Аналіз каучуків

Дослід 1. Виявлення натуральною та інших каучуків. Кілька шматочків гуми поміщають у фарфорову чашку, заливають невеликою кількістю тетрахлорметану і залишають на 2 год. для набрякання. Потім доливають 4–5 крапель брому (для окислювання), а через 2–3 хв. додають 1 г фенолу і суміш нагрівають на водяній бані для видалення тетрахлорметану. Поява синього або червоно–фіолетового забарвлення вказує на присутність натурального каучуку.

У випадку бутадієнстирольного каучуку з’являється кремове забарвлення, хлоропренового – зелене, бутилкаучуку – слабо–фіолетове. Бутадієннітрильний каучук залишається безбарвним.

Дослід 2. Визначення хлоропренового каучуку. У елементарній ланці макромолекул каучуку є хлор –СН₂–ССl=СН–СН₂–, тому розпізнавання каучуку зводиться до виявлення сполуки хлору – хлороводню.

Шматочок каучуку або гуми нагрівають у пробірці. Піднесений до її отвору лакмусовий чи конго–папірець змінює своє забарвлення, а чорний папірець, змочений нітратом срібла, покривається білим нальотом. Як і у випадку полівінілхлориду, хлорину, хлоропреновий каучук легко установити по утворенню галогенвмісних летких сполук міді, які забарвлюють полум’я в зелений колір. Хлоропреновий каучук можна изначити по горінню.

Дослід 3. Виявлення силіконового каучуку. При нагріванні і спалюванні силіконового каучуку (гуми) утворюються леткі сполуки кремнію. Шматочок такого каучуку поміщають у пробірку і нагрівають у полум’ї. На стінках пробірки осаджується білий наліт. У ложечку для спалювання кладуть шматочок каучуку і вносять у полум’я. Через якийсь час каучук загоряється, і утвориться білий наліт на ложечці. Швидше загоряється каучук, якщо його внести тигельними щипцями в полум’я. Варто врахувати, що силіконовий каучук легко розпізнається і по характеру горіння. На відміну від інших каучуків силіконовий не горить кіптявим полум’ям.

Дослід 4. Утворення бутадієннітрильного каучуку (дослід проводять у витяжній шафі!). При сплавлянні каучуку з натрієм метал з’єднується з азотом і вуглецем, що входять до складу каучуку, і одержується ціанід натрію:

Na + (C) + (N) → NaCN

Потім ціанід натрію переводять у речовину синього кольору – берлінську лазур. Для цього додають сульфат заліза (II) і хлорид заліза (III):

FeSО₄ + 2NaCN = Fe(CN)₂ + Na₂SО₄

Fe(CN)₂ + 4NaCN = Na₄Fe(CN)₆

3Na₄Fe(CN)₆ + 4FeCl₃ = Fe₄[Fе(СN)₆]₃ + 12NаС1

У суху пробірку поміщають 5–6 дрібних шматочків каучуку або гуми і кілька дрібних шматочків натрію (2–3). Суміш сплавляють на слабкому полум’ї протягом 2 хв. (Обережно!). Гарячу пробірку опускають у невелику кількість води (6–7 мл), налиту у фарфорову чашку або склянку (пробірка лопається). Розчин кип’ятять близько 5 хв. і фільтрують.

До 2–3 мл фільтрату додають 5–6 крапель насиченого розчину сульфату заліза (II) і кип’ятять півхвилини. Потім доливають декілька крапель 10–процентного розчину хлориду заліза (III) і підкисляють розведеною соляною кислотою. Поява синьо–зеленого забарвлення, а іноді поступове утворення синього осаду підтверджує присутність нітрильного каучуку.

Дослід 5. Визначення сажі в гумі (дослід проводять у витяжній шафі!). 0,2 г дрібно нарізаної гуми поміщають у склянку на 100 мл, наливають 10 мл азотної кислоти ( = 1,4) і нагрівають її на азбестовій сітці доти, доки рідина не перестане пінитися. Чорна рідина вказує на присутність сажі. При виконанні досліду відбувається інтенсивне виділення оксиду азоту (IV).

Дослід 6. Відкриття сірки (дослід проводять у витяжній шафі!). Відкриття сірки зводиться до руйнування макромолекул, перетворенню сірки в сульфіди. Це можна здійснити різними способами. Дрібні шматочки каучуку сплавляють з натрієм (як і у випадку виявлення азоту в бутадієннітрильному каучуку). Отриманий фільтрат ділять на дві частини (по 1–1,5 мл). До однієї частини доливають небагато розчину свинцевої солі (ацетат або нітрат свинцю), з’являється темно–коричневий або чорний осад сульфіду свинцю:

Na₂S + Рb(СН₃СОО)₂ → PbS↓ + 2CH₃COONa

При розчиненні сплаву каучуку з натрієм у воді частково одержується гідроксид натрію, який із сіллю свинцю буде давати білий осад гідроксиду свинцю. Для його повного осадження беруть надлишок лугу: 1 мл фільтрату доливають до 2–3 мл 10–процентного розчину гідроксиду натрію, до якого попередньо додають кілька крапель розчину солі свинцю. До іншої частини фільтрату доливають кілька крапель свіжоприготованого розчину нітропрусиду натрію Na₂NOFe(CN)₅, з’являється яскраво–фіолетове забарвлення. Замість натрію можна сплавляти каучук або гуму з рівним по об’єму твердим гідроксидом натрію. Після фільтрування додають до фільтрату розчин солі свинцю. Для визначення сірки змочений сіллю свинцю фільтрувальний папірець підносять до отвору пробірки з каучуком, що нагрівається.

У натурального, бутадієнстирольного, бутадієннітрильного і хлоропренового каучуків визначається сірка (з’являється чорний осад Pb). Інші каучуки – поліізобутиленовий, ізопреновий, силіконовий і бутилкаучук – не дають реакції на сірку. Виявлення сірки в синтетичних каучуках пояснюється внесенням різних добавок (інгредієнтів), які містять у своїй сполуці сірку. У натуральному каучуку сірка біогенного походження (у натуральному каучуку значний відсоток білкових речовин). Слід мати на увазі, що не у всякому вулканізованому каучуку є сірка (деякі гуми одержують безсірковою вулканізацією, наприклад бутилкаучук).