книги из ГПНТБ / Березин, Борис Иванович. Полиграфические материалы учебник для учащихся полиграфических техникумов

При 140—160° метаборная кислота переходит в пироили тепраборную кислоту:

4НВОг -* Н2В4О7 + Н2О

При красном калении борная кислота теряет всю воду и пе­ реходит в борный ангидрид:

При растворении в воде мета- и тетраборная кислоты, а так­ же борный ангидрид переходят в ортоборную кислоту.

Водные растворы борной кислоты (1:50) имеют слабо кис­

25° (Ki—термодинамическая константа диссоциации). В водном растворе борная кислота образует одновременно ионы, отвечаю­ щие орто-, мета- и пироформам; поэтому растворы Н3ВО3, НВОг и Н2В4О7 совершенно тождественны.

Получают борную кислоту разложением природных боратов серной кислотой, например ашарита 2MgO.B2O3.H2O, встречаю­ щегося среди гипсов и глин в виде залежей и рассеянных вкрап­ лений.

Кроме того, бор встречается в природе в виде буры и бор­ ной кислоты в грязевых сопках, озерных и буровых водах.

Измельченная руда заливается серной кислотой. При 80—90° борат почти полностью разлагается кислотой с образованием окиси магния и борной кислоты, последнюю отделяют на ваку­ ум-фильтре. Промытая борная кислота высушивается горячим воздухом при 90—100° в сушильном барабане и поступает на расфасовку.

Борная кислота (ГОСТ 2629—44) вырабатывается двух сор­ тов: I сорт — медицинская с содержанием Н3ВО3 не менее 99,5% и II сорт для технических нужд с содержанием Н3ВО3 не менее 98,5%. Примесями, главным образом, являются хлориды и сульфаты железа и тяжелых металлов. В медицинской бор­ ной кислоте не допускается присутствия мышьяка. Нераствори­ мый остаток в борной кислоте I сорта не более 0,005%, II сор­ та — не более 0,1 %.

Кислота борная для электролитических конденсаторов

(ГОСТ 5281—50) получается дополнительной перекристаллиза­ цией технической борной кислоты. Насыщенный при комнатной температуре раствор в дистиллированной воде должен быть со­

480

Полиграфические материалы

вершенно прозрачным, не должен содержать механических взве­ сей, мути или каких-либо веществ, придающих раствору хотя бы слабую окраску. Содержание борной кислоты в пересчете на су­ хое вещество должно быть не менее 99,5%.

Кислота борная улучшенная (ТУ МХП 2652—51) отличается повышенным содержанием борной кислоты (по сравнению с бор­ ной кислотой II сорта) и пониженным содержанием примесей.

Упаковка. Продукт упаковывается по ГОСТ 2629—44 в дере­ вянные бочки, вес нетто до 100 кг, фанерные барабаны, вес нетто до 70 кг, деревянные ящики, вес нетто до 50 кг, а также в двой­ ные мешки (внутренний бязевый и наружный джутовый), в льно­ пеньковые мешки, проклеенные креппованной бумагой внутри и снаружи, вес нетто 50 кг. Продукт по ГОСТ 5281—50 и ТУ МХП 2652—51 упаковывается в два вложенные один в другой трехили четырехслойных бумажных мешка, вес нетто 40—50 кг; меш­ ки помещают в деревянные или фанерные ящики, выложенные мешочной бумагой.

Применяется для производства специальных сортов стекла, эмалей, глазурей, при пайке и сварке металлов, в качестве добав­ ки к электролиту при электролитическом получении никеля, в медицине, в качестве консервирующего средства технических (непищевых) продуктов.

Применение борной кислоты в полиграфической промышлен­ ности. В фотомеханике: 1) борная кислота входит в состав ще­ лочных проявителей броможелатиновых пластинок и пленок. Добавка борной кислоты предохраняет негативы от пожелтения при продолжительном проявлении. Для этой цели обычно приго­ товляют 10%-ный раствор бромистого калия, насыщенный бор­ ной кислотой; 2) применяется вместо бромистого кальция в ка­ честве замедлителя; 3) входит в состав кислого фиксажа.

В гальванотехнике: 1) борная кислота входит в состав элек­ тролита для «быстрого» и «твердого» никелирования; 2) входит в состав кислого электролита для хромирования печатных ти­ пографских форм. В офсете входит в состав электролита при изготовлении биметаллических печатных форм.

В брошировочно-переплетных цехах 2—3%-ный раствор бор­ ной кислоты применяется в качестве консервирующего средства переплетного клея.

§ 158. УКСУСНАЯ КИСЛОТА

Уксусная кислота—одноосновная органическая кислота жир­ ного ряда. Безводная, или ледяная, кислота ■— кристаллическая, похожая на лед масса с температурами плавления 16,6°, кипе­ ния 118,5°. Удельный вес 1,049. Безводная уксусная кислота при

температуре выше 16,6° — бесцветная жидкость с характерным резким запахом, смешивается во всех отношениях с водой, спир­ том, эфиром, хлороформом, глицерином и многими другими жидкостями. Уксусная кислота в растворах диссоциируется на ионы. Константа электролитической диссоциации 1,8 • 10-5. Раз­ личают лесохимическую, синтетическую и биохимическую уксус­ ную кислоту.

Лесохимическую уксусную кислоту производят путем разло­ жения серной кислотой древесноуксусного порошка или экстрак­ цией ее растворителями из продуктов перегонки дерева.

Синтетическая кислота получается путем окисления кислоро­ дом воздуха в присутствии катализатора, ацетальдегида, кото­ рый в свою очередь образуется из ацетилена

zO

СН3-С\ + О -> СН3—СООН

ж

ацетальдегид кислород уксусная кислота

Биохимическая уксусная кислота получается уксуснокислым брожением спиртовых жидкостей (вино, слабый спирт) под вли­ янием жизнедеятельности некоторых бактерий (так называемого уксусного грибка). По этому способу получают преимуществен­ но столовый уксус (4—7%-ную кислоту), или винный уксус, который используется для пищевых целей.

Кислота уксусная лесохимическая (ОСТ НКЛес 235) выра­

батывается четырех марок: УКП — уксусная кислота чистая пи­ щевая, УКЧ — уксусная кислота чистая, УКО — уксусная кис­ лота очищенная и УК.Н — уксусная кислота техническая неочи­ щенная (табл. 32).

В пищевой кислоте УКП не допускается наличие более 0,5% муравьиной кислоты; удельный вес УКП 1,070—1,068.

В пищевой УКП и чистой УКЧ кислотах не допускается при­ сутствия серной кислоты и ее солей, соляной кислоты и ее солей, солей свинца и меди и содержание мышьяка.

Ледяная уксусная кислота содержит не менее 98% уксусной кислоты.

Кислота уксусная синтетическая (ОСТ НКТП 4191) выпус­

кается двух сортов. Сорт I имеет концентрацию не менее 97,5%, сорт II — не менее 98,5% и муравьиной кислоты не более 0,5% и 0,4% соответственно. I сорт содержит альдегидов не более 0,004%, II сорт —не более 0,1%; II сорт имеет так же примерно в два раза больше примесей сульфатов, хлоридов и пр.

Упаковка. Лесохимическую кислоту разливают в стеклян­ ные бутыли, вес нетто 20, 30 и 40 кг. Техническую кислоту мож­ но наливать в деревянные бочки по 200, 250 и 300 кг нетто. Син­ тетическую кислоту разливают в стеклянные флаконы с при­ тертыми пробками емкостью 20 л.

Пищевая уксусная кислота, предназначенная для розничной торговой сети, расфасовывается в трехгранные стеклянные бу­ тылки емкостью 40, 60, и 100 мл. На этикетке, наклеенной на бу­ тылке, делают надпись: «Опасно — обращаться осторожно».

Применяется в текстильной, химической и других отраслях промышленности.

В полиграфической промышленности применяется: 1) в галь­ ванотехнике для подкисления никелевых ванн; 2) в офсетном производстве для сенсибилизации цинковых пластин; 3) для вос­ становления восприимчивости литографского камня к жирным веществам (тушь, карандаш).

§159. МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА (Кислота оксипропионовая)

Молочная, или оксипропионовая, кислота — одноосновная ор­ ганическая оксикислота. Химически чистая молочная кислота — бесцветная сиропообразная жидкость. Удельный вес 1,2485. Тем­ пература плавления 18°. Растворяется в воде, спирте и эфире. В природе образуется при скисании молока, квашении капусты, созревании сыра и т. д. в результате жизнедеятельности молоч­ нокислых бактерий. Обнаружена в мышечной ткани и в крови животных организмов.

Молочная кислота (ГОСТ 490—41) получается при молочно­ кислом брожении сырья, содержащего углеводы. Выпускается двух видов: средней концентрации, имеющего общую кислот­

ность не менее 40%, и повышенной концентрации, имеющего об­ щую кислотность не менее 70%; каждый вид молочной кисло­ ты может быть трех сортов, различающихся содержанием молоч­ ной кислоты и допустимыми примесями: зола, азот (табл. 33).

Упаковка. Продукт разливают в стеклянные бутыли. Применяется как заменитель более дорогих кислот (лимон­

ной, винной), а также в производстве пищевых продуктов, в ме­ дицине, в текстильной промышленности, в кожевенном произ­ водстве. В полиграфической промышленности применяется в со­ ставе проявителей при изготовлении офсетных печатных форм позитивным способом и биметаллических печатных форм.

§ 160. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ КИСЛОТ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Прежде чем приступить к изготовлению растворов кислот нужно ознакомиться с правилами техники безопасности, изло­ женными в этом разделе.

Приготовление растворов кислот. По удельному весу можно узнать концентрацию кислоты, т. е. содержание НС1, H2SO4, HNO3 и т. д. Например, самая концентрированная соляная кис­ лота имеет удельный вес 1,2 и содержит 39,11% хлористого во­ дорода. Обычно употребляемая в лаборатории соляная кисло­ та имеет удельный вес 1,19 и содержит 37,23% хлористого во­ дорода.

Чтобы узнать, сколько нужно взять крепкой исходной кис­ лоты для получения раствора кислоты нужной концентрации, производят расчет.

Например, для того чтобы приготовить 1 л 5%-ного раствора соляной кислоты, исходя из имеющейся кислоты с удельным ве­ сом 1,19, по таблице узнают, что 5%-ный раствор соляной кис­ лоты должен иметь удельный вес 1,024; следовательно, 1 л ее бу­

484 Полиграфические материалы

дет весить 1,024 • 1000 = 1024 г; в этом количестве должно содер­ жаться чистого хлористого водорода:

Чтобы узнать, сколько нужно взять кислоты с удельным ве­

веса 1,19. Для этого 137,5 делят на 1,19 и получают результат — 115,5 мл. В сосуд наливают 115,5 мл соляной кислоты и доводят объем до 1 л, приливая воду.

Правила техники безопасности при работе с кислотами. 1. Ра­

ботать с концентрированными серной, азотной и соляной кисло­ тами нужно в защитных очках.

2.Концентрированная соляная и азотная кислоты дымят на воздухе, и поэтому работать с ними нужно в вытяжном шкафу.

3.При разбавлении серной кислоты водой следует осторожно

всегда вливать кислоту в воду, а не воду в кислоту, так как при смешении крепкой серной кислоты с водой происходит такое сильное разогревание, что иногда, если воды мало, она закипает, кислота разбрызгивается и может причинить ожоги.

4.При разбавлении водой азотной кислоты нужно соблю­ дать тот же порядок, как и с серной кислотой, так как проис­

ходит разогревание смеси, хотя и не такое сильное.

5.В случае попадания кислоты на кожу рук или лица нужно немедленно обмыть эти места большим количеством воды (стру­ ей из водопроводного крана), а затем нейтрализовать слабым раствором аммиака или соды.

6.При попадании кислоты на обувь и одежду нужно бы­

стро облить ее водой и нейтрализовать содой или нашатырным спиртом.

7. Разливать кислоту из больших бутылей в мелкую тару можно только с помощью специального станка (см. § 161).

8 Не разрешается переносить вручную большие бутыли с крепкими минеральными кислотами, в этих случаях нужно поль­ зоваться специальными тележками.

§ 161. ХРАНЕНИЕ КИСЛОТ

Большие запасы кислот разрешается хранить только в спе­ циальном каменном помещении, изолированном от рабочих це­ хов. Асфальтовый или земляной пол должен быть немного по­

катым к центру для отвода промывных жидкостей и разлитых кислот в сточную трубу. Хранить кислоты в помещении с камен­ ным полом не разрешается, так как даже при незначительном ударе об такой пол бутыль с кислотой может разбиться. Исполь­ зование деревянного пола недопустимо в пожарном отношении. В этой же кладовой обычно производится хранение и запасов

закрепленного особой собачкой в верти­ кальном положении футляра, подвешенного на горизонтальной

оси. В футляр вставляют корзину с бутылью, содержащей кис­ лоту, и непременно затягивают сверху прорезиненными поясами, чтобы исключить возможность выскальзывания бутыли из стан­ ка при выливании кислоты из бутыли. При нажиме на высокий стержень корзина с кислотой плавно наклоняется, и происходит розлив кислоты без ее разбрызгивания в мелкую тару. Нужно иметь в виду, что розлив кислоты из большой бутыли в мелкие неизбежно требует наклона всей бутыли, вследствие чего иногда может отколоться ее горловина или же от неосторожного толчка лопается бок бутыли и кислота разливается и разбрызги­ вается. Все это требует крайней осторожности в обращении

с кислотами.

Ни в коем случае нельзя хранить вместе с кислотами (осо­ бенно азотной) скипидар, нефтепродукты, спирты и другие ор­

ганические продукты.

Реактивную кислоту хранят в шкафах отдельно от других реактивов, причем периодически контролируют состояние ис­ правности и герметичности упаковки. Расходное количество сер­ ной, азотной и соляной кислот хранят в вытяжных шкафах.

Раздел двенадцатый

ЩЕЛОЧИ

§ 162. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЩЕЛОЧАХ

Основания — гидраты окислов (гидроокиси) металлов — мо­ гут быть нерастворимыми в воде, как, например, А1(ОН)3, Fe(OH)3, Cu(OH)2 и др., и хорошо растворимыми в воде, как, например, КОН, NaOH, Са(ОН)2, Ва(ОН)2 и др. Такие раство­ римые в воде гидраты окислов металлов называются щелочами.

Гидроокиси щелочных металлов, например, КОН, NaOH, LiOH, являются самыми сильными основаниями и называются едкими щелочами. Гидроокиси щелочноземельных металлов Са(ОН)2, Ва(ОН)2, Mg(OH)2 — более слабые основания.

Щелочи могут быть получены несколькими способами. 1. Взаимодействием некоторых металлов с водой:

Эти реакции идут с выделением водорода.

2. Взаимодействием с водой соответствующих окислов, на­ пример:

весьма гигроскопические вещества. Процесс их растворения со­ провождается выделением большого количества тепла. Хорошо растворяются в воде и в спирте.

Химические свойства щелочей. 1. Растворы щелочей окра­ шивают лакмус в синий цвет, фенолфталеин — в красный.

2. Растворы щелочей диссоциируются на положительно заря­ женный ион металла и отрицательно заряженный гидроксил-ион:

3. Взаимодействуют с кислотами, образуя соответствующую соль и воду, например:

4. Взаимодействуют с кислотными окислами, также с обра­ зованием соответствующих солей и воды:

(углекислый газ) кальций

5. Взаимодействуют с солями с образованием нерастворимо­ го основания и новой соли, например:

CuSOj + 2КОН- > |Cu(OH)2 + K2SO4 или

AI2(SO4)3 + 6КОН -> |2А1(ОН)з + 3K2SO4

Этими реакциями пользуются для получения нерастворимых оснований.

К щелочам также относится гидрат окиси аммония NH4(OH). На практике к щелочам относят более широкий круг химических соединений, например натровые и калиевые соли угольной кис­ лоты Na2CO3, К2СО3 (углекислые щелочи), буру Na2B4O7 и дру­ гие соли, образованные сильными основаниями и слабыми кис­ лотами и создающие в связи с этим большую концентрацию гид­ роксильных ионов в водном растворе.

Едкий натр, или гидроокись натрия,— сильное основание. Бе­ лая кристаллическая масса или куски. Удельный вес 2,3. Темпе­ ратура правления 318°. Образует кристаллогидраты с 1,2 и 3,5 молекулами воды.

На воздухе, поглощая воду, расплывается, в присутствии уг­ лекислого газа СО2 превращается в углекислый натрий Na2CO3, образующий на поверхности плотный слой, препятствующий дальнейшем}' поглощению влаги и углекислого газа.

Хорошо растворим в воде: при температуре 0° растворяется 29,6% едкого натра, при 18° — 51,7% и при 80° — 75,8%. Едкий натр растворим в спирте и глицерине. При 28° в этиловом спирте растворяется 29,6% едкого натра. Растворение едкого натра сопровождается большим выделением тепла. В воде почти пол­ ностью диссоциируется на ионы Na+ и ОН-, вследствие чего ед­ кий натр является сильным основанием; водородный показатель (pH) 1/10 N раствора едкого натра равен 13.

Энергично реагирует с растворами кислот (реакция нейтра­ лизации). Аналогичная реакция происходит с ангидридами кис­ лот, например:

С металлами, гидроокиси которых имеют амфотерный ха­ рактер (алюминий, цинк и др.), едкий натр образует в водных растворах соли (алюминаты, цинкаты и пр.), например:

2А1 + 2NaOH + 2Н-О -> 2NaA1O2 + ЗН2

Едкий натр омыляет жиры и масла с образованием натро­ вых солей жирных кислот, или мыл, и глицерина. Разъедающе действует на растительные и животные ткани.

Получается едкий натр электролитическим, известковым и ферритным способами.

Электролитический способ. Главную массу едкого натра по­ лучают электролитическим способом. При электролизе водного раствора хлористого натра (поваренной соли) на аноде выде­ ляется хлор, а на катоде — натрий; последний реагирует с водой и образует NaOH, реакция идет с выделением водорода.

Известковый способ заключается в кипячении гашеной изве­ сти с раствором обыкновенной соды: