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

нии капусты и при силосовании растительных кормов. Молочная кислота получается при нагревании глюкозы с раствором едкого натра.

Молочная кислота представляет собой жидкость, хорошо рас­ творимую в воде и в спирте. В технической молочной кислоте могут присутствовать ее ангидриды. Чистая молочная кислота бесцветна, без мути и осадка, имеет плотность 1,249 г/см3 (15°С). Техническая молочная кислота может быть светло-желтого или светло-коричневого цвета, иметь нерастворимый в воде осадок (гипс).

Молочная кислота в зависимости от назначения выпускается разного качества (средней и повышенной концентрации, I и II сортов). Техническая кислота имеет концентрацию не менее 40% при средней концентрации и не менее 70% при повышенной кон­ центрации. В качестве примесей молочная кислота может содер­ жать уксусную кислоту, соли железа, следы серной и соляной кислот. При анализе определяют прямо титруемую молочную кислоту и прямо нетитруемую молочную кислоту (ее ангидриды).

В текстильной промышленности молочную кислоту применяют для получения протрав, при крашении шерсти и натурального шелка хромовыми красителями, при печатании тканей, для прида­ ния шелковистого хруста изделиям из хлопка и вискозных нитей.

УПАКОВКА, ХРАНЕНИЕ КИСЛОТ И ОТБОР ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

99,5% транспортируют в алюминиевых железнодорожных цистер­ нах или алюминиевых бочках, а концентрации выше 99,5% только в стеклянных бутылях емкостью 20—40 л. На боковой поверхности цистерны должна быть сделана надпись: «Опасно — уксусная кис­ лота», а на каждой обрешетке или корзине с бутылей — ярлык: «Осторожно — берегись ожога».

Щ а в е л е в а я ки с л о т а поступает в производство упакован­ ная в бочки или ящики, выложенные внутри бумагой, и должна храниться в сухом помещении.

М у р а в ь и н у ю к и с л о т у перевозят и хранят в полиэтиле­ новых канистрах и в стеклянных бутылях емкостью 35—50 л. Бу­ тыли плотно закрываются корковыми или обожженными глиня­ ными пробками на алебастре.

12©

Небольшие количества серной, азотной, соляной, уксусной и других кислот транспортируют и хранят в стеклянных бутылях емкостью 10—40 л, помещенных в выложенные соломой (древес­ ной стружкой или другим мягким материалом) корзины, деревян­ ные обрешетки или ящики. Бутыли укупоривают хорошо подоб­ ранными стеклянными или обожженными глиняными пробками.

Пробы кислот для анализа отбирают из цистерн с помощью пробоотборника (свинцового или алюминиевого цилиндра с узким горлом или щелью, утяжеленной бутылки), прикрепленного к стальной цепи, из каждой цистерны с трех разных по высоте мест: вблизи дна, из середины и из верхнего слоя. Из бочек или бутылей пробу берут от 3—10% бочек или бутылей с помощью стеклянной или алюминиевой трубки с резиновой грушей из трех разных по высоте мест. Общий объем отобранной пробы должен составлять 0,5—1 л (кг).

Пробу щавелевой кислоты отбирают с помощью щупа из раз­ ных слоев тарного места.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА КИСЛОТ

Определение моногидрата в серной кислоте

Определение основано на реакции нейтрализации серной кис­ лоты едким натром. Для определения содержания моногидрата

всерной кислоте навеску исследуемой кислоты растворяют в воде

ититруют раствором едкого натра с индикатором метиловым красным до перехода окраски раствора из красной в желтую.

Уравнение титрования: H2S04 + 2Na20 H—*-Na2S04 + 2H20.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 0,5 и. раствор; метиловый красный 1%-ный спиртовый раствор; воду дистиллированную.

Около 5 г испытуемой кислоты взвешивают в стаканчике на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. В мерную колбу ем­ костью 250 мл наливают около 150 мл дистиллированной воды и количественно переносят сюда навеску кислоты. Раствор в колбе разогревается, его охлаждают до комнатной температуры, доводят объем раствора дистиллированной водой до метки, закрывают колбу притертой или резиновой пробкой и раствор тщательно пе­ ремешивают. В коническую колбу емкостью 250 мл отбирают пи­ петкой 50 мл приготовленного раствора, добавляют 2—3 капли индикатора метилового красного и титруют его 0,5 н. раствором едкого натра до перехода окраски раствора из красной в желтую.

Процентное содержание моногидрита в исследуемой серной кислоте рассчитывают по формуле:

^HaSO.^NaOH^NaOH^K 100

HaS O ,:

1000VHSO(mH

121

РH3S04— 49,04-0,5-18,40-250-100 = 93,50%.

1000-4,8252-25

Определение содержания железа в серной кислоте

СУЛЬФОСАЛИЦИЛОВЫЙ МЕТОД

Метод основан на реакции образования окрашенных внутрикомплексных соединений при взаимодействии ионов железа с суль­ фосалициловой кислотой. Поскольку возможно образование трех комплексных ионов, имеющих различную окраску, то реакцию сле­ дует проводить в строго определенных условиях.

Трехвалентное железо с сульфосалициловой кислотой образует внутрикомплексное соединение, окрашенное в фиолетовый цвет:

О

В слабокислом растворе при pH = 2 в реакцию вступает одна молекула сульфосалициловой кислоты.

При анализе применяют следующие реактивы: кислоту сульфосалициловую, 3 0 % -н ы й раствор; квасцы железо-аммонийные х. ч.; кислоту серную х. ч.; аммиак водный 10%-ный раствор; воду дистиллированную.

Эталонный раствор железа, содержащий 1 мг/мл, готовят сле­ дующим образом: 8,635 г железо-аммонийных квасцов переносят в коническую колбу и растворяют в 25 мл воды, подкисленной 5—6 каплями концентрированной серной кислоты. Раствор коли­ чественно переносят в мерную колбу емкостью 1 л, доводят объем водой до метки и хорошо перемешивают. Получают раствор А, ко­ торый содержит 1 мг железа в 1 мл. 25 мл раствора А пипеткой

122

переносят в мерную колбу емкостью 1 л, доводят объем водой до метки и перемешивают. Получают раствор Б, который содержит 0,025 мг железа в 1 мл. Раствор Б готовят в день его применения, так как при длительном хранении идет гидролиз квасцов.

Вмерные колбы емкостью 100 мл наливают из бюретки 2; 4; 6; 8 и 10 мл эталонного раствора Б, что соответствует содержанию

вних 0,050; 0,100; 0,150; 0,200 и 0,250 мг железа. В колбы прили­ вают по 2 мл раствора сульфосалициловой кислоты, по 15 мл рас­ твора аммиака, доводят раствор до метки водой и хорошо пере­ мешивают.

Всоответствии с инструкцией готовят к работе фотоэлектроко­

лориметр и измеряют оптическую плотность каждого раствора в кювете с толщиной поглощающего свет слоя 20 мм при синем светофильтре.

В качестве раствора сравнения используют воду. После изме­ рения оптической плотности всех пяти приготовленных растворов строят к а л и б р о в о ч н ы й г р а фи к . Для этого на оси абсцисс откладывают содержание железа в миллиграммах, а на оси орди­ нат— оптическую плотность.

На аналитических весах в весовом стаканчике берут навеску испытуемой кислоты в количестве 18,4 г (10 мл), переносят коли­ чественно в мерную колбу емкостью 100 мл, куда предварительно наливают 50 мл воды. Раствор охлаждают, доводят водой до метки и перемешивают. 5 мл приготовленного раствора кислоты переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, приливают 2 мл рас­ твора сульфосалициловой кислоты и 15—20 мл раствора аммиака (аммиак должен быть в избытке, поэтому количество его можно увеличить до явного запаха). Раствор перемешивают, охлаждают до комнатной температуры, доводят водой до метки и снова пе­ ремешивают. На фотоэлектроколориметре измеряют оптическую плотность в кювете с толщиной поглощающего слоя 20 мм при синем светофильтре, используя воду для сравнения.

По калибровочному графику определяют количество железа, соответствующее измеренной оптической плотности.

Процентное содержание железа в испытуемой серной кислоте рассчитывают по формуле

123

ВИЗУАЛЬНЫЙ МЕТОД

Визуальный колориметрический метод применяется в случае отсутствия фотоэлектроколориметра. Испытуемый раствор кислоты для анализа и контрольных растворов готовят, как описано выше. Для колориметрии применяют шкалу с содержанием 0,1; 0,15;

Содержание железа в процентах вычисляют по указанной выше формуле, где тп — масса железа (в мг), содержащегося в контрольном растворе, интенсивность окраски которого соответ­ ствует интенсивности окраски испытуемого раствора.

Определение содержания хлористого водорода в соляной кислоте

Для определения содержания хлористого водорода в соляной кислоте навеску соляной кислоты растворяют в воде и титруют раствором едкого натра в присутствии индикатора метилового оранжевого до изменения окраски раствора из красной в желтую.

Уравнение титрования:

HCl +NaOH - NaCl + Н20.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр, х. ч. 0,5 н. раствор; метиловый оранжевый, 0,1%-ный раствор; воду дистиллированную.

В коническую колбу емкостью 100 мл с притертой пробкой на­ ливают 15 мл воды, колбу* закрывают пробкой и взвешивают с точностью до 0,0002 г. В колбу быстро помещают 3 мл испытуе­ мой кислоты, закрывают пробкой и взвешивают с той же точ­ ностью. В колбу добавляют 1-—2 капли метилового оранжевого и содержимое колбы титруют раствором едкого натра до перехода розовой окраски в желтую.

Процентное содержание хлористого водорода в соляной кислоте рассчитывают по формуле.

124

Определение содержания уксусной кислоты

Для определения содержания уксусной кислоты навеску уксус­ ной кислоты растворяют в дистиллированной воде и титруют в присутствии фенолфталеина раствором едкого натра до появле­ ния слабо-розовой окраски:

СНзСООН+NaOH CH3C 00N a+H 20.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 1 н. раствор; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную.

В коническую колбу с притертой пробкой емкостью 150— 200 мл наливают 25 мл дистиллированной воды и из стаканчика для взвешивания — около 1 г испытуемой уксусной кислоты, от­ вешенной на аналитических весах. В раствор добавляют 2—3 капли индикатора фенолфталеина и титруют 1 н. раствором едкого натра до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в продолжение нескольких секунд.

Процентное содержание уксусной кислоты в испытуемой уксус­ ной кислоте рассчитывают по формуле

где <ЭСН соон — эквивалент уксусной кислоты,

^сНзСоон = 60,05,

yVNa0H — нормальность раствора едкого натра, г-экв/л; VNaOH — объем раствора едкого натра, пошедшего на тит­

рование, мл; тн— масса навески испытуемой уксусной кислоты, г;

П р и м е р . lVNaOH =1,0000 г-экв/л; HNa0H = 16,80 мл; т н= 1,0822 г; Р і =

= 0, 12% .

60,05-1-16,80-100 рснасоон 1,30-0,12 = 93,07%.

1000-1,0822

Определение содержания муравьиной кислоты в уксусной кислоте

Для определения содержания муравьиной кислоты в уксусной кислоте навеску кислоты растворяют в воде, добавляют раствор кальцинированной соды для нейтрализации кислоты, прибавляют раствор марганцовокислого калия и нагревают.

125

Идут реакции:

2СН3СООН+ Nа2С03 - 2CH3COONа+ С 02+ Н20.

2НС00Н + Na2C03 2HC00Na + С02 + Н20.

3HC00N а+ 2КМп04+ Н20 - ЗС02+ 2Мп02+ 3NaOH+ 2К0Н

Избыток марганцовокислого калия определяют путем взаимо­ действия с раствором соли Мора (двойная сернокислая соль за­ киси железа и аммония) по уравнению

2КМп0 4+ 10 (NH4)2 Fe (S04)2+8H 2S04 +

-> 2MnS04+ K 2S04 + 5Fe2 (S04)3+ 10 (NH4)2 S04 + 8H20.

твора содержится 50 г соли Мора и 100 мл концентрированной серной кислоты;

воду дистиллированную.

На аналитических весах взвешивают около 2 г уксусной кис­ лоты, переносят в коническую колбу с 15 мл дистиллированной воды. В колбу добавляют 60 мл 5%-ного раствора кальцинирован­ ной соды для нейтрализации кислоты, а из бюретки точно 50 мл 0,1 н. раствора марганцовокислого калия. Раствор в колбе нагре­ вают на кипящей водяной бане в течение 3 мин, быстро охлаж­ дают под струей холодной воды, добавляют из бюретки 50 мл 5%-ного раствора двойной сернокислой соли закиси железа и ам­ мония. Раствор приобретает светло-желтую окраску, после чего его титруют 0,1 н. раствором марганцовокислого калия до слабо-розо­ вого окрашивания. Параллельно проводят контрольный опыт в тех же условиях, но вместо уксусной кислоты берут 20 мл дистиллиро­ ванной воды.

Процентное содержание муравьиной кислоты в уксусной кис­ лоте рассчитывают по формуле

Р^H C O O H ^K M nO , (^ІК М пО , — ^ 2 КМпО,) 100

шего на титрование раствора в контрольном опы­ те, мл;

тп — масса навески уксусной кислоты, г.

126

П р и м е р .

23-0,1•1•100

^НСООН — 1000-1,9170' 0,12%.

Определение содержания щавелевой кислоты

Для определения содержания щавелевой кислоты в испытуе­ мом продукте навеску растворяют в воде и в присутствии крепкой серной кислоты титруют в горячем состоянии раствором марган­ цовокислого калия до появления розового окрашивания.

Уравнение титрования:

5Н2С20 4+ 2КМп04+ 3H2SCV>2MnS04+ К2S04+ 1 0СО2+ 8Н20 .

При анализе применяют следующие реактивы: марганцовокислый калий, 0,1 н. раствор; серную кислоту чистую (плот. 1,84); воду дистиллированную.

2—2,5 г щавелевой кислоты взвешивают на аналитических ве­ сах, количественно переносят в мерную колбу емкостью 250 мл, растворяют в дистиллированной воде и тщательно перемешивают. 25 мл приготовленного раствора пипеткой переносят в коническую колбу емкостью 250 мл, добавляют 50 мл воды и 5 мл серной кислоты; нагревают на сетке до температуры 75—80° С и титруют в горячем состоянии 0,1 н. раствором марганцовокислого калия до появления неисчезающего розового окрашивания.

Процентное содержание щавелевой кислоты рассчитывают по формуле

г-экв/л; УКМпо,— объем марганцовокислого калия, пошедшего на титро­

вание, мл; Ѵк — объем мерной колбы, в котором производилось раство­

рение щавелевой кислоты, мл; Ун2с,о,— объем раствора щавелевой кислоты, взятый на титро­

вание, мл; тн— масса навески щавелевой кислоты, г.

127

П р и м е р .

Определение содержания муравьиной кислоты

Для определения содержания муравьиной кислоты навеску ис­ пытуемой кислоты растворяют в воде и в присутствии индикатора фенолфталеина титруют раствором едкого натра до появления слабого розового окрашивания.

Уравнение титрования;

HCOOH+NaOH-* HCOONa+H20.

Муравьино-кислый натрий

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 0,1 н. раствор; фенолфталеин 0,1%-ный спиртовой раствор;

воду дистиллированную свежепрокипяченную и охлажденную без доступа углекислоты.

В мерную колбу емкостью 250 мл наливают примерно 100 мл дистиллированной воды. На аналитических весах с точностью 0,0002 г отвешивают по разности около 2 г испытуемой муравьиной кислоты, переносят навеску в мерную колбу, доводят водой до метки и тщательно перемешивают; 25 мл полученного раствора в конической колбе титруют 0,1 н. раствором едкого натра в при­ сутствии 2—3 капель индикатора фенолфталеина до появления

где Знсоон — эквивалент муравьиной кислоты,

Энсоон 46,026;

A/nаон— нормальность раствора едкого натра, г-экв/л;

^NaOH— объем раствора едкого натра, пошедшего на титрова­

ние, мл; Ѵк — объем мерной колбы, в котором проводилось раство­

рение муравьиной кислоты, мл; Унсоон — объем раствора муравьиной кислоты, взятой на титро­

вание, мл; тя — масса навески муравьиной кислоты, г.

128

мой и прямо петитруемой молочной кислоты и выражается в про­ центах.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИТРУЕМОЙ к и с л о тн о с ти

Для определения титруемой кислотности навеску молочной кислоты растворяют в воде и титруют раствором едкого натра в присутствии фенолфталеина до ясно-розового окрашивания.

Уравнение титрования;

СНз—СНОН—СООН+ NaOH-»CH3—СНОН—COONa+H20.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 0,2 н. раствор; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную.

Около 5 г молочной кислоты отвешивают на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу емкостью 250 мл, разбавляют водой до метки и хорошо перемешивают; 25 мл полу­ ченного раствора переносят в коническую колбу, добавляют три капли индикатора фенолфталеина и титруют 0,2 н. раствором едкого натра до появления розового окрашивания жидкости.

Процентное содержание титруемой молочной кислоты в испы­ туемой кислоте рассчитывают по формуле

р^мол. K^NaOH^NaOH^K 100

Ю00Кмол. кт я

где Эмол. к— эквивалент молочной кислоты, 5 М0Л-К = 90,08;

УѴцаон — нормальность раствора едкого натра, г-экв/л; ^NaOH— объем раствора едкого натра, пошедший на титрова­

129