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

воде и спирте. Водные растворы имеют слабощелочную реакцию. При выпаривании водного раствора уксуснокислого аммония вы­ деляется свободный аммиак.

Чистый препарат должен содержать не менее 97% ацетата аммония. Примесями могут быть хлориды, сульфаты, железо.

В текстильной промышленности уксуснокислый аммоний при­ меняется при крашении шерстяных тканей и волокон кислотными и кислотно-протравными красителями, а также при печатании тка­ ней, для приготовления протрав и для тех же целей, что и серно­ кислый аммоний.

Аммоний хлористый (нашатырь NH4 CI, мол. масса 53,49)

Хлористый аммоний получают при непосредственном соедине­ нии газообразного аммиака с хлористым водородом

NHs+ HCUNH4C1

или при взаимодействии водного аммиака с соляной кислотой

NH4OH + HCl - NH4C1 + Н А

В промышленности хлористый аммоний получают насыщением аммиачной воды с газовых заводов соляной кислотой. Кроме того, хлористый аммоний получают на содовых заводах из отходов производства кальцинированной соды.

Хлористый аммоний представляет собой твердое вещество бе­ лого или слегка желтоватого цвета. В производство он может по­ ступать в виде кристаллов, порошка, плиток и в виде кусков. В воде хлористый аммоний хорошо растворяется. При обыкновен­ ной температуре водный раствор имеет нейтральную реакцию. При нагревании до 335° С хлористый аммоний возгоняется. При высоких температурах он реагирует с окислами металлов, обна­ жая чистую металлическую поверхность. На этом основано исполь­ зование его при пайке металлов. Под действием сильных щело­ чей происходит образование соли соответствующего металла и вы­ деление аммиака:

Кроме хлористого натрия, в техническом продукте могут быть углекислый и двууглекислый аммоний, железо, нерастворимые

вводе вещества, сульфаты.

Втекстильной промышленности хлористый аммоний применяют

при крашении и печати для создания слабокислой среды, при за­ ключительной отделке тканей.

140

Натрий кремнекислый (силикат натрия Na20»/nSi02)

Кремнекислый натрий получают сплавлением кварцевого песка с содой, сульфатом натрия или растворением природного или ис­ кусственного мелкораздробленного кремнезема в кипящем рас­ творе едкого натра под давлением в автоклаве:

2NaOH + Si02 = Na2Si03 + Н20;

Na2C03 + Si02 = Na2Si03 + C02;

2Na2S04 + 2Si02 + C = 2Na2Si03 + 2S02 + C02.

Силикат натрия глыба представляет собой однородные куски стекловидные, бесцветные или слабоокрашенные. Содовый сили­ кат может иметь слабо-зеленые, желтоватые и голубые оттенки, содово-сульфатный — темно-зеленые.

Силикат натрия гранулят представляет собой зерна, получен­ ные путем быстрого охлаждения (водой или воздухом) горячего расплава силиката натрия. Чистый кремнекислый натрий — бе­ лый кристаллический порошок, растворимый в воде; образует ра­ створ, имеющий резко щелочную реакцию. На воздухе поглощает углекислоту и воду. При действии на силикат слабых минеральных кислот выделяется студенистый осадок окиси кремния. В технике силикаты натрия и калия, растворимые в воде, называют раство­ римыми стеклами. Их раствор называют жидким стеклом. Жид­ кий силикат представляет собой сиропообразную массу, слегка окрашенную в желтый цвет. При стоянии он густеет, но после на­ гревания вновь становится жидким.

Силикат натрия выпускается двух видов: содовый и содово­ сульфатный. Качество силиката определяется содержанием окиси кремния, окиси натрия и модулем. По техническим условиям си­ ликат натрия должен иметь следующие показатели:

Примесями к силикату натрия могут быть окислы железа и алюминия, окись кальция.

Растворением стекловидных силикатов натрия (глыбы и гра­ нулята) получают жидкое натриевое стекло.

В соответствии с техническими требованиями жидкое стекло должно иметь следующие показатели:

141

Силикат используют только в виде жидкого стекла и метаси­ ликата.

В текстильной промышленности стекло натриевое жидкое при­ меняют при отварке хлопчатобумажных тканей, при перекисном белении, при промывке тканей, в крашении и для приготовления загусток, для утяжеления натурального шелка, для огнестойкой и грязеотталкивающей пропиток.

Жидкое стекло — одно из важнейших неорганических клеящих веществ.

Натрий сернокислый (глауберова соль, сульфат натрия

Na2SO4*10H2O, мол. масса 322,22]

Сернокислый натрий (глауберова соль) в больших количест­ вах добывают из соляных озер (Карабугазский залив Каспийского моря, озеро Кучук в Западной Сибири и др.). Кроме того, глаубе­ рову соль получают из сульфата натрия, являющегося побочным продуктом производства соляной кислоты при взаимодействии сер­ ной кислоты с поваренной солью:

H2S04 + 2NaCl -*Na2S04 + 2НС1.

Кристаллогидрат Na2SO4-10H2O (глауберова соль) представ­ ляет собой бесцветные прозрачные кристаллы горько-соленого вкуса, растворимые в воде. Водный раствор сернокислого натрия имеет нейтральную реакцию. В спирте сернокислый натрий нерас­ творим. На воздухе кристаллы глауберовой соли выветриваются и превращаются в белый порошок, который при растворении в во­

стый продуѵч 2) натрий сернокислый (глауберова соль) техниче­ ский; 3) сульфат натрия технический (первого и второго сорта).

Глауберова соль и сернокислый натрий безводный применяются в текстильной промышленности при крашении прямыми и кислот­ ными красителями.

142

Натрий тетраборнокислый (бура Na2B4O7*10H2O мол. масса 381,37)

Натриевую соль тетраборной кислоты — буру получают из при­ родной борной кислоты (или ее природных солей) при нейтрали­ зации щелочью:

4Н3В03 + 2NaOH = Na2B40 7 + 7Н20.

Она выделяется из раствора в виде больших бесцветных кристал­ лов Na2 B4O710H2Ö. Кроме того, встречаются природные место­ рождения буры.

Бура представляет собой прозрачные кристаллы, легко вывет­ ривающиеся с поверхности. В обычных условиях она малораство­ рима, хорошо растворяется в горячей воде и глицерине, растворы имеют щелочную реакцию. При выветривании кристаллизацион­ ной воды бура превращается в порошок белого цвета. Техниче­ ская бура имеет желтоватую или сероватую окраску.

Бура выпускается нескольких видов: пищевая, техническая, ме­ дицинская.

Техническая бура должна соответствовать следующим требо­ ваниям:

»сернокислого натрия (Na2S04), %, не более .. 0,4

Внебольших количествах примесями могут быть хлористые соли, железо, мышьяк, содержание которых не определяется.

Втекстильной промышленности бура применяется при изготов­ лении слабощелочных загусток, для приготовления печатных кра­ сок из некоторых красителей, в качестве буфера в гипохлоритном растворе, для поддержания постоянного pH, в лабораторных ана­ лизах.

Натрий углекислый (сода кальцинированная Na2C 03, мол. масса 105,99)

Основным способом получения кальцинированной соды явля­ ется аммиачный способ. Исходным сырьем для производства соды по этому способу служат поваренная соль, аммиак и известняк (или мел). Сущность метода состоит в следующем: концентриро­ ванный аммиачно-соляной раствор насыщают двуокисью углерода

(при / = 30°С).

При этом идет химическая реакция:

NaCl + NH3 + С02 -f Н20 ^ NaHC03 + NH4C1.

Выпавший осадок малорастворимого бикарбоната натрия NaHC03 отделяют и подвергают прокаливанию (при t= 140-4-170°С):

кальцинированной. Двуокись углерода для данного способа полу-

143

чают обжигом известняка или мела, используют также двуокись углерода, получающуюся при прокаливании бикарбоната натрия.

Аммиак для производства регенерируют из раствора хлорис­ того аммония.

Соду получают также из нефелинового сырья (алюмосиликат состава Na20 - АІ20 3 • 2Si02) .

Кальцинированная сода представляет собой мелкокристалли­ ческий порошок белого цвета. Она хорошо растворима в воде с выделением тепла и образованием слабой мути. С повышением температуры растворимость ее увеличивается. Водные растворы кальцинированной соды имеют сильнощелочную реакцию. Кальци­ нированная сода отличается большой чистотой.

Сода кальцинированная (синтетическая) в соответствии с тех­ ническими требованиями должна иметь следующие показатели:

»нерастворимых в воде веществ, %, не более . . 0,1

Сода кальцинированная техническая из нефелинового сырья имеет общую щелочность в пересчете на Ыа2СОз в пределах 91— 93,5%. Примесями могут быть сульфат калия, окись железа.

В текстильной промышленности сода кальцинированная при­ меняется для отварки хлопчатобумажных тканей, при прямом и сернистом крашении тканей из растительных волокон, для умяг­ чения воды, при варке мыла, при промывке окрашенных и набив­ ных тканей, для получения гипохлорита, при валке и промывке изделий из шерсти.

Натрий уксуснокислый (ацетат натрия СНзС00№ >ЗН20 , мол. масса 136,08)

Уксуснокислый натрий получают при взаимодействии уксусной кислоты с кальцинированной или каустической содой:

2СН3СООН + Na2C03 -2CH3COONa + С02 + Н20.

Полученный раствор упаривают, и уксуснокислый натрий выкри­ сталлизовывается. Кроме того, уксуснокислый натрий получают из отходов различных производств.

Чистый уксуснокислый натрий представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы, легко растворимые в воде и выветриваю­ щиеся в теплом воздухе. Технический продукт может быть в виде кусков белого цвета и окрашенным в сероватый или слегка розо­ вый цвет. Раствор уксуснокислого натрия слабощелочной в воде. Безводная соль очень гигроскопична.

Чистый уксуснокислый натрий должен содержать не менее 99% CH3C00N a-3H 20. Натрий уксуснокислый технический вы­ пускается трех марок: А, Б, В.

144

Продукт марки А должен удовлетворять следующим требова­ ниям:

Примесями могут быть хлориды, железо, нерастворимые в воде вещества.

В текстильной промышленности уксуснокислый натрий приме­ няется в процессах крашения для создания слабощелочной среды, при крашении и печатании диазосоединениями в качестве нейтра­ лизатора минеральной кислоты, при нейтрализации крахмальных загусток.

Гексаметафосфат натрия (калгон Na6(P03)6

или Na2Na4P6O i8, мол. масса 611,76)

Гексаметафосфат натрия получают нагреванием до 700° С ЫаНгР04 (с последующим быстрым охлаждением расплава). Сырьем для получения гексаметафосфата служит ортофосфорная кислота и кальцинированная сода.

По внешнему виду представляет собой аморфные стекловид­ ные куски или тонко размолотый порошок белого цвета. Темпе­ ратура плавления 610° С, гигроскопичен, при хранении на воздухе расплывается, постепенно переходя в пирофосфат Na4P207 и затем ортофосфат Na3P04. В воде он довольно трудно растворим. Рас­ твор имеет нейтральную реакцию и настолько прочно связывает катионы двухвалентных металлов, что в нем растворяется даже BaS04. В водном растворе гексаметафосфат натрия диссоциирует с образованием анионного комплекса:

Na2 [Na4 (Р08),] £ 2Na.+ + [Na4 (Р03)6Г ~

В анионном комплексе атомы натрия легко замещаются на атомы кальция и магния (Na4CaP60 i8 или Na2Mg2P60i8) . На этом осно­ вано применение гексаметафосфата для умягчения воды. В же­ сткой воде он энергичнее реагирует с солями кальция и магния, чем мыло, поэтому препятствует образованию нерастворимых каль­ циевых мыл, а также может разлагать образовавшиеся мыла и переводить их в натриевые. Наиболее эффективно умягчение воды происходит при 60° С. При температуре выше 70° С он гидро­ лизуется и теряет свои умягчающие свойства.

В соответствии с техническими требованиями гексаметафосфат натрия должен иметь активность по ВаС12 не менее 70%.

Гексаметафосфат применяют для умягчения воды, при отварке, отбелке, крашении, промывке и мыловке тканей; при промывке на­ печатанных тканей; при приготовлении печатных красок и загу­ сток, в мыловаренном производстве и при производстве стираль­ ных порошков.

Натрий фосфорнокислый двузамещенный (Na2HP04>12H20r мол. масса 358,2)

Натрий фосфорнокислый двузамещенный получают при нейтра­ лизации ортофосфорной кислоты едким натром, обработкой костя­ ной муки слабыми водными растворами серной кислоты при на­ гревании с последующей обработкой содой.

Фосфорнокислый натрий представляет собой стекловидные или белые кристаллы, которые на воздухе выветриваются, теряют кри­ сталлизационную воду и покрываются белым налетом безводной соли. Технический продукт может иметь серовато-желтый оттенок. Фосфат натрия растворяется в воде, образуя нейтральный водный раствор.

Технический фосфорнокислый натрий выпускается трех сортов:

стильной и лакокрасочной промышленности. В соответствии с тре­ бованиями технический фосфорнокислый натрий должен иметь следующие показатели:

Примесями к фосфату натрия могут быть также железо, нит­ раты, хлориды, нерастворимые в воде вещества.

В текстильной промышленности фосфат натрия применяется при отварке тканей, при крашении и печатании тканей прямыми красителями, при образовании на волокне нерастворимых азокра­ сителей в крашении и печати, для утяжеления натурального шелка, в качестве водоумягчителя.

Натрий хлористый (соль поваренная NaCl, мол. масса 58,44)

Поваренная соль широко распространена в природе — она за­ легает в земной коре в виде пластов каменной соли. Поваренную соль получают из природных месторождений путем выламывания, измельчения и соответствующих технологических обработок. Часто

в воде океанов, морей, некоторых соленых озер, соляных подзем­ ных источников. В местах с жарким сухим климатом соль извле­ кают из воды путем естественного испарения воды.

Хлористый натрий — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Водный раствор показывает нейтральную ре­ акцию. Химически чистый продукт малогигроскопичен, содержит 60,6% хлора и 39,4% натрия. Технический хлористый натрий мо­ жет иметь разнообразную окраску и из-за присутствия в нем со­ лей кальция и магния сильно поглощает влагу из воздуха. При

146

действии на поваренную соль серной кислоты выделяется хлори­ стый водород.

Соль поваренную выпускают для пищевых и технических целей. Пищевую соль выпускают нескольких видов (мелкокристалличе­ скую, молотую, немолотую, йодированную) и нескольких сортов (экстра, высший и другие) с содержанием хлористого натрия

98—99%.

Техническая поваренная соль содержит 96—98,7% хлористого натрия. В качестве примесей в ней могут быть: сернокислый нат­ рий, сернокислые и хлористые соли магния и кальция, нераствори­ мые в воде вещества.

В текстильной промышленности хлористый натрий применяют при крашении прямыми, кубовыми, активными и сернистыми кра­ сителями, при отделке тканей, для восстановления водоумягчительной способности катионитовых фильтров, в процессах рас­ шлихтовки тканей при использовании панкреатина.

Калий углекислый (поташ К2С 0 3, мол. масса 138,21)

Поташ получают из природного хлористого калия двумя ме­ тодами. По первому методу из раствора хлористого калия электро­ лизом получают едкое кали и обрабатывают его углекислым газом:

2К.ОН + С02 ->К 2С03 + Н20.

MgC03-3H20.

Кроме того, поташ получают из отходов производства глино­ зема путем переработки нефелина пК20- АЬОз-тБЮг, где он обра­ зуется как побочный продукт, а также может быть получен из золы многих растений путем выщелачивания ее водой (в золе под­ солнечника содержится до 55% К2СО3).

Чистый углекислый калий представляет собой порошок белого цвета, технический продукт может быть в виде рассыпающихся кусков и комьев и иметь слегка сероватый или желтоватый отте­ нок. Он хорошо притягивает влагу и на воздухе быстро расплы­ вается, поэтому его нужно хранить в сухом помещении. Поташ хо­ рошо растворяется в воде с выделением тепла, раствор имеет ще­ лочную реакцию, хотя поташ как щелочь слабее соды. Из водных растворов кристаллизуется в виде кристаллогидрата состава 2КгС0з-ЗН20. Обычный препарат представляет собой безводную соль.

Технический поташ, получаемый из нефелинового сырья, выпу­ скается в виде кальцинированного и полутораводного. Кальцини­ рованный поташ должен иметь следующие показатели:

Примесями к поташу могут быть, кроме того, хлориды, серно­ кислые соли, железо в виде окислов, нерастворимые в воде ве­ щества.

В текстильной промышленности поташ применяется при краше­ нии и печатании тканей кубовыми красителями по ронгалитнопоташному и восстановительному способам и активными красите­ лями по двухстадийному способу.

УПАКОВКА, ХРАНЕНИЕ СОЛЕИ И ОТБОР ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

Порошкообразные вещества, гранулы и куски упаковывают в деревянные бочки, ящики, фанерные барабаны, многослойные бу­ мажные мешки и полиэтиленовые мешки. Большие количества солей перевозят навалом в крытых вагонах (если позволяют усло­ вия хранения). Во всех случаях условия хранения должны обеспе­ чивать защиту материала от попадания влаги.

Пробы сыпучего материала отбирают с помощью щупа, погру­ жаемого до 3U глубины тарного места. Силикат натрия отбирают щупом из нержавеющей стали из разных слоев.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА СОЛЕИ

Определение содержания азота в сернокислом аммонии в пересчете на сухое вещество

Азот, находящийся в сульфате аммония, можно определить ме­ тодом отгонки или формальдегидный методом. Формальдегидный метод является наиболее простым и быстрым, так как определение азота производится титрованием. Для определения количества азота в испытуемом сульфате аммония навеску растворяют в воде и обрабатывают формалином. При взаимодействии сульфата ам­ мония с формальдегидом выделяется эквивалентное количество серной кислоты и гексаметилентетрамина (уротропина) по уравне­ нию:

2 (NH4)2 S04 + 6НСОН - (CH2)e N4 + 2H2S04 + 6Н20.

Уротропин

Выделившуюся свободную серную кислоту титруют раствором едкого натра с индикатором фенолфталеином:

H2S04 -f 2NaOH - Na2S04 + 2Н20.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 0,5 н. и 0,1 н. растворы;

формалин 25%-ный раствор (нейтрализованный по фенолфта­ леину раствором едкого натра);

148

метиловый красный 0,2%-ный водный раствор; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную.

Около 5 г сернокислого аммония взвешивают в стаканчике на аналитических весах, количественно переносят в мерную колбу ем­ костью 250 мл, растворяют в дистиллированной воде, доводят объем раствора до метки и тщательно перемешивают. В кониче­ скую колбу емкостью 250 мл пипеткой переносят 25 мл приготов­ ленного раствора, добавляют 2—3 капли индикатора метилового красного и нейтрализуют 0,1 н. раствором едкого натра. Затем приливают 25 мл раствора формалина, содержимое перемешивают, добавляют 2—3 капли фенолфталеина и выделившуюся свобод­ ную серную кислоту титруют 0,5 и. раствором едкого натра до появления розовой окраски раствора, не исчезающей в течение

I—1,5 мин.

Процентное содержание азота в сернокислом аммонии в пере­ счете на сухое вещество рассчитывают по формуле

Определение содержания уксуснокислого аммония

Для определения количества уксуснокислого аммония в испы­ туемом продукте навеску растворяют в воде, добавляют формалин и выделившееся при этом эквивалентное количество уксусной кислоты титруют раствором едкого натра в присутствии индика­ тора фенолфталеина:

4CH3COONH4 + 6НСОН - 4СН3СООН + (СН2)в N4 + 6Н20.

Уротропин

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

149