Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия и технология производства добавок и вспомогательных веществ для полимеров. Лабораторный практикум
.pdf
Методика проведения анализа
1. Приготовление раствора Гануса. Для приготовления раствора
Гануса (раствор BrJ) 6,5 г измельченного йода помещают в мерную
колбу емкостью 1 дм3, прибавляют сначала 100 мл ледяной уксусной
кислоты и 8 г брома, а затем доливают уксусную кислоту до метки.
Содержимое колбы взбалтывают до полного растворения йода.
2. Определение йодного числа. Йодное число показывает,
сколько граммов галоида в пересчете на йод может присоединиться к
100 г данного вещества. Определение йодного числа основано на том,
что ненасыщенные алифатические соединения легко присоединяют по
месту разрыва двойной связи молекулу галоида. При этом хлор и бром
частично вступают в реакцию замещения. Йод же вступает в реакцию
присоединения очень медленно. Поэтому для определения степени
ненасыщенности применяют смесь галоидов: хлор - йод, бром - йод
или йодно-ватистую кислоту.
Метод основан на реакции анализируемого вещества с BrJ. В
две конические колбы с притертыми пробками берут навески
анализируемого вещества (по 0,3 – 0,5 г), взвешенные с точностью до
0,0002 г, растворяют их в 10 мл ацетона или другого растворителя и в
каждую колбу добавляют точно по 30 мл раствора Гануса. В третью
такую же колбу без навески (контрольный опыт) наливают 10 мл того
же растворителя и 30 мл раствора Гануса. Все три колбы хорошо
встряхивают и оставляют стоять на 15 мин при комнатной
температуре. По истечении указанного времени во все три колбы
добавляют по 20 мл 10 %-ного раствора йодистого калия, 100 мл
дистиллированной воды и после тщательного взбалтывания
оттитровывают непрореагировавший йод 0,1 Н раствором
тиосульфата натрия до появления желтой окраски. Затем добавляют 1
мл раствора крахмала и продолжают титрование до обесцвечивания
раствора.
Йодное число (И.Ч.) рассчитывают по формуле
И.Ч. = (а – b) ×0,01269 ×100 ∕ g ,
где а – количество 0,1 Н раствора тиосульфата натрия,
израсходованного на титрование в контрольном опыте, см3; b –
количество 0,1 Н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на
41
титрование пробы с навеской, см3; 0,01269 – количество йода,
соответствующее 1 мл точно 0,1 Н раствора тиосульфата натрия, г; g –
навеска анализируемого вещества, г.
Приготовление пероксофосфовольфраматного каталитического
комплекса
Реактивы: вольфрамат натрия, ортофосфорная кислота,
пероксид водорода (35%-ный).
Приборы, инструменты: химический стакан.
Методика проведения анализа
Пероксофосфовольфраматный каталитический комплекс
образуется in situ при смешении вольфрамата натрия (0,86 г),
ортофосфорной кислоты (0,75 г) и 35%-ного пероксида водорода (55,0
г)
Йодометрическое определение пероксида водорода в реакционной
массе в процессе эпоксидирования непредельных субстратов
Реактивы: 10%-ный водный раствор йодид калия, 0,1 Н раствор
тиосульфата натрия, приготовленный из фиксанала, ледяная уксусная
кислота (ГОСТ 19814-74), хлороформ (ГОСТ 20015-88), раствор
крахмала.
Приборы инструменты: конические колбы емкостью 250 см3;
химические стаканы; бюретка на 50 см3.
Методика проведения анализа
В коническую колбу емкостью 250 см3 с притертой пробкой
вводят навеску исследуемой смеси. Навеска растворяется в 10 см3
хлороформа, после чего в колбу добавляется 10 см3 ледяной уксусной
кислоты и 10 см3 10% раствора йодида калия. Колбу сильно
встряхивают и ставят в темное место при комнатной температуре на
20 мин. Выделившийся йод титруют 0,1 Н раствором тиосульфата
натрия в присутствии крахмала.
Содержание пероксида водорода определяют по формуле
42
m
ОН
22
% 100V0017,0
,
где ω
– процентное содержание пероксида водорода в навеске; V –
ОН
22
количество 0,1 Н раствора тиосульфата натрия, пошедшего на
титрование выделившегося йода, см3; m – масса навески, г; 0,0017 –
масса пероксида водорода, на титрование которой расходуется 1 см3
0,1 Н раствора тиосульфата натрия.
Методика определения эпоксидного кислорода
При определении содержания эпоксидного кислорода в
исследуемом веществе используется способность эпоксидной группы
легко и быстро поглощать хлористый водород с образованием
хлоргидринов:
O
+ HCl
OH
Cl
Реактивы: раствор 0,1 Н NaOH (KOH); 0,2-0,3 Н раствор
соляной кислоты в ацетоне.
Приборы, инструменты: конические колбы емкостью 250 см3;
химические стаканы; бюретка на 50 см3
Методика проведения анализа
В две предварительно взвешенные конические колбы на 100250 мл вносится по 0,3-0,7 г навески анализируемого вещества. К
навескам добавляется 20 мл раствора HCl в ацетоне, колбы плотно
закрываются, их содержимое перемешивается до растворения навески
и оставляется на 20 мин. Через 20 мин содержимое титруется 0,1 Н
раствором NaOH в присутствии фенолфталеина. Параллельно
титруется контрольная проба - 20 мл раствора HCl в ацетоне без
навески анализируемого вещества. Во избежание неточностей,
связанных с тем, что анализируемое вещество может иметь кислую
реакцию, титруется также навеска в чистом ацетоне (проба на
нейтрализацию). Контрольная проба и проба на нейтрализацию
титруются сразу.
43
Расчет содержания эпоксидного кислорода производится по
( ) 0, 1 6
п i
V m
m
формуле
V V V H k
к п i
X
0
m
i
,
где X – содержание эпоксидного кислорода в навеске; Vкп – объем
раствора NaOH, пошедшего на титрование контрольной пробы; Vi –
объем раствора NaOH, пошедшего на титрование навески; mi – масса
навески анализируемого вещества; V0 - объем раствора NaOH,
пошедшего на нейтрализацию количества анализируемого вещества,
равного массе навески.
V
0
,
0
где m0 – масса навески, растворенной в чистом ацетоне; Vп - объем
раствора NaOH, пошедшего на титрование пробы на нейтрализацию;
Н – нормальность раствора NaOH; k – поправочный коэффициент
раствора NaOH; m – масса навески анализируемого вещества; 0,16 –
коэффициент, указывающий, сколько граммов эпоксидного кислорода
соответствует 1мл 0,1 Н раствора NaOH.
Приложение 3
Метод определения кислотного числа
Кислотное число и содержание карбоксильных групп
определяют титрованием растворенной навески исследуемого
полимера щелочью. В зависимости от применяемого растворителя и
растворимости полимера используют спиртовый (этанольный) или
водный раствор щелочи. В качестве растворителя можно использовать
также спирто-бензольную или спиртово-эфирную смесь (1:1), ацетон,
диоксан и др. Кислотное число характеризуется числом мг КОН,
необходимым для нейтрализации карбоксильных групп,
содержащихся в 1 г анализируемого полимера.
Реактивы: 0,1 Н раствор KOH в абсолютизированном этиловом
спирте, абсолютизированный этиловый спирт, вода
дистиллированная, 0,1%-ный раствор тимолового синего в
абсолютном этиловом спирте, 1%-ный раствор фенолфталеина в
абсолютном этиловом спирте, растворители: смесь толуола или
44
бензола с абсолютным этиловым спиртом (2:1 по объему); хлороформ,
m
нейтрализованный в присутствии тимолового синего; ацетон; смесь
бензола с абсолютным этиловым спиртом (1:1 по объему).
Приборы, инструменты: пипетки объемом 25 – 50 см3; бюретки
емкостью 25 см3; колбы емкостью 250 см3.
Определение частичного кислотного числа полиэфира
Сущность метода определения частичного кислотного числа
заключается в нейтрализации раствора полиэфирной смолы раствором
едкого кали в абсолютном этиловом спирте в присутствии
индикатора. При этом определяют частичное кислотное число,
соответствующее нейтрализации всех карбоксильных групп
полиэфира, свободных кислот и половины свободных ангидридов,
содержащихся в 1 г полиэфирной смолы.
Методика проведения анализа
Для проведения анализа около 0,5-1 г смолы помещают в колбу
и приливают пипеткой 50 см3 растворителя. Закрыв колбу пробкой,
круговым вращением полностью растворяют смолу. Если смола в
течение 5 мин не растворится, то берут навеску и растворяют ее в
смеси из 50 см3 растворителя и 25 см
растворения смолы в колбу добавляют 5 капель индикатора и титруют
содержимое колбы 0,1 Н спиртовым раствором КОН до перехода
окраски из желтой в синюю. Синяя окраска должна сохраняться в
течение 15-20 с. Одновременно проводят контрольный опыт в тех же
условиях. Анализ проводят под тягой.
Частичное кислотное число (Х) в мг КОН на 1 г вычисляют по
формуле
X
3
ацетона. После полного
VV
61,5)(
0
,
где V – объем точно 0,1 Н раствора КОН, израсходованного на
титрование навески смолы, см3; V0 – объем точно 0,1 Н раствора КОН,
израсходованного на титрование контрольного опыта, см3; 5,61 –
масса КОН, содержащегося в 1 см3, мг; m – масса навески смолы, г.
45
Определение полного кислотного числа полиэфиров
m
Сущность метода определения полного кислотного числа
заключается в нейтрализации раствора полиэфирной смолы водным
раствором едкого кали в присутствии индикатора. При этом
определяют полное кислотное число, соответствующее нейтрализации
концевых карбоксильных групп полиэфира, свободных кислот и
ангидридов, содержащихся в 1г полиэфирной смолы.
Методика проведения анализа
Для проведения анализа около 0,5-1 г смолы, взвешенной с
погрешностью не более 0,0002 г, помещают в колбу и приливают
пипеткой 50 см3 растворителя. Закрыв колбу пробкой, круговым
вращением полностью растворяют смолу. После полного растворения
смолы в колбу добавляют 5-6 капель индикатора фенолфталеина и
титруют содержимое колбы 0,1 Н водным раствором КОН до
появления устойчивой розовой окраски. Анализ проводят под тягой.
Полное кислотное число (Х1) в мг КОН на 1 г вычисляют по
формуле
X
1
V
,
61,5
где V – объем 0,1 Н раствора КОН, израсходованного на титрование
навески смолы, см3; 5,61 – масса КОН, содержащаяся в 1 см3, мг; m –
масса навески смолы, г.
За результат анализа при определении полного или частичного
кислотного числа принимают среднее арифметическое двух
определений. Результаты анализа записывают в протокол, который
должен содержать следующие данные: а) наименование показателя
(полное или частичное кислотное число); б) наименование и марка
смолы; в) наименование и марка растворителя; г) обозначение
нормативно-технической документации; д) условия проведения
анализа; е) результаты анализа, среднее арифметическое.
46
Метод определения содержания гидроксильных групп
Метод основан на способности оксисоединений
взаимодействовать с уксусным ангидридом с образованием сложного
эфира:
ROH + (CH3CO)2O + C5H5N ROOC-CH3 + CH3COOH•NC5H5
Для ацетилирования применяют смесь уксусного ангидрида и
пиридина. Пиридин связывает выделяющуюся уксусную кислоту и
устраняет возможность гидролиза образующегося сложного эфира.
Соль пиридина устойчива в безводной среде и разлагается при
добавлении воды. Выделившуюся уксусную кислоту
отфильтровывают щелочью.
Реактивы: ангидрид фталевый (ч.д.а.), ангидрид уксусный
(ч.д.а., свежеперегнанный, Т
свежеперегнанный, Т
=114-1160С), вода дистиллированная, калия
кип.
=136-1400С), пиридин (ч.д.а.,
кип.
гидроокись (ч.д.а., 0,5 Н раствор в воде и 0,5 Н в метаноле), ацетон
(ч.д.а.), фенолфталеин (спиртовой раствор по ГОСТ 4919.1-77).
Посуда и оборудование: коническая колба объемом 200 или
250 см3, бюретка вместимостью 25 см3, мерный цилиндр объемом
25 см3, обратный холодильник; электрическая плитка, баня
жидкостная.
Смесь для фталирования готовят следующим образом: 14 г
фталевого ангидрида растворяют в 100 см3 пиридина. Хранят в сосуде
из темного стекла. Смесь для ацетилирования готовят следующим
образом: обезвоженный уксусный ангидрид и пиридин смешивают в
объемном соотношении 1:3. Хранят в сосуде из темного стекла не
более 2 суток.
Определение гидроксильного числа сложных полиэфиров
Массу навески выбирают по табл. П3.1 в зависимости от
величины ожидаемого гидроксильного числа. Если навеска более 2,5
г, ее растворяют в 5 см3 пиридина.
47
Таблица П3.1
Гидроксильное
Масса навески, г
Гидроксильное
Масса
20-30 6,5-8,0 100-150 1,8-2,0 30-40 5,0-7,0 150-200 1,3-1,5 40-50 4,5-5,5 200-300 0,7-0,9
Гидроксильное
Масса навески, г
Гидроксильное
Масса
50-60 3,7-4,2 300-400 0,4-0,6 60-80 3,3-3,7 400-600 0,25-0,35 80-100 2,3-2,7 600-1000
0,15-0,25
m
Гидроксильные числа сложных полиэфиров в зависимости от
массы навески
число, мг КОН/г
число, мг КОН/г
навески, г
Окончание табл. П3.1
число, мг КОН/г
число, мг КОН/г
навески, г
Методика проведения анализа
В колбу добавляют пипеткой 5 см3 смеси для ацетилирования,
перемешивают, присоединяют обратный холодильник и нагревают в
бане с температурой 100-950С в течение одного часа. Затем
охлаждают до 600С и добавляют через холодильник 10 см3
дистиллированной воды, осторожно перемешивают и нагревают в
течение 10 мин. После нагревания колбу с холодильником вынимают
из бани и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.
Конденсат, оставшийся в холодильнике, смывают в колбу с помощью
15 см3 ацетона. Затем снимают холодильник, добавляют 5 капель
фенолфталеина и титруют содержимое колбы 0,1 Н раствором
гидроокиси калия до появления розовой окраски, сохраняющейся в
течение 30 с. Одновременно проводят контрольный опыт в тех же
условиях. Для полиэфиров высокой молекулярной массы, не
растворяющихся в водном растворе КОН, используют метанольный
раствор.
Гидроксильное число (Х) в мг КОН/г полиэфира вычисляют по
формуле
X
VV
61,5)(
21
,
48
Гидроксильное
Масса
Гидроксильное
Масса
20-30 19-21 200-250 2,0-2,4 30-40 13-15 250-300 1,8-2,0 40-50 11-13 300-370 1,4-1,6 50-60 8-10 370-450 1,2-1,4
где V1 – объем точно 0,1 Н раствора КОН, израсходованного на
титрование контрольного опыта, см3; V2 – объем точно 0,1 Н раствора
КОН, израсходованного на титрование анализируемого раствора, см3;
5,61 – масса КОН, содержащаяся в 1 см3, мг; m – масса навески, г.
За результат анализа принимают среднее арифметическое
значение двух параллельных определений. Результат записывают с
точностью до: 0,1 мг КОН при гидроксильном числе до 100 мг КОН/г
и 1 мг КОН при гидроксильном числе свыше 100 мг КОН/г
Определение гидроксильного числа простых полиэфиров
Методика проведения анализа
Пробу полиэфира взвешивают в конической колбе с
погрешностью 0,001г. Массу навески выбирают по табл. П3.2 в
зависимости от величины ожидаемого гидроксильного числа. В колбу
добавляют пипеткой 25 см3 смеси для фталирования, перемешивают,
присоединяют обратный холодильник и нагревают в бане с
температурой 1150С в течение одного часа. После нагревания колбу с
холодильником вынимают из бани и охлаждают на воздухе до
комнатной температуры. Конденсат, оставшийся в холодильнике,
смывают в колбу с помощью 15 см3 пиридина. Затем снимают
холодильник, добавляют 5 капель фенолфталеина и титруют
содержимое колбы 0,5 Н раствором КОН до появления устойчивой
розовой окраски. Одновременно проводят контрольный опыт в тех же
условиях.
Таблица П3.2
Гидроксильные числа простых полиэфиров
в зависимости от массы навески
число, мг КОН/г
навески, г
число, мг КОН/г
49
навески, г
60-80 6,5-7,5 450-600 0,9-1,1 80-120 4,5-5,5 600-800 0,6-0,8 120-160 3,0-4,0 800-1000
0,5-0,7 160-200 2,6-3,0
За результат анализа принимают среднее арифметическое
значение двух параллельных определений. Результат записывают с
точностью до 0,1 мг КОН при гидроксильном числе до 100 мг КОН/г и
с точностью до 1 мг КОН при гидроксильном числе свыше 100 мг
КОН/г.
Методика определения эфирного числа
Эфирным числом (ЭЧ) называется число миллиграммов КОН,
необходимое для омыления эфирных групп в 1 г анализируемого
вещества. Эфирное число определяют обратным титрованием избытка
КОН раствором НСl после омыления эфиров.
Реактивы: 0,1 Н водный раствор КОН, 0,1 Н раствор НСl.
Приборы, инструменты: пипетки объемом 25 – 50 см3; бюретки
емкостью 25 см3; колбы емкостью 250 см3, обратный холодильник.
Методика проведения анализа
Эфирное число определяют в тех же пробах, что и кислотное.
При этом в колбы после определения кислотного числа приливают
дополнительно по 25 мл 0,1 Н водного раствора КОН, присоединяют к
колбе обратные холодильники, нагревают на кипящей водяной бане в
течение одного часа. После охлаждения содержимого колб щелочь, не
вступившую в реакцию, титруют 0,1 Н раствором НСl. Параллельно
проводят титрование смеси 25 мл ДМФА и 25 мл 0,1 Н раствора КОН
без анализируемого вещества (холостой опыт).
По данным обратного титрования рассчитывают эфирное число
по формуле
Kab
6,5)(
ЭЧ
g
,
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]