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

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЯМО НЕТИТРУЕМОЙ КИСЛОТНОСТИ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ (АНГИДРИДОВІ

Для определения прямо нетитруемой кислотности молочной кислоты раствор кислоты нагревают с избытком едкого натра и оставшийся едкий натр оттитровывают раствором серной кислоты.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 0,2 н. раствор; серную кислоту 0,2 н. раствор.

К нейтральной жидкости, полученной при определении титру­ емой кислотности, добавляют 25 мл 0,2 н. раствора едкого натра, нагревают в течение 15 мин на кипящей водяной бане или на сла­ бом огне на асбестовой сетке и оттитровывают избыток едкого натра 0,2 н. раствором серной кислоты до исчезновения розового окрашивания.

Процентное содержание прямо нетитруемой молочной кислоты

виспытуемой кислоте (Р2) рассчитывают по формуле

р_■ Эмол. K^NaOH (25~ ^ H 3SO<) ^ к '100

Общую кислотность молочной кислоты в % вычисляют по фор­ муле Р = Рі + Р2.

Общая кислотность молочной кислоты равна: Р = Рі+Р2=59,20+11,20 = 70,40%.

Качественная проба на присутствие в киспотах сульфатов

Характерным реактивом на сульфат-ион является хлорид ба­ рия, который при взаимодействии с сульфат-ионом образует бе­ лый осадок сернокислого бария, нерастворимый в соляной кис­ лоте:

Na2S04 + BaCl2 -> BaS04 | +2NaCl.

При анализе применяют следующие реактивы: кислоту соляную 2 н. раствор; барий хлористый 2 н. раствор.

В пробирку берут три капли испытуемого раствора, добавляют 1 мл раствора соляной кислоты и три капли раствора хлористого бария. Если сульфат-ион присутствует, то образуется белый оса­ док, который не растворяется при дальнейшем добавлении рас­ твора соляной кислоты.

130

Качественная проба на присутствие в кислотах хлоридов

Характерным реактивом на хлорид-ион является азотнокислое серебро, которое при взаимодействии с хлорид-ионом образует бе­ лый осадок хлористого серебра, не растворимый в азотной кис­ лоте:

NaCl + AgN03 ■>AgCl i + NaN03.

При анализе применяют следующие реактивы: кислоту азотную 2 н. раствор; серебро азотнокислое 0,1 н. раствор; аммиак водный 2 н. раствор;

аммоний углекислый 10%-ный раствор.

В пробирку отбирают три капли испытуемого раствора, добав­ ляют 2—3 капли 0,1 н. раствора азотнокислого серебра и 1 мл 2 н. раствора азотной кислоты. Если хлорид-ион присутствует, то обра­ зуется белый творожистый осадок хлористого серебра, который растворяется в растворе аммиака и 10%-ном растворе карбоната аммония (ЫЕЦЬСОз.

Качественная проба на присутствие в кислотах восстановителей

Для определения присутствия восстановителей применяют пер­ манганатометрический метод, основанный на окислении с по­ мощью перманганата калия присутствующих в кислотах восстано­ вителей (сульфидов, альдегидов, органических веществ и др.).

При анализе применяют следующие реактивы: калий марганцовокислый 0,1 н. раствор; воду дистиллированную.

В пробирку отбирают 2 мл испытуемой кислоты, 10 мл дистил­ лированной воды и 0,1 мл раствора марганцовокислого калия. При отсутствии восстановителей или при очень малом их количестве розовая окраска сохраняется в течение 30 мин.

Качественные пробы на присутствие в кислотах ионов трехвалентного железа

Характерными реактивами на ион трехвалентного железа яв­ ляются: ферроцианид калия (железистосинеродистый калий или желтая кровяная соль) K4[Fe(CN)6] и роданид калия KSCN (или аммония NH4SCN), которые взаимодействуют с ионом Fe3+ по

уравнениям:

4FeCl3 + ЗК4 [Fe (CN)„] = Fe4 [Fe (CN)„]3 + 12KC!;

4Fe3+ + 3 [Fe (CN),]4" = Fe4 [Fe (CN)e]s;

Синий цвет

FeCl3 + 3KSCN = Fe (SCN)3 + 3KC1;

Fe3+ + 3 (SCN)- = Fe (SCN)3

Красный цвет

131

При анализе применяют следующие реактивы: кислоту соляную 2 н. раствор; калий железистосинеродистый 5%-ный раствор;

калий (или аммоний) роданистый 5%-ный раствор. Ход определения.

1. В пробирку берут 2—3 капли испытуемого раствора, прили­ вают 1—2 капли раствора соляной кислоты и 1—2 капли раствора железистосинеродистого калия. Если трехвалентное железо при­ сутствует, то выпадает темно-синий осадок ферроцианида железа (берлинская лазурь), не растворимый в соляной кислоте.

2. В пробирку берут 2—3 капли испытуемого раствора, прибав­ ляют 2 капли раствора соляной кислоты и 4 капли раствора рода­ нистого калия (или аммония). Если трехвалентное железо при­ сутствует, то появляется кроваво-красное окрашивание роданида железа.

ЩЕЛОЧИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КРАСИЛЬНО-ОТДЕЛОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

В красилыіо-отделочном производстве применяют главным об­ разом едкий натр и аммиак водный, реже — едкое кали.

Едкий натр (сода каустическая NaOH, мол. масса 40,00)

Едкий натр получают химическими (известковый и ферритный) и электрохимическим способами.

И з в е с т к о в ы й с п о с о б состоит во взаимодействии 18— 20%-ного раствора кальцинированной соды с негашеной известью при перемешивании и нагревании (каустификация).

Ф е р р и т н ы й с п о с о б состоит в прокаливании смеси каль­ цинированной соды и окиси железа с последующим выщелачива­ нием полученного плава горячей водой.

Э л е к т р о х и м и ч е с к и й с п о с о б состоит в том, что при электролизе водных растворов хлористого натрия получают едкий натр. Этот способ наиболее распространен, так как вместе с едким натром получают электролитический хлор.

Твердый едкий натр представляет собой белое непрозрачное вещество, сильно притягивающее влагу и поэтому расплывающе­ еся на воздухе. Технический продукт может быть слегка окрашен.

Едкий натр хорошо растворяется в воде, при этом раствор сильно разогревается. Он поглощает из воздуха углекислоту и поэтому всегда содержит в качестве примесей соду. Едкий натр растворяется в органических растворителях (метиловый, этило­ вый спирт, глицерин и др.). Он является сильной щелочью; при нейтрализации кислот едким натром образуются хорошо раство­ римые в воде натриевые соли. Едкий натр хорошо омыляет расти­ тельные и животные жиры, образуя натриевые соли жирных кис­ лот, называемые мылами. При попадании на кожу возникают долго не заживающие раны. При работе с едким натром следует хорошо защищать руки и особенно лицо (глаза).

Технический едкий натр выпускается твердым (марок ТР,

132

ТХ-1, ТХ-2, ТД) и жидким (разных марок). В соответствии с тех­ ническими требованиями твердый едкий натр должен иметь сле­ дующие показатели:

В качестве примесей в едком натре могут быть окислы алюми­ ния и марганца, сульфаты, кремневая кислота и др. Едкий натр марки ТХ-2 должен содержать NaOH не менее 96%, а марки ТД — не менее 94%.

В текстильной промышленности каустическая сода применяется для отварки хлопчатобумажных изделий, в процессе беления и от­ делки (мерсеризация) хлопчатобумажных и льняных тканей, при краше.нии и печати кубовыми и сернистыми красителями, при варке текстильного мыла.

Аммиак водный (нашатырный спирт NH4OH, мол. масса 35,05)

В промышленности аммиак получают из азота и водорода при больших давлениях и высокой температуре в присутствии желез­ ного катализатора.

Аммиак образуется по реакции:

3H2 + N2^ 2 N H 8

Синтез аммиака осуществляется в системах, работающих под давлением 300—320 ат и температуре около 500° С.

Растворением в воде газообразного аммиака получают водные растворы аммиака. Кроме того, водный аммиак получают раство­ рением жидкого аммиака в воде.

Аммиак (NH3) представляет собой бесцветный газ с резким запахом. Хорошо растворим в воде, несколько хуже растворяется в органических растворителях. Растворимость аммиака в воде уве­ личивается с повышением давления и с понижением температуры.

25%-ный водный раствор аммиака называют аммиачной водой или нашатырным спиртом. Водный аммиак представляет собой прозрачную жидкость с резким характерным запахом. Плотность 25%-ного водного аммиака 0,91 г/см3. При вдыхании воздуха с не­ большой концентрацией аммиака происходит раздражение верх­ них дыхательных путей; высокая концентрация аммиака в воз­

»нелетучего остатка, г/л, не

133

В качестве примесей, входящих в нелетучий остаток, в водном аммиаке могут быть углекислые, сернокислые и солянокислые соли, которые попадают вместе с водой. *

В текстильной промышленности водный аммиак применяют для валки и промывки шерстяных тканей, для варки аммонийного мыла, для приготовления эмульсий, для нейтрализации различных кислых растворов, для приготовления ацетата аммония.

УПАКОВКА И ХРАНЕНИЕ ЩЕЛОЧЕЙ. ОТБОР ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

Твердый едкий натр транспортируют в барабанах, выполненных из кровельной стали, емкостью 50—170 л. Жидкий едкий натр транспортируют в железнодорожных цистернах, металлических контейнерах для перевозки жидкостей и в стальных бочках; при этом должны соблюдаться правила перевозки едких веществ.

Аммиак водный перевозят в железнодорожных цистернах и стеклянных бутылях, помещенных в деревянные ящики или кор­ зины, хранят в горизонтальных и вертикальных цилиндрических резервуарах, а малые количества — в стеклянных бутылях.

Пробы для анализа отбирают так же, как и при анализе кислот.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЩЕЛОЧЕЙ

Определение содержания едкого натра

Для определения содержания едкого натра навеску испытуе­ мого продукта растворяют в воде, добавляют раствор хлористого бария, чтобы осадить углекислый натрий, и титруют едкий натр в присутствии индикатора фенолфталеина раствором соляной кис­ лоты.

Уравнения реакций:

Na2C03 + ВаС12 -> ВаС08 , + 2NaCl;

NaOH + HCl - NaCl -f H20 .

При анализе применяют следующие реактивы:

барий хлористый 10%-ный раствор (нейтральный по фенол­ фталеину) ;

соляную кислоту 0,5 и. раствор; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную.

10—15 мл испытуемого жидкого едкого натра отбирают пипет­ кой, переносят в стаканчик для взвешивания и взвешивают на аналитических весах. Навеску количественно переносят в мерную колбу емкостью 250 мл и растворяют в 150 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воды. Раствор охлаждают до комнатной температуры, доводят объем водой до метки, тща­ тельно перемешивают и ведут определение по методике, указан­ ной ниже.

134

С пробы твердого едкого натра удаляют верхний слой, быстро отбирают около 5 г и взвешивают в стаканчике для взвешивания на аналитических весах. Навеску количественно переносят в мер­ ную колбу емкостью 250 мл и растворяют в свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной воде. При этом раствор в колбе разогревается; его охлаждают до комнатной температуры, дово­ дят объем водой до метки и тщательно перемешивают.

25 мл приготовленного из твердого или жидкого едкого натра раствора пипеткой переносят в коническую колбу емкостью 250 мл, прибавляют к нему 10 мл 10%-ного раствора хлористого бария и титруют содержимое колбы в присутствии 2—3 капель фенолфта­ леина 0,5 н. раствором соляной кислоты до исчезновения розового окрашивания.

Процентное содержание едкого натра в техническом продукте рассчитывают по формуле

■^NaOH^HCl^HCl^K'100

Р N aO H =

1000/7zHKNaOH

где 3 NaOH — эквивалент едкого натра,

•Эыаон = 40,00;

А^нс1 — нормальность раствора соляной кислоты, г-экв/л; ѴНСІ— объем раствора соляной кислоты, пошедший на тит­

Определение содержания углекислого натрия в едком натре

Для определения содержания углекислого натрия в едком натре приготовленный ранее раствор едкого натра титруют ра­ створом соляной кислоты с индикатором метиловым оранжевым до появления слабо-розовой окраски. По разности объемов ра­ створа соляной кислоты, пошедших на титрование раствора едкого натра с индикаторами метиловым оранжевым и фенолфталеином, определяют содержание углекислого натрия:

NaOH + HCl - NaCl + Н20;

Na2C03 + 2HCI , 2NaCl + C02 + H20 .

При анализе применяют следующие реактивы: соляную кислоту 0,5 н. раствор;

1 35

метиловый оранжевый 0,1%-ный водный раствор.

25 мл приготовленного раствора едкого натра пипеткой пере­ носят в коническую колбу емкостью 250 мл, добавляют 2—3 капли индикатора метилового оранжевого и титруют 0,5 н. раствором соляной кислоты до появления слабо-розовой окраски.

/ѴНСІ— нормальность раствора соляной кислоты, г-экв/л; VхНС1 — объем раствора соляной кислоты, пошедшей на

титрование раствора едкого натра с индикато­ ром метилоранжем, мл;

ѴНСІ — объем раствора соляной кислоты, пошедшей на

титрование раствора едкого натра с индикато­ ром фенолфталеином при определении едкого натра, мл;

Ѵк — объем мерной колбы, в котором растворена на­ веска, мл;

Ѵтгатт — объем раствора едкого натра, взятого на титро­ вание, мл;

/пн — масса навески едкого натра, г.

Определение содержания хлористого натрия в едком натре

Для определения содержания хлористого натрия приготовлен­ ный раствор едкого натра нейтрализуют раствором азотной кислоты и в присутствии индикатора нитропруссида натрия Na2[Fe(CN)5N0J-2H20 титруют раствором азотнокислой (окисной) ртути до первого появления мути. Нитропруссид натрия при взаимодействии с избытком нитрата ртути образует белый осадок нитропруссида ртути:

NaOH + HN03 - NaNOs + Н20;

Na2C08 + 2HNOs2NaN08 + C02 + H20;

2NaCl -f Hg (N08)2 - HgCl2 + 2NaNOs;

Hg (N08)a + Na2 [Fe (CN), NO] Hg [Fe (CN), NO] + 2NaNO*.

136

При анализе применяют следующие реактивы: азотную кислоту 0,5 н. раствор; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; нитропруссид натрия 10%-ный раствор; азотнокислую ртуть (окисную) 0,1 н. раствор.

50 мл приготовленного испытуемого раствора едкого натра пи­ петкой переносят в коническую колбу емкостью 250 мл, добав­ ляют 2—3 капли раствора фенолфталеина и нейтрализуют 0,5 н. раствором азотной кислоты, добавляя еще 1 мл избытка ее и 4— 6 капель 10%-ного раствора нитропруссида натрия. Содержимое перемешивают и титруют 0,1 н. раствором азотнокислой (окисной) ртути до первого появления мути, не исчезающей при перемешива­ нии. Одновременно проводят контрольный опыт, беря вместо ще­ лочи 50 мл дистиллированной воды.

Процентное содержание хлористого натрия в едком натре рас­

Определение содержания аммиака в водном аммиаке

Для определения содержания аммиака навеску водного амми­ ака помещают в раствор серной кислоты. Избыток серной кислоты титруют раствором едкого натра с индикатором метиловым крас­ ным.

Уравнения реакций;

2NH3 + H2S04 -►(NH4)2 S04;

H,S04 + 2NaOH - Na2S04 + 2H20.

137

При анализе применяют следующие реактивы: серную кислоту 1 н. раствор; едкий натр 1 н. раствор;

метиловый красный 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную.

Стеклянную ампулу с длинным капиллярным концом ем­ костью 3—5 мл взвешивают на аналитических весах и, держа ам­ пулу за капилляр, нагревают над пламенем горелки, затем бы­ стро опускают конец в стаканчик с испытуемым аммиаком. На­

ляра фильтровальной бумагой, быстро запаивают открытый конец капилляра на горелке и ампулу с водным аммиаком снова взве­ шивают.

В стеклянную банку с хорошо притертой пробкой наливают из бюретки 40 мл 1 и. раствора серной кислоты, помещают в банку ампулу с аммиаком, плотно закрывают пробкой и сильно встряхи­ вают, чтобы ампула и капилляр разбились на мелкие кусочки. Пробку осторожно открывают, смывают ее 20—30 мл воды, при­ соединяя эту воду к раствору в банке. Неразбившиеся кусочки ампулы раздавливают стеклянной палочкой на мелкие части, па­ лочку споласкивают небольшим количеством воды, добавляют 2—3 капли индикатора метилового красного и титруют 1 и. ра­ створом едкого натра до перехода желтой окраски в красную.

Процентное содержание аммиака в испытуемом водном амми­

Для пересчета на содержание азота содержание аммиака ум­ ножают на 0,82.

Качественные пробы на присутствие в щелочах ионов железа, хлора, сульфата

Качественные пробы на присутствие в щелочах ионов железа, хлора и сульфата производятся так же, как и при анализе кислот. Испытуемый раствор щелочи предварительно нейтрализуют ра­ створом азотной кислоты по фенолфталеину, вводя небольшой из­ быток кислоты.

138

СОЛИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КРАСИЛЬНО-ОТДЕЛОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Аммоний сернокислый (сульфат аммония (N H ^S O ^ мол. масса 132,14)

Сернокислый аммоний получают при взаимодействии синтети­ ческого аммиака и серной кислоты:

2NH3 + H2S04 -> (NH4)2 SO4.

Синтетический аммиак подогревают до t = 60—80° С и направ­ ляют в аппарат, заполненный серной кислотой. В аппарате обра­ зуется насыщенный раствор сернокислого аммония и происходит выпадение его в виде кристаллов. Кристаллы от маточного ра­ створа отделяют на центрифуге. Для получения сернокислого ам­ мония, идущего на удобрение, используют аммиак с коксохимиче­ ских заводов.

По внешнему виду сернокислый аммоний представляет собой кристаллы белого или слегка желтого или сероватого цвета, хо­ рошо растворимые в воде. При нагревании кристаллы плавятся, а затем разлагаются с выделением аммиака, азота и воды и с об­ разованием сернистокислого аммония и бисульфата аммония.

При обработке едкими щелочами выделяется весь аммиак в виде газа.

Сернокислый аммоний очищенный должен удовлетворять сле­ дующим требованиям:

Содержание азота в пересчете на сухое вещество, % . . . Не менее 21,0

Примесями могут быть хлориды, железо, фосфаты.

В текстильной промышленности сернокислый аммоний приме­ няют при крашении шерстяных тканей и волокон, при печатании шерстяных изделий кислотными и протравными красителям, при крашении материалов из полиамидных волокон кислотными, хро­ мовыми, кислотными металлсодержащими красителями, как ката­ лизатор при отделке тканей предконденсатами смол.

Аммоний уксуснокислый (ацетат аммония CH3 COONH4 , мол. масса 77,08)

Уксуснокислый аммоний получают действием аммиака на вод­ ный раствор уксусной кислоты:

СН3СООН + NH3 ■CHsCOONH4.

Химически чистый уксуснокислый аммоний представляет собой бесцветные гигроскопические кристаллы, легко растворимые в

139