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

воды на каждые 10 мл введенного раствора основной соли уксус­

ные порции фильтрата выливают обратно в колбу. Из прозрач­ ного фильтрата отбирают пипеткой 25 мл и переносят в кониче­ скую колбу емкостью 250 мл, добавляют несколько капель раз­ бавленной серной кислоты для осаждения растворенного свинца, после чего приливают 25 мл раствора двухромовокислого калия (реактив II) и 50 мл серной кислоты (плотность 1,23 г/см3). Кони­ ческую колбу накрывают опрокинутым стаканчиком, погружают ее в кипящую водяную баню и нагревают 2 ч, затем раствор охлаж­

В литровую колбу наливают 20 мл 10%-ного раствора йоди­ стого калия, 20 мл 20%-ной соляной кислоты, переносят пипеткой 50 мл окисленного раствора и оставляют на 5 мин. После этого содержимое колбы разбавляют водой до 500 мл и титруют 0,1 н. раствором серноватистокислого натрия, добавляя к концу титро­ вания 1%-ный раствор крахмала. Параллельно проводят контроль­ ный опыт в одинаковых условиях, но без добавления глицерина.

Процентное содержание чистого глицерина Р в сыром глице­ рине рассчитывают по формуле (%):

220

Определение реакции глицерина

Для определения реакции глицерина к пробе добавляют инди­ катор фенолфталеин и в зависимости от полученной окраски рас­ твора титруют раствором кислоты или щелочи.

При анализе применяют следующие реактивы: едкий натр 0,1 н. раствор; кислоту соляную ОД н. раствор;

фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную, свежепрокипяченную.

В коническую колбу емкостью 250 мл цилиндром или пипет­ кой переносят 50 мл глицерина и смывают остатки глицерина в ту же колбу 100 мл свежепрокипяченной дистиллированной воды. С помощью градуированной пипетки в колбу добавляют 0,5 мл раствора фенолфталеина. Если раствор после добавления фенол­ фталеина принял розовую окраску, его титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты до обесцвечивания; если же раствор после добав­ ления фенолфталеина не окрасился, его титруют 0,1 н. раствором едкого натра до розового окрашивания. Реакция глицерина счи­ тается удовлетворяющей требованиям, если количество миллилит­ ров 0,1 н. раствора кислоты или 0,1 н. раствора щелочи, пошед­ шей на титрование, не превышает 6.

Определение кислотного числа

Кислотным числом называется количество миллиграммов едкого кали, израсходованного на нейтрализацию кислот в 1 г вещества. Для определения кислотного числа олеиновой кислоты навеску олеиновой кислоты растворяют в спирте и титруют спиртовым рас­ твором едкого кали с индикатором фенолфталеином до слабо-розо­ вой окраски раствора:

С17Н83СООН + кон -> С17Н33СООК +нз0.

При анализе применяют следующие реактивы: едкое кали 0,5 н. спиртовой раствор;

этиловый спирт ректификат, нейтрализованный по фенолфта­ леину;

фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор.

В сухую коническую колбу на аналитических весах отбирают навеску 1—2 г технического олеина. Олеин в колбу отмеривают пипеткой около 2—3 мл, а чтобы горлышко колбы оставалось чи­ стым, вставляют по внутренней стенке колбы кусочек фильтроваль­ ной бумаги. Затем в колбу наливают 20 мл нагретого до кипения этилового спирта, растворяют в нем навеску олеина, добавляют 2—3 капли фенолфталеина и титруют 0,5 н. спиртовым раствором едкого кали до слабо-розрвого окрашивания. Отмечают пока­ зание бюретки, и раствор оставляют для определения числа омы­ ления.

221

Кислотное число X олеиновой кислоты рассчитывают по фор­ муле

X __ ^кон^кон^кон'1000 1000mH ’

где Зкон — эквивалент едкого кали, 3 Кон = 56,1; Л^кон — нормальность раствора едкого кали, г-экв/л;

Ккон — объем раствора едкого кали, пошедшего на титрова­ ние, мл;

т и— масса навески исследуемой олеиновой кислоты, г.

Определение числа омыления

Числом омыления называют количество миллиграммов едкого кали, израсходованного на нейтрализацию свободных жирных кислот и омыление эфиров в 1 г вещества. Например, этот пока­ затель определяет наличие в олеиновой кислоте (или других жир­ ных кислотах) небольших количеств жира. Реакция омыления хорошо протекает в присутствии щелочи и при нагревании. Для определения числа омыления к навеске олеиновой кислоты добав­ ляют избыток спиртового раствора едкого кали, нагревают рас­ твор н оттитровывают с индикатором фенолфталеином раствором соляной кислоты:

СН2ОСОС17Н33

сносос17н33+зкон ЗС17Н33СООК -f- С3Н3О3

КОН + НС1 ксі+ н2о.

При анализе применяют следующие реактивы: едкое кали 0,5 н. спиртовой раствор; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; соляная кислота 0,5 н. раствор.

К раствору олеина, полученному при определении кислотного числа, добавляют такое количество 0,5 н. спиртового раствора ед­ кого кали, чтобы общий расход его, включая количество, потрачен­ ное на определение кислотного числа, составил 25 мл. Колбу соединяют с обратным холодильником и на водяной бане нагре­ вают 30 мин. По окончании нагревания избыток раствора едкого кали оттитровывают в присутствии фенолфталеина 0,5 н. рас­ твором соляной кислоты до исчезновения розовой окраски. Так как техническая олеиновая кислота окрашена в желтый или светло-коричневый цвет, в конце титрования окраска раствора остается желтоватой или слегка коричневатой. Одновременноера-

222

бочим опытом ставят контрольную пробу без навески олеина, для чего в коническую колбу отмеривают из бюретки 25 мл 0,5 н. спиртового раствора едкого кали, соединяют с обратным холодиль­ ником, нагревают на водяной бане 30 мин, добавляют 2—3 капли фенолфталеина и титруют 0,5 н. раствором соляной кислоты до исчезновения розовой окраски.

Число омыления олеиновой кислоты X рассчитывают по фор­

ства. Йодное число характеризует содержание ненасыщенных (непредельных) соединений в кислотах, жирах, смолах. Напри­ мер, чем больше йодное число олеина, тем меньше в нем при­ меси предельных жирных кислот, тем выше его качество. То же самое относится и к растительным маслам.

Существует несколько методов определения йодного числа. Все они основаны на реакции присоединения йода по месту двойной связи ненасыщенных соединений.

Первый метод. Для определения йодного числа в олеиновой кислоте навеску кислоты растворяют в хлороформе и добавляют йодно-ртутный раствор. Некоторое количество йода присоеди­ няется к олеиновой кислоте, а оставшийся в избытке оттитровывают раствором тиосульфита:

СН3 (СН2)7 СН = СН (СН2)7 СООН + І2 =

= СН3 (СН2)7 CHICHI (СН2)7 СООН

Дийодстеариновая кислота

I2 + 2Na2S20 3 -> 2NaI -f- Na2S40 6.

При анализе применяют следующие реактивы: йод металлический чистый; спирт этиловый ректификат; ртуть хлорную (сулему);

22?

хлороформ (трихлорметан); калий йодистый 10%-ный раствор;

натрий серноватистокислый (тиосульфит натрия) 0,1 и. рас­ твор;

крахмал растворимый 1%-ный раствор; воду дистиллированную.

Иодно-ртутный раствор готовят следующим образом. 25 г чис­ того металлического йода растворяют в 500 мл этилового спирта; в другой колбе растворяют 30 г хлорной ртути в 500 мл этило­ вого спирта и этот раствор фильтруют. Оба раствора хранят в от­ дельных склянках из темного стекла с притертыми пробками и смешивают их в равных объемах за 48 ч до начала определения йодного числа.

Навеску испытуемого олеина около 0,3 г (10—15 капель) от­ вешивают на аналитических весах в конической колбе с притер­ той пробкой, добавляют 10 мл хлороформа и 25 мл йодно-ртутного раствора. Колбу закрывают пробкой, смоченной раствором йоди­ стого калия, чтобы не было улетучивания йода. Содержимое колбы перемешивают осторожным взбалтыванием. Если после смешива­ ния раствор недостаточно прозрачен, к смеси добавляют еще не­ много хлороформа. Одновременно с первой колбой ставят кон­ трольную колбу, в которую наливают 10 мл хлороформа и 25 мл йодно-ртутного раствора. Обе колбы оставляют в темноте при тем­ пературе 20° С на 12 ч. После этого в колбу с испытуемым олеи­ ном приливают 20 мл раствора йодистого калия. Если в растворе выпадает красный осадок йодистой ртути, количество йодистого калия увеличивают. В контрольную колбу добавляют такое же количество йодистого калия. Содержимое обеих колб титруют рас­ твором тиосульфнта натрия до желтого окрашивания и дотитровывают с крахмалом до исчезновения синей окраски.

Йодное число олеиновой кислоты X рассчитывают по формуле

224

Второй метод. Для определения йодного числа в олеиновой кислоте навеску кислоты растворяют в этиловом спирте и добав­ ляют спиртовой раствор йода и дистиллированную воду. Спир­ товой раствор йода в воде образует йодноватистую кислоту, кото­ рая быстрее, чем йод, вступает в реакцию с непредельной кис­ лотой. Так как йода при определении берут в избытке, то избыток его оттитровывают раствором серноватистокислого натрия с крах­ малом:

І2+ Н аО-> НЮ + НІ;

Йодноватистая

кислота

СН3 (СН2)7СН = СИ (СН2)7 СООН + 2Н ІО + С2Н6ОН -*

о

/

-> СН3 (СН2)7 CHICHI (СН2)7 СООН + СН3—С—Н + 2Н20 .

При анализе применяют следующие реактивы: этиловый спирт ректификат; спиртовой раствор йода 0,2 н. раствор;

серноватистокислый натрий 0,1 н. раствор; крахмал растворимый 1 % - н ы й раствор; воду дистиллированную.

Во взвешенную коническую колбу переносят 8—10 капель (около 0,2 г) испытуемой олеиновой кислоты и взвешивают на ана­ литических весах. В колбу приливают 10—15 мл этилового спирта и растворяют навеску. Для лучшего растворения колбу с навес­ кой нагревают на водяной бане, после чего добавляют 25 мл 0,2 н. спиртового раствора йода, 200 мл дистиллированной воды и содержимое колбы перемешивают 4 мин. Раствор должен быть окрашен в бурый цвет (избыток йода). Избыток йода титруют 0,1 н. раствором серноватистокислого натрия до желтого окраши­ вания, добавляют раствор крахмала и дотитровывают до тех пор, пока не прекратится повторное посинение, которое в конце титро­ вания появляется в результате перехода йода из жира в воду.

225

Определение содержания эфиров в бутилацетате

Для определения содержания эфиров в бутилацетате навеску испытуемого продукта растворяют в спирте, приливают раствор ед­ кого натра и нагревают на водяной бане. При этом происходит рас­ щепление эфиров с образованием уксусной кислоты и бутилового спирта. Часть едкого натра реагирует с уксусной кислотой, а из­ быток его оттитровывают раствором серной кислоты:

С Н 3СООС4Н 9+ Н аО ч> СНзСООН + С4Н 9О Н ;

СН3СООН + NaOH -» CHgCOONa -f- Н20;

2NaOH + H2S04 - Na2S04 + 2H20.

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

спирт этиловый ректификат нейтрализованный; фенолфталеин 1%-ный спиртовой раствор; воду дистиллированную.

В сухую коническую колбу емкостью 150 мл с притертой проб­

20 мл этилового спирта, 2—3 капли фенолфталеина и из бюрет­ ки— 25 мл раствора едкого натра. Затем колбу соединяют с об­ ратным воздушным холодильником (трубка длиной 700 мм), со­ держимое осторожно перемешивают до получения однородного раствора и оставляют в покое на 30 мин, после чего ставят на во­ дяную баню и нагревают в течение 30 мин, следя за тем, чтобы трубка холодильника прогревалась на высоту не более 10 см от пробки. Содержимое колбы охлаждают, трубку холодильника про­ мывают 20 мл прокипяченной и охлажденной дистиллированной воды, отсоединяют колбу от холодильника, промывают пробку и горло колбы еще 20 мл воды и избыток щелочи оттитровывают раствором серной кислоты до обесцвечивания.

Одновременно проводят контрольный опыт с тем же количест­

226

Определение содержания азота в мочевине в пересчете на сухой продукт

Для определения содержания азота в мочевине навеску рас­ творяют в небольшом количестве воды, приливают раствор серной кислоты и нагревают до полного прекращения выделения пузырь­ ков углекислоты

СО (NH2)a -f- H2SO4 -f- Н20 -> (NH4)2 SO4 -f- C02.

Избыток серной кислоты нейтрализуют раствором едкого натра в присутствии индикатора метилового красного:

H2S04 + 2Na0H Na2S04 + H20.

Кнейтрализованному раствору добавляют раствор формалина

ивыделившуюся кислоту титруют раствором едкого натра:

Количество выделившейся серной кислоты эквивалентно со­ держанию азота.

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

формалин технический 25%-ный раствор, нейтрализованный по фенолфталеину раствором едкого натра;

метиловый красный 1%-ный спиртовой раствор; фенолфталеин; тимолфталеин;

воду дистиллированную.

Смешанный индикатор готовят следующим образом: в 100 мл этилового спирта растворяют 0,5 г фенолфталеина и 0,5 г тимолфталеина.

Около 1 г мочевины отвешивают на аналитических весах, поме­

227

количеством воды и приливают 5 мл 0,5 и. раствора серной кис­ лоты. После перемешивания колбу ставят на асбестовую сетку и осторожно нагревают до прекращения бурного выделения пузырь­ ков углекислоты. Нагревание усиливают до слабого кипения жид­ кости и продолжают нагревать до полного прекращения выделения пузырьков углекислоты и появления белых паров серной кислоты, после чего раствор в колбе охлаждают. Затем в колбу добавляют 50 мл дистиллированной воды, перемешивают, добавляют 1—2 капли индикатора метилового красного и нейтрализуют избыток кислоты 5 н. раствором едкого натра до перехода окраски из розо­ вой в желтую. После этого добавляют по каплям 0,5 и. раствор серной кислоты до появления розовой окраски. К нейтрализован­ ному раствору добавляют 40 мл 25%-ного формалина, пять капель раствора смешанного индикатора, дают постоять раствору 1—2 мин и титруют выделившуюся серную кислоту 1 н. раствором едкого натра до появления малиновой окраски раствора, не исчезающей в течение 1—1,5 мин. По мере титрования окраска раствора пере­ ходит вначале из розовой в желтый цвет, а затем в малиновый, что указывает на конец титрования.

Процентное содержание азота в мочевине в пересчете на сухое вещество рассчитывают по формуле

где 3 jv— эквивалент азота, 3 N= 14,0;

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

VNaOH— объем раствора едкого натра, пошедшего на титрова­ ние, мл;

тп — масса навески мочевины, г;

W — процентное содержание влаги, определенное методом вы­ сушивания с помощью электролампы инфракрасного света.

Г Л А В А VIII

АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

ВИДЫ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, ИХ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ

Поверхностно-активными веществами (ПАВ) называют ве­ щества, которые при растворении в воде снижают ее поверхностное натяжение. Эти вещества обладают комплексом различных свойств, а поэтому их широко применяют при различных операциях от­ делки. Поверхностно-активные вещества проявляют свойства сма­

228

чивателей, диспергаторов, эмульгаторов, солюбилизаторов, мою­ щих веществ, выравнивателей окрасок, пенообразователей, мягчи­ телей, антистатиков, стабилизаторов растворов окислителей.

Молекула поверхностно-активного вещества является полярным соединением, имеющим нитевидную структуру; она состоит из гид­ рофобного, не имеющего сродства к воде, углеводородного ради­ кала с длиной цепи 10—20 углеродных атомов и гидрофильной по­ лярной группы, способной присоединять молекулы воды за счет водородных связей и придающей веществу растворимость.

Гидрофобный радикал может быть радикалом жирного ряда (алкилом) или жирно-ароматическим.

В гидрофильной части молекулы могут содержаться группы: гидроксильные, сульфо-, сульфоэфирные, карбоксильные, полигли­

ионы поверхностно-активных веществ, состоящие из гидрофильных и гидрофобных частей, то такие молекулы или ионы способны на­ капливаться на поверхности раздела вода — газ, вода — нераство­ римая жидкость или вода — твердое тело вследствие того, что гид­ рофильные части молекул или ионов остаются в воде, а гидрофоб­ ные выталкиваются из нее (рис. 23). Молекулы или ионы этих веществ, находящиеся на поверхности воды, снижают силы взаимо­ действия между молекулами воды, уменьшают поверхностное натя­ жение воды. Способность поверхностно-активных веществ умень­ шать поверхностное натяжение называют поверхностной или ка­ пиллярной активностью.

кнерастворимым в воде веществам объясняются смачивающие, эмульгирующие, моющие, пенообразующие и другие свойства этих веществ.

Смачивателями называют вещества, водные растворы которых обладают большей способностью, чем вода, растекаться по поверх­ ности твердых тел, обладают большей, чем вода, смачивающей способностью. Повышение смачивающей способности водных рас­ творов ускоряет проникание их в капилляры волокон, что приводит

кускорению процессов отделки волокнистых материалов в рас­ творах. Волокна являются гидрофильными веществами, содержа­

229