3.3 Визначення масової концентрації двовалентного і тривалентного заліза

Метод оснований на тім, що сульфосаліцилова кислота утворить із солями заліза забарвлені з'єднання. У слабкокислому середовищі сульфосаліцилова кислота реагує тільки з тривалентним залізом (червоне забарвлення), а в слабколужному середовищі - із залізом тривалентним і двовалентним (жовте забарвлення).

В мірну колбу місткістю 50 см³ поміщають 1 - 30 см³ досліджуваної води. Масова концентрація заліза в цьому об'ємі повинна бути в межах від 0,005 до 0,050 мг. Потім приливають у колбу 10 см³ розчину сульфосаліцилової кислоти, 10 см³ розчину аміаку, розбавляють водою до мітки і перемішують. Вимірюють оптичну густину забарвлених розчинів на фотоелектроколориметрі в кюветі з робочою довжиною 30 мм на тлі «холостого» досліду, використовуючи синій світлофільтр. По оптичній густині знаходять масову концентрацію заліза на градуювальному графіку.

Загальну масову концентрацію заліза (Fe_заг.) у міліграмах на кубічний дециметр води розраховують за формулою:

(10.3)

де С - концентрація (по графіку), мг/дм³ ;

V - об'єм аналізованої проби, см³.

3.4 Визначення масової концентрації міді

Метод заснований на тому, що диетилдитіокарбонат натрію утворить з міддю в аміачних розчинах комплекс, забарвлений у жовтий колір при малому вмісті міді. Інтенсивність забарвлення пропорційна концентрації міді в аналізованій воді. Вплив інших іонів, що заважають, усувається зв'язуванням їх у комплекс трилоном Б.

У мірну колбу місткістю 50 см поміщають таку кількість досліджуваної води, щоб в ній містилося 0,01-0,08 мг міді. Значення рН повинне бути в межах від 6,5 до 8,0. Потім доливають у колбу 5 см розчину трилону Б, 0,5 см розчину аміаку, 5 см³ розчину диетилдитіокарбонату натрію, розбавляють водою до мітки і перемішують.

Вимірюють оптичну густину забарвлених розчинів на фотоелектрон-колориметрі в кюветі з робочою довжиною 20 мм на тлі «холостого» досліду, використовуючи синій світлофільтр (№4). По оптичній густині знаходять масову концентрацію міді на градуювальному графіку.

Масову концентрацію міді (Сu²⁺.) у міліграмах на кубічний дециметр води розраховують за формулою:

(10.4)

де С - концентрація (по графіку), мг/дм³ ;

V - об'єм аналізованої проби, см³.

3.5 Визначення масової концентрації хрому

Визначення шестивалентного хрому: пробу, після фільтрації, взяти в залежності від пропонуємої кількості шестивалентного хрому від 5 до 20 см³ і внести в мірну колбу місткістю 50 см³. Розбавити дистильованою водою до 30 см³. Довести рН розчину до 4-5, додаючи краплями розчин фосфорної кислоти або розчин їдкого натрію, в залежності від рН взятої для аналізу проби.

Виміряти рН розчину універсальним індикаторним папером. Обробити 2 см³ розчину дифенілкарбазиду. Перемішати, довести до мітки дистильованою водою. Дати постояти 15 хвилин і виміряти оптичну густину.

Внести пробу в кювету з товщиною поглинаючого шару 50 мм. На нефелометрі-колориметрі при зеленому світлофільтрі №6 при довжині хвилі 540 ± 5 нм виміряти оптичну густину.

Знайти по градуювальному графіку масову концентрацію хрому (загального і шестивалентного) в пробі.

Розрахунок масової концентрації загального хрому в 1 дм³ проводиться за формулою:

мг/дм³; (10.5)

де С – за графіком, мг/дм³ ;

V - аліквота, см³.

6.Вимоги до звіту

1. Звіт повинен мати теоретичні відомості, послідовність виконання роботи.

2. Зроблені всі досліди і виміри вказані в методичних вказівках, виконані необхідні розрахунки.

3. В кінці роботи необхідно зробити висновок про виконану роботу.

7.Техніка безпеки

1. Дотримуватись правил безпеки при використанні електричних приладів

2. Чітко дотримуватись ходу роботи згідно з методичними вказівками

8.Контрольні запитання

1. Класифікація природних вод.

2. Методи очищення води від механічних домішок.

3. Яка різниця між тимчасовою та загальною жорсткістю.

4. Які процеси проходять на катоді та аноді.

5. Формула для визначення жорсткості.

9.Література

1. Загальна хімічна технологія: Підручник / В.Т. Яворський, Т.В. Перекупко, З.О. Знак, Л.В. Савчук. – Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2005. – 552 с.

2. Мухленов И.П. Общая химическая технология. – М.;высшая школа,1984,-254с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11

ОДЕРЖАННЯ ПОЛІСУЛЬФІДНИХ КАУЧУКІВ АБО ТІОКОЛІВ

Мета роботи: в лабораторних умовах ознайомитися з процесом некаталітичної поліконденсації діхлоретана і тетрасульфіду натрію (одержати іюлісульфідний каучук або тіокол), а також перевірити стійкість тіокола до різних розчинників.

1. Теоретичні основи

До каучуків відносять високомолекулярні сполуки, які здатні під дією зовнішніх сил значно деформуватися і швидко повертати собі попередню форму після зняття навантаження.

У промисловості для синтезу каучуків використовують діенові вуглеводні з супряженим подвійним зв'язком, тобто подвійний зв'язок чергується з простим ( - С¹ = С² - С³ = С⁴ - ). Полімеризація таких вуглеводнів відбувається за рахунок активації крайніх вуглеводневих атомів (1 і 4) і "розкривання" супряженої системи

СН₂ = СН - СН = СН₂ - СН₂ - СН = СН - СН₂ - ,

а також за рахунок розриву подвійних зв'язків у положенні 1-2 або З - 4. У цьому випадку можливе наростання ланцюгів у бічних відгалуженнях:

С Н - СН₂

-СН₂-СН-СН₂-СН = СН-СН₂-

Основними мономерами для синтезу каучуків є бутадієн-1,3 (дивініл) та 2-метилбутадієн-1,3 (ізопрен). Високомолекулярні сполуки одержують двома основними методами: поліконденсацією або полімеризацією низькомолекулярних речовин.

Процес поліконденсації - це реакція з'єднання молекул двох або декількох різних мономерів, яка відбувається ступінчасто.

У загальному вигляді процес поліконденсації схематично можна подати так:

n(HR₁ -CH₂OH) + n(HR₂-CH₂OH) (R₁-CH2-R2-CH₂-)_n + nH₂O. (11.1)

Більшість реакцій поліконденсації відбувається з введенням каталізаторів.

Тіоколові каучуки одержують методом некаталітичної поліконденсації, яка відбувається спочатку в рідкій фазі, а потім при утворенні нової твердої фази - високомолекулярної сполуки (поліконденсату) - в гетерогенному середовищі Р-Т. Процес поліконденсації, як і всякий зворотний процес, характеризується константою рівноваги К і константами швидкості прямої і зворотної реакцій.

Константа К зворотних процесів дорівнює відношенню

К = К_П/К_зв., (11.2)

де К_п - константа швидкості реакції поліконденсації;

К_зв - константа швидкості зворотної реакції.

Фактична швидкість утворення високомолекулярної сполуки в результаті процесу поліконденсації може бути виражена рівнянням:

U = К_п (1-р )² - (К_пР d) / К = К_п [(1 – р )² - (_Р d) / К]. (11.3)

Тіоколи або полісульфідні каучуки одержують при взаємодії дігалогенопохідних вуглезоднів аліфатичного або ароматичного ряду (з галогенами на кінцях ланцюга) з полісульфідом натрію або іншими багатосірчистими металами:

nСl - R - СІ + nNa₂S_m -R-S_m-R-S_m-... + 2nNaCI. (11.4)

Частіше всього як вихідні речовини використовують діхлоретан СlСН₂-СН₂С1, ' - діхлордіетиловий ефір СlСН₂ - СН₂ - О - - СН₂ - СН₂С1, а також '- хлордіетиловий ефір діетиленгліколю

СlСН₂ - СН₂ - О - СН₂ - СН₂ - O - СН₂ -СН₂ - O - СН₂ - СlСН₂,

дісульфід натрію Na₂S і тетрасульфід натрію Na₂S_4.

Якщо використовують діхлоретан та тетрасульфід натрію, то реакція поліконденсації схематично виглядає так:

пС1СН₂ - СН₂ - СІ + nNa₂S₄

. . . - СН₂ - СН₂ - S - S - СН₂ - СН₂ - S - S -... + 2nNaCl .

S S S S

В результаті одержується полісульфідний каучук, який має ланку (CH₂CH₂S₄)_n- В зв'язку з тим, що на кінцях утворених проміжних продуктів є атоми хлору або натрію (наприклад СІ - СН₂ - СН₂ - S₄ - СН₂ - СН₂ - S₄ - Na), які легко взаємодіють між собою і з молекулами вихідних речовин, процес поліконденсації іде все далі і веде до утворення високомолекулярних сполук. Але по мірі росту маси реагуючих молекул процес поліконденсації уповільнюється і може зупинитися зовсім.