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

Перекись водорода (пергидроль) Н20 2, мол. масса 34,016

Перекись водорода в настоящее время получают электрохими­ ческим и органическим способами. При электрохимическом способе электролитическим путем получают надсерную кислоту (из серной кислоты) и персульфат аммония (из кислого раствора сульфата аммония). Затем надсерную кислоту или персульфат аммония раз­ лагают и перекись водорода отгоняют под вакуумом.

Органический способ состоит в самоокислении органических соединений (например, гидрохинонов, гидразосоединений) с обра­ зованием перекиси водорода и различных веществ.

Перекись водорода может быть получена также действием раз­ бавленной серной кислоты на перекись бария Ва02 или перекись натрия Na20 2. При этом получают слабые растворы, которые кон­ центрируют выпариванием. В настоящее время способ утратил свое значение.

По внешнему виду чистая перекись водорода представляет со­ бой почти бесцветную жидкость, затвердевающую при 0,46° С с об­ разованием шелковистых игольчатых кристаллов. Плотность чистой перекиси водорода 1,46 г/см3. Это непрочное вещество, легко раз­ лагается на воду и кислород:

2Н20 2 = 2Н20 + 0 2 + 46 ккал.

Разложение перекиси водорода ускоряется на свету, при нагре­ вании или в присутствии катализаторов. С водой перекись водорода смешивается в любых соотношениях. Водные растворы перекиси водорода более устойчивы, особенно на холоду. Перекись водорода обладает свойствами очень слабой двухосновной кислоты, поэтому

снекоторыми основаниями перекись водорода вступает в реакцию

собразованием солей (например, перекиси бария).

Техническая перекись водорода с содержанием 30—40% пере­ киси называется пергидролем. Перекись водорода обладает силь­ ными окислительными свойствами и поэтому может окислять мно­ гие вещества. Окислительные свойства ее основаны на сравни­ тельно легком отщеплении атома кислорода. Но при взаимодей­ ствии с более сильными окислителями перекись водорода может проявлять восстановительные свойства (например, с хлором, мар­ ганцовокислым калием).

Концентрированный раствор перекиси водорода раздражает кожу.

Впромышленности перекись водорода выпускается в виде вод­ ных растворов: техническая марок А, Б, В и медицинская.

Всоответствии с требованиями перекись водорода техническая марки А должна иметь следующие показатели:

170

Примесями в перекиси водорода могут быть гидроокиси, фос­ фаты алюминия и др. Содержание перекиси водорода в растворе технического продукта марки Б — 27,5— 35%; марки В — 27,5— 40,0%.

В текстильной промышленности перекись водорода применяют для отбеливания различных волокон и тканей из них, в процессах промывки тканей, напечатанных кубовыми красителями.

Перборат натрия NaB03-4H20 , мол. масса 153,86

Пербораты — это соли надборных кислот, образующиеся путем

ЫаВОз • 4Н20.

Перборат натрия получают действием перекиси водорода на раствор метабората натрия или на раствор буры или электролизом раствора буры в присутствии соды.

Перборат натрия — бесцветное кристаллическое вещество, трудно растворяющееся в воде. В 40 вес. ч. холодной воды раство­ ряется 1 вес. ч. пербората.

При нагревании водного раствора перборат натрия разлагается с выделением кислорода:

4NaB03 + Н20 = Na2B40 7 -f 2NaOH + 202.

При действии минеральных кислот он разлагается с выделением перекиси водорода:

2NaB03 -Г H2S04 + Н20 = Na2S04 -Г В20 3 + 2Н20 2.

Этим объясняются окислительные свойства пербората натрия, которые, однако, отличаются от окислительных свойств солей дру­ гих надкислот.

В текстильной промышленности перборат натрия применяют для отбеливания шерсти и шелка.

Натрий хлорноватистокислый (гипохлорит натрия) NaCIO, мол. масса 74,44

Натрий хлорноватистокислый получают хлорированием водного раствора едкого натра или раствора соды при обычной темпе­ ратуре:

2NaOH + С12 = NaCIO + NaCl -f Н20;

2Na2C03 + Cl2 + Н20 = NaCIO + NaCl + 2NaHC03,

а также путем электролиза хлористого натрия, если дать возмож­ ность выделяющемуся хлору реагировать с образующимся в ре­ зультате электролиза едким натром.

Гипохлорит натрия в чистом виде представляет собой порошок, неустойчивый при хранении. Поэтому в технике его применяют чаще всего в виде растворов. Водный раствор гипохлорита натрия

171

NaCIO + С02 + Н20 = NaHCOg + НСЮ.

Выделяющаяся хлорноватистая кислота обесцвечивает крася­ щие вещества. Поэтому гипохлорит натрия разрушает многие окра­ шенные органические вещества с образованием бесцветных продук­ тов. На этом основано применение гипохлорита натрия для отбели­ вания тканей. Механизм действия NaCIO как окислителя сложен

изависит от pH среды.

Всоответствии с техническими требованиями гипохлорит натрия должен иметь следующие показатели:

»щелочи в пересчете на NaOH,

В текстильной промышленности гипохлорит натрия применяют при отбеливании хлопчатобумажных и льняных тканей и волокна, а также для хлорирования шерсти.

Известь хлорная (известь белильная)

Известь хлорную (или белильную) получают действием хлора на сухую гашеную известь—пушонку Са(ОН)2 — продукт гашения водой обожженной извести:

2Са (ОН), + 2С12 = Са (СЮ), + СаС12 + 2Н20.

Хлорная известь

Абсолютно сухие гидроокись кальция и хлор не вступают в ре­ акцию. В производственных условиях хлорируют пушонку, содер­ жащую около 1% влаги. Газообразный хлор должен содержать небольшое количество влаги.

В последнее время известь хлорную получают действием хлора на смесь гашеной извести с небольшим количеством воды. Процесс идет с выделением тепла.

Известь хлорная представляет собой рыхлый порошок белого цвета с сильным запахом окиси хлора. Она очень гигроскопична. Хлорная известь не является индивидуальным веществом. Главной составной частью хлорной извести является гипохлорит кальция Са(С10)г. Помимо гипохлорита в ней присутствуют хлориды каль­ ция разного состава, а также свободный гидрат окиси кальция.

Хлорная известь растворяется в воде, образуя раствор, имею­ щий щелочную реакцию. Хлорная известь является неустойчивым

172

продуктом и легко теряет свои окислительные свойства. В присут­ ствии влаги и углекислого газа хлорная известь разлагается:

Са (С10)2 + 2НаО = Са (ОН)а + 2НС10;

Са (С10)2 + Н20 + С02 = CaCOg + 2НС10.

Образующаяся при этих реакциях хлорноватистая кислота оказы­ вает окислительное действие. Она разлагается с выделением кис­ лорода:

НСЮ-НС1 + 0.

Хлорная известь легко разлагается минеральными кислотами (серной, соляной) с выделением хлора и кислорода. Она обладает сильными окислительными свойствами, поэтому водные растворы ее обладают белящими и дезинфицирующими свойствами.

В промышленности хлорная известь выпускается трех марок: А, Б и В.

Качество хлорной извести оценивается содержанием в ней так называемого активного хлора. Так как в хлорной извести, кроме гипохлорита кальция, имеется много примесей, то содержание в ней активного хлора невелико. Хлорная известь марки А должна удов­ летворять следующим требованиям:

В текстильной промышленности хлорная известь применяется для отбеливания растительных волокон или тканей из раститель­ ных волокон (льняных и хлопчатобумажных), а также для хлори­ рования шерсти.

Хлорит натрия NaCl02, мол. масса 90,44

Хлорит натрия (натриевая соль хлористой кислоты) получается окислением гипохлорита натрия:

2NaC10 = NaC102 -f NaCl

и восстановлением хлоратов.

Все известные способы получения хлоритов основаны на восста­ новлении двуокиси хлора С102 различными восстановителями. При взаимодействии С102 с раствором едкого натра медленно обра­ зуются соли двух кислот:

2С102 + 2NaOH = NaC102 + NaClOg -f H20.

Хлорит натрия — кристаллическое вещество состава NaC102 и NaC102-3H20.

Сухой безводный хлорит натрия негигроскопичен и хорошо рас­ творим в воде. Он устойчив и в сухом затемненном месте сохра­ няется долго. Хлорит натрия является окислителем. Окислительные

173

свойства его основаны на том, что хлорит натрия в кислом рас­ творе разлагается с образованием двуокиси хлора С102, которая и вызывает обесцвечивание окраски. При нагревании хлорит на­ трия разлагается:

NaC102 = NaCl -f 0 2.

Хлорит натрия ядовит.

В текстильной промышленности хлорит натрия применяют при белении растительных волокон и тканей из них, а также тканей из искусственных и синтетических волокон.

Натрий хлорноватокислый (хлорат натрия) NaC103, мол. масса 106,44

Натрий хлорноватокислый получают пропусканием газообраз­ ного хлора в горячий раствор едкого натра:

3Cl2 + 6NaOH = NaClOg + 5NaCl + 3HaO

или пропусканием хлора через известковое молоко при темпера­ туре 50° С с последующей обработкой хлората кальция хлористым натрием. Кроме того, хлорат натрия получают электролизом нагре­ того до 70° С водного раствора хлористого натрия, если не отделять катодных продуктов от анодных:

НСЮз + 2НС1 + 3NaOH = NaC103 + 2NaCl + 3H20.

Натрий хлорноватокислый представляет собой белое кристалли­ ческое вещество, хорошо растворимое в холодной и горячей воде. Водный раствор имеет нейтральную реакцию. Натрий хлорновато­ кислый обладает сильными окислительными свойствами, так как при нагревании легко отдает свой кислород:

4NaC103 = 4NaCI-f 602 + 52 ккал.

При работе с хлоратом натрия нужно соблюдать осторожность, так как он ядовит, а при ударах взрывоопасен.

В промышленности натрий хлорноватокислый выпускается

втвердом виде марок А и Б и в жидком в виде водного раствора.

Всоответствии с требованиями натрий хлорноватокислый твердый технический марки А должен иметь следующие показатели:

Примесями в техническом хлорате натрия могут быть сульфаты, хроматы, железо.

174

В текстильной промышленности натрий хлорноватокислый при­ меняют как слабый окислитель при печатании тканей, а также при крашении черным анилином.

Калий хлорноватокислый (хлорат калия, бертолетова соль) КС103, мол. масса 122,55

Калий хлорноватокислый получают в промышленности химиче­ ским и электрохимическим способами. Химический способ заклю­ чается в том, что хлорируют известковое молоко, при этом в рас­ творе образуется гипохлорит кальция:

2Са (ОН), + 2С12 Ca (ОС1), + СаС12 + 2Н20.

Гипохлорит кальция переходит в хлорат

ЗСа (ОС1)2 ^ Са (СЮ3)2 + 2СаС12.

Хлорат кальция обменной реакцией с хлористым калием переводят в хлорат калия:

Са(С10з), + 2КС1-2КС108 + СаС1,.

При охлаждении полученного раствора выделяются кристаллы хло­ рата калия. Их отфильтровывают и сушат. Электрохимический спо­ соб получения состоит в электролизе насыщенного раствора хло­ ристого калия. При этом происходит анодное окисление хлористых солей. Первоначально при электролизе образуется гипохлорит КСЮ и хлорноватистая кислота НС10. По мере их накопления происхо­ дит окисление в хлорноватую кислоту. В слабокислой среде идет химическая реакция:

КСЮ + 2НС10 - КСЮ, + 2НС1.

В связи с малой растворимостью хлората калия электрохимиче­ ский способ его получения несколько сложнее, чем для хлората натрия.

Калийхлорноватокислый в чистом виде представляет собой белое кристаллическое вещество, кристаллизуется в безводной форме. Технический продукт может быть в виде кристаллов или порошка с желтоватым оттенком. Он мало растворим в холодной воде: в 100 г воды при 15° С растворяется 6 вес. ч. соли; с увеличе­ нием температуры растворимость повышается. Водный раствор имеет нейтральную реакцию. Кристаллы на воздухе не изменяются, не имеют запаха.

Калий хлорноватокислый обладает сильными окислительными свойствами, является токсическим веществом, действует на кровь. Это — пожаро- и взрывоопасный продукт, взрыв происходит при трении и ударе, при нагревании до 400° С разлагается с выделением кислорода. Он образует взрывчатые смеси с органическими и легко окисляющимися веществами. Смеси хлорноватокислого калия с аминами, гидразинами, аммонийными солями могут самовозго­ раться при хранении. При взаимодействии с концентрированной

175

серной кислотой хлорат калия выделяет взрывчатую окись хлора и большое количество тепла.

Окислительные свойства хлората калия обусловлены тем, что при нагревании он легко отдает кислород

4КС103 = 4КС1 ф 602 ф 52 ккал.

В смеси с соединениями марганца разложение наступает при более низкой температуре. При работах всех видов с хлорноватокислым калием необходимо строго соблюдать инструкции по технике безо­ пасности.

Калий хлорноватокислый технический выпускают двух сортов: первого и второго. В соответствии с требованиями хлорат калия первого сорта должен иметь следующие показатели:

Примесями могут быть также сульфаты, броматы, железо, сви­ нец, органические вещества и др.

В текстильной промышленности калий хлорноватокислый при­ меняют как окислитель при крашении и печатании тканей из хлопка черным анилином. Во всех случаях хлорат калия можно заменить хлоратом натрия.

Калий двухромовокислый (бихромат калия, хромпик калиевый) К2СГ2О7, мол. масса 294,19

Бихромат калия представляет собой калиевую соль двухромо­ вой кислоты. Его получают окислительным обжигом или сплав­ лением хромистого железняка (хромита) Cr2Fe04 с известью и по­ ташом:

2Cr2Fe04 ф 2СаО ф 2К2С03 + 70 2СаСг04 ф 2КаСг04 ф Fe20 3 ф 2С02.

Монохромат калия выщелачивают водой и переводят в бихромат калия:

2К2Сг0 4 ф HaS04-> К2Сг20 7 ф K2S04 ф Н20.

Бихромат калия получают также обменным разложением двухро­ мовокислого натрия с хлористым калием или сернокислым калием:

Na2Cr20 7 ф 2KC1 = К2Сг20 7 ф 2NaCl.

176

Бихромат калия представляет собой кристаллы оранжево-крас­ ного цвета, легко растворимые в воде. В 100 вес. ч. воды раство­ ряется К2СГ2О7 (вес. ч.):

Водный раствор имеет кислую реакцию в результате частичного гидролиза бихромата.

Бихромат калия обладает сильными окислительными свойст­ вами, окисление им проводят в кислом растворе. Смесь концентри­ рованной серной кислоты с насыщенным раствором бихромата ка­ лия известна под названием хромовой смеси. Бихромат калия ядо­

»нерастворимого в воде остат­

Вбихромате калия высшего сорта содержание К2СГ2О7 не ме­ нее 99,7.

Вкачестве примесей в бихромате калия техническом могут быть сульфаты, хлористый калий, окись железа и др.

В текстильной промышленности бихромат калия применяют в качестве окислителя при промывке ткани, напечатанной черным анилином или кубовыми красителями, при крашении шерсти и на­ турального шелка кислотно-протравными красителями, при краше­ нии натурального шелка хромовыми красителями.

Натрий азотистокислый (нитрит натрия) N aN 02, мол. масса 69,00

Натрий азотистокислый может быть получен разложением нат­ риевой селитры при нагревании в присутствии свинца:

NaN03 + Pb = NaNOa + PbO.

Полученную массу растворяют в воде, отстаивают и выкристалли­ зовывают. Кроме того, нитрит натрия получают одновременно с азотной кислотой из воздуха при пропускании через раствор ед­ кого натра смеси окиси азота и двуокиси азота:

N0 + Ш а+ 2NaOH = 2NaNOa + Н20.

иногда с желтоватым оттенком, гигроскопично, хорошо раствори­ мое в воде: раствор его имеет щелочную реакцию по лакмусу и

нейтральную по фенолфталеину. При действии на раствор нитрита натрия минеральной кислоты (серной, соляной) выделяется сво­ бодная азотистая кислота:

2NaN02 + H2S04 = 2HN02 + Na2S04.

Азотистая кислота — сильный окислитель. Она разлагается с выде­ лением окислов азота:

2HN02 = N20 3 + Н20.

На этом основано применение нитрита натрия в качестве окисли­ теля. При действии других более сильных окислителей азотистая кислота окисляется до азотной кислоты. Азотистокислый натрий ядовит.

В промышленности азотистокислый натрий выпускают двух сор­ тов: I и II. В соответствии с техническими требованиями азотисто­ кислый натрий сорта I должен иметь следующие показатели:

В текстильной промышленности азотистокислый натрий приме­ няется при крашении тканей кубозолями, прямыми и дисперсными диазотируемыми красителями, при приготовлении диазосоединений. Кроме того, он применяется при производстве различных красите­ лей, например, азокрасителей.

УПАКОВКА, ХРАНЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЕЙ И ОТБОР ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

УПАКОВКА И ХРАНЕНИЕ

Пергидроль упаковывают в тару из чистого алюминия, нержа­ веющей стали и других металлов, покрытых изнутри винипластом и полиизобутиленом, а также в стеклянные бутыли, установленные в корзины. Хранят в прохладном темном помещении.

Хлорная известь — неустойчивый продукт, на воздухе легко раз­ лагается, поэтому при хранении нужно избегать попадания влаги. Хлорную известь упаковывают в деревянные бочки, фанерные ба­ рабаны, а для длительного хранения — в стальные барабаны.

Гипохлорит натрия в виде раствора транспортируют в цистернах или контейнерах, покрытых внутри винипластом или гуммирован­ ных. Цистерны должны быть герметично закрыты, так как сопри­ косновение с воздухом ускоряет разложение.

Хлорат натрия твердый упаковывают в мешки из полиэтилено­ вой пленки или поливинилхлоридной пленки, которые затем поме­ щают в стальные оцинкованные барабаны, покрытые изнутри и снаружи перхлорвиниловым лаком.

178

Жидкий хлорат натрия перевозят в стальных железнодорожных цистернах, оборудованных специально для перевозки окисляющих веществ.

Бихромат калия упаковывают в полиэтиленовые мешки, которые затем помещают в пятислойные бумажные битумированные мешки, а иногда — в железные барабаны. Хранят в сухом помещении в гер­ метичной упаковке.

Хлорат калия упаковывают в мешки из полиэтиленовой пленки, которые затем помещают в оцинкованные барабаны. Хранят и пе­ ревозят в соответствии с правилами перевозки опасных грузов.

Азотистокислый натрий упаковывают в бумажные мешки, вло­ женные в битумированные мешки, или в полиэтиленовые мешки, вложенные в бумажные мешки. Иногда отгружают его в деревян­ ных бочках или фанерных барабанах, выложенных внутри влаго­ непроницаемой бумагой. Хранят в сухом помещении.

ОТБОР ПРОБ ДЛЯ АНАЛИЗА

Перекись водорода отбирают стеклянным или алюминиевым пробоотборником.

Хлорную известь, бихромат калия, нитрит натрия отбирают щупом, погружая его на 3Д глубины бочки по вертикальной оси.

Гипохлорит натрия отбирают с помощью стеклянной трубки диаметром 15—20 мм.

Хлорат натрия твердый отбирают с помощью щупа из цветного металла, пробу жидкого хлората натрия отбирают пробоотбор­ ником.

Калий хлорноватокислый для анализа отбирают с помощью щупа, изготовленного из меди, бронзы или нержавеющей стали, по­ гружая его на 4/ 5 глубины тарного места по вертикальной оси в не­ скольких местах, соблюдая санитарные правила и правила по тех­ нике безопасности.

МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОКИСЛИТЕЛЕЙ

Определение перекиси водорода в технической перекиси водорода

Содержание перекиси водорода в техническом продукте опреде­ ляют перманганатным методом, основанным на взаимодействии перекиси водорода с марганцовокислым калием в кислой среде:

5Н20 2 + 2КМп0 4 + 3H2S04 = K2S04 + 2MnS04 + 8Н20 + 502

или:

5Н20 2 + 2КМп0 4 + 4H2S04 = 2KHS04 + 2MnS04 + 8Н20 + 502.

При анализе применяют следующие реактивы: калий марганцовокислый х. ч. 0,1 н. раствор;

кислоту серную х. ч. плотностью 1,835, разведенную в отноше­ нии 1 : 4 по объему;

воду дистиллированную.

у*

179