)

Щавелевую кислоту получают сплавлением целлюлозы (дре­ весных опилок) со щелочами (едким кали или едким натром) при доступе воздуха. При температуре 240—290° С целлюлоза окис­ ляется в щавелевую кислоту. В настоящее время щавелевую кис­ лоту получают при быстром нагревании муравьинокислого натрия по схеме:

CO+NaOH -*Н—COONa;

2HCOONa - NaOOC—COONa-ЬH2.

Щавелевая кислота является двухосновной кислотой. Она пред­ ставляет собой бесцветные кристаллы состава Н2С204-2Н20 . Кри­ сталлизационная вода постепенно выветривается. Щавелевая кис­ лота является довольно сильной кислотой, значительно сильнее уксусной. Она хорошо растворима в воде и спирте, легко окис­ ляется, при этом получаются углекислый газ и вода; характери­ зуется восстановительными свойствами.

118

Щавелевая кислота ядовита.

В химически чистом препарате щавелевой кислоты должно быть не менее 99,8%. Техническая щавелева'я кислота содержит в качестве примесей хлориды, сульфаты, нелетучие вещества и нерастворимые в воде вещества.

В текстильной промышленности щавелевая кислота применя­ ется для приготовления протрав, при крашении шерсти кислот­ ными и хромовыми красителями, при ситцепечатании, для удале­ ния ржавых пятен с тканей, в лабораторных анализах.

Муравьиная кислота (Н— СООН, мол. масса 46,026)

Муравьиную кислоту в промышленности получают действием окиси углерода на едкий натр при повышенной температуре и дав­ лении. Получаемую при этом натриевую соль, называемую фор­ миатом натрия, разлагают действием серной кислоты в смеси с 90%-ной муравьиной кислотой:

CO-fNaOH->H—COONa муравьинокислый натрий;

2Н—COONа + H2S04 -*2Н—СООН+ Na2S04

Муравьиную кислоту получают также из отходов формиата натрия лесохимической промышленности и окислением формаль­ дегида, полученного из метана.

Муравьиная кислота представляет собой бесцветную прозрач­ ную жидкость плотностью 1,22 г/см3, слегка дымящую, с резким характерным запахом и жгучим вкусом. Она хорошо растворяется в воде, спирте и эфире. Муравьиная кислота является довольно сильной кислотой. В водном растворе она значительно диссоцииро­ вана; в несколько раз сильнее уксусной кислоты.

При действии крепкой серной кислоты муравьиная кислота разлагается с образованием окиси углерода и воды. При попада­ нии на кожу вызывает образование ожогов и долго не заживаю­ щих ран. Она ядовита.

Техническая муравьиная кислота иногда бывает слегка мутной или с желтовато-красноватым оттенком.

Техническая муравьиная кислота выпускается двух марок: марки А и марки Б. Содержание муравьиной кислоты для марки А не менее 86,5, для марки Б — не менее 95%. Примесями муравьи­ ной кислоты могут быть железо в виде окислов и серная кислота. ■ В текстильной промышленности муравьиная кислота применя­ ется при крашении кислотными и хромовыми красителями, для приготовления алюминиевых и хромовых протрав, при белении хлоритом натрия.

4

Молочная кислота (СНз— СНОН— СООН, мол. масса 90,08)

■Молочную кислоту в технике получают сбраживанием сырья, содержащего углеводы (например, при молочнокислом брожении сахара). Она образуется также при скисании молока, при кваше­

119