МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ (РЕКОМЕНДАЦИИ) К ПРАКТИЧЕСКИМ И ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ по дисциплине МДК 03.01 Обеспечение качества продукции Методические указания для студентов всех специальностей техникума.

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Самарской области «Новокуйбышевский нефтехимический техникум» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ (РЕКОМЕНДАЦИИ) К ПРАКТИЧЕСКИМ И ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ по дисциплине МДК 03.01 Обеспечение качества продукции Методические указания для студентов всех специальностей техникума. Новокуйбышевск, 2017 Методические   указания   (рекомендации)   к   практическим   занятиям   по дисциплине «МДК 03.01 Обеспечение качества продукции»: метод. указ. для студентов, ГАПОУ СО «ННХТ» ­ Новокуйбышевск, 2017 г. Печатается по решению ПЦК СПО ГАПОУ СО «ННХТ» Составитель: Т.П.Кочнева, преподаватель  Данное   учебно­методическое   издание   предназначено   для   оказания   помощи обучающимся СПО при выполнении практических занятий  по всему курсу дисциплины «МДК 03.01 Обеспечение качества продукции». В заданиях для практических   занятий   изложено   четкое   описание   алгоритма   выполнения работы,   дан   перечень   используемого   оснащения,   список   литературы, раскрыты   основные   теоретические   сведения,   предложены   контрольные вопросы. 2 © ГАПОУ СО «ННХТ» ВВЕДЕНИЕ Методические   указания   по   выполнению   практических   работ разработаны  согласно рабочей программе МДК 03.01 Обеспечение качества продукции    18.02.06   «Химическая   технология органических веществ».   для   специальности   Практические работы направлены на овладение обучающимися видом профессиональной   деятельности:   Участие   в   работе   по   обеспечению   и улучшению   качества   технологических   процессов,   систем   управления, продукции и услуг, и соответствующих профессиональных компетенций (ПК):  Контролировать   и   вести   учет   расхода   сырья,   материалов, энергоресурсов,       полупродуктов, готовой продукции и отходов.  Контролировать   качество   сырья,   полуфабрикатов (полупродуктов) и готовой продукции.    Принимать   участие   в   разработке   мероприятий   по   снижению Выявлять и устранять причины технологического брака. расхода    сырья,  энергоресурсов и материалов.  С   целью   овладения   указанным   видом   профессиональной деятельности   и   соответствующим   профессиональным   компетенциям обучающийся в ходе освоения профессионального модуля должен: иметь практический опыт:  ­   рационального   использования   сырья,   материалов   и энергоресурсов, выявления и устранения причин брака; уметь:   ­ соблюдать нормы расхода сырья, материалов  и  энергоресурсов; ­   производить   расчеты   материального   и   теплового   балансов, расходных коэффициентов  по сырьевым и  энергетическим ресурсам;   ­ анализировать причины брака продукции; ­   принимать   участие   в   разработке   мероприятий     по   их предупреждению и ликвидации;  ­   применять   требования   нормативных   документов   к   основным видам сырья и  продукции; 3 знать:   ­ физико ­ химические свойства сырья и готовой продукции; ­   государственные   стандарты,   стандарты   организации   и технические условия на сырье и готовую продукцию;    ­ удельные расходные нормы по сырью, материалам; ­ виды технологического брака и пути его устранения; ­ влияние нарушения технологического режима и свойств сырья на качество готовой продукции. 4 Практическое занятие № 1 Тема: Изучить виды источников энергии Цель занятия: формирование представления об источниках энергии. Ход работы: Ответить на контрольные вопросы 1.   В   каких   странах   в   производстве   электроэнергии   наиболее   высока роль ТЭС, ГЭС и АЭС? 2.   Какие   страны   являются   лидерами   в   мире   по   производству электроэнергии в абсолютном объеме и на душу населения? 3. Какая страна является мировым лидером по производству пресной воды из морской? 4. Назовите крупнейшие по выработке электроэнергии каскады ГЭС в СНГ. 5.   Какие   два   экономических   района   России   обладают   наибольшими запасами гидроэнергетических ресурсов? 6. В каких угольных бассейнах СНГ уголь добывают преимущественно подземным, только подземным способом? 7. Назовите крупнейшие нефте­ и газоносные системы в СНГ 8. В каких странах СНГ и экономических районах России сооружены АЭС? 9.   В   каких   странах   СНГ   и   экономических   районов   России   более половины электроэнергии вырабатывается на ГЭС? 10. Сколько процентов от общего объема гидросферы приходится на ресурсы пресной воды? 11.   Какие   страны   относятся   к   числу   крупнейших   экспортеров   и импортеров электроэнергии в мире? Практическое занятие № 2 Тема: Изучить комплексное использование сырья Цель   занятия: формирование   представления   о   комплексном использовании сырья 5 Ход работы: Ответить на контрольные вопросы 1. Что   такое   сырье?   Какое   влияние   оказывает   качество   сырья   на производство продукции?  2.   Что   такое   полуфабрикат,   промежуточный   продукт,   побочный продукт, вторичное сырье, отбросы? Приведите примеры.  3. Что такое комплексная переработка сырья?  4.   Что   представляет   собой   минеральное   сырье,   рудное,   нерудное   и горючее сырье? Приведите примеры.  5. Для каких практических целей используются минеральные и горные породы?  6.   Что   представляет   собой   органическое   сырье?   На   какие   группы делится органическое сырье? Приведите примеры  7. Что такое месторождение полезных ископаемых?  8. Что представляет собой процесс добычи сырья? От каких факторов зависит способ добычи полезных ископаемых (открытый или закрытый)  9.   Охарактеризуйте   открытый   и   подземный   способы   добычи   сырья. (карьеры, ломки, прииски). Приведите примеры  10. Что такое обогащение сырья?  11. В чем заключается предварительная подготовка сырья? 12.   Охарактеризуйте   методы   обогащения   сырья:   механический, химический, физический и физико­химический. Практическое занятие № 3 Тема: Составление материального баланса Цель   занятия: приобрести   практические   навыки   по   расчету материального баланса 1. Ход работы:  Определить расходные коэффициенты извести и кокса в производстве технического   карбида   кальция   (ТКК),   имеющего   по   анализу   следующий состав: СаС2 =  А %, СаО =  Б %, С = В %, прочие примеси (ПП) = Г %. Расчет вести на 1000 кг технического продукта. Содержание в коксе: золы – Д %, летучих компонентов (ЛК) – Е %, влаги – Ж %, углерода – И %. Известь содержит   К   %   чистого   СаО.   Карбид   кальция   получается   по   следующей 6 реакции СаО + 3С  представлены в табл. 1.  СаС→ 2 + СО. Варианты решения контрольного задания Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 СаС2 (А) 78 77 78 76 76 77 77 77 77 77 78 77 78 76 76 77 77 77 77 77 Варианты решения контрольного задания Состав кокса, % Влага (Ж) 3 5 6 4 3 3 5 6 4 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 Состав ТКК, % С (В) 3 3 4 3 5 3 3 3 3 3 3 3 4 3 5 3 3 3 3 3 СаО (Б) 15 16 15 15 14 13 12 11 14 15 15 16 15 15 14 13 12 11 14 15 ПП (Г) 4 4 3 6 5 7 8 9 6 5 4 4 3 6 5 7 8 9 6 5 Зола (Д) 4 3 2 4 2 4 3 2 4 2 4 3 2 4 2 4 3 2 4 2 ЛК (Е) 4 3 3 4 2 4 3 3 4 2 3 3 3 2 2 2 2 4 4 4   Таблица 1 СаО в извести, С (И) 89 89 89 88 93 89 89 89 88 93 91 92 93 93 95 93 94 93 91 93 % (К) 96,5 96,0 97,0 96,4 96,6 96,5 96,0 97,0 96,4 96,6 96,5 96,0 97,0 96,4 96,6 96,5 96,0 97,0 96,4 96,6 2. Составить материальный баланс печи для сжигания серы. Расчет вести на   производительность   печи   по   сжигаемой   сере   в   кг/ч.   Процесс   горения описывается уравнением: S + O2 → SO2. Исходные данные приведены в табл. 3.   Исходные данные для решения контрольного задания № 2 Вариант Производительность Степень окисления Коэффициент избытка Таблица 3 1 2 3 4 5 6 печи, т/сутки 60 60 60 60 60 50 серы 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 воздуха 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,5 7 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20   50 50 50 50 55 55 55 55 55 60 60 60 60 60 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 1,4 1,3 1,2 1,1 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 Практическое занятие № 4 Тема: Составление теплового баланса Цель занятия: приобрести практические навыки по расчету теплового баланса Ход работы: 1. Составить   тепловой   баланс   генератора   водяного   газа   при газификации 1 т кокса, содержащего 93% (масс.) С; 4% (масс.) золы и 3% (масс.) Н2О и подаче 1575 кг водяного газа на 1 т кокса. При этом образуется 2190 кг водяного газа, содержащего 89.9% (масс.) СО, 1.94% (масс.) СО2 и 8.16% (масс.) Н2. Температура водяного газа на выходе из генератора 10000 С, температура подаваемого кокса 250 С и водяного пара 1000 С. 2. Составить   тепловой   расчет   кристаллизации   плава   аммиачной селитры в грануляционной башне. Исходные данные: Температура воздуха на входе в гранбашню 300 С, на выходе 600 С; в башню поступает на 1000 кг аммиачной   селитры   1015.21   кг   плава,   содержащего   98.5%  NН4NО3; температура   плава,   поступающего   в   башню,   1500   С;   температура   гранул, выходящих из башни, 800 С. Расчет ведется на 1000кг аммиачной селитры. 3. Составить тепловой расчет колонны синтеза мочевины. Исходные данные:   Температура   реагентов,   поступающих   в   колонну   синтеза,   0   С: жидкого аммиака 105, диоксида углерода 35; температура в колонне синтеза 2000   С,   критическая   температура   аммиака   132.90   С.   Энтальпия   жидкого 8 аммиака,   кДж/кг:   939.9   при   132.90   С   и   553.12   при   1050   С.   Зависимость теплового   эффекта   реакции   конверсии   карбамата   аммония   от   избытка аммиака при 155 –2000 С 14 Избыток аммиака от стехиометрического 0 50 100 200 300 Тепловой эффект, кДж/кмоль 14235 13308 18422 20515 22609 Количество  исходных  реагентов и  продуктов  реакции  принимаем  согласно материального   баланса.   Расчет   ведется   на   1000   кг   готового   продукта Материальный баланс получения мочевины (на 1000кг продукта)  Практическое занятие № 5 Тема: Определить выход продукта Цель   занятия: изучение   эффективности   очистки   различного оборудования. Ход работы: Решить задачи. 1. При взаимодействии натрия количеством вещества 0, 5 моль с водой получили водород объёмом 4,2 л (н. у.). Вычислите практический выход газа (%). 2. Металлический   хром   получают   восстановлением   его   оксида Cr2O3 металлическим   алюминием.   Вычислите   массу   хрома,   который   можно получить при восстановлении его оксида массой 228 г, если практический выход хрома составляет 95 %. 3. Определите, какая масса мели вступит в реакцию с концентрированной серной кислотой для получения оксида серы (IV) объёмом 3 л (н.у.), если выход оксида серы (IV) составляет 90%. 4. К   раствору,   содержащему   хлорид   кальция   массой   4,1   г,   прилили раствор,   содержащий   фосфат   натрия   массой   4,1   г.   Определите   массу полученного осадка, если выход продукта реакции составляет 88 %. Практическое занятие № 6 Тема: Подбор параметров ХТП Цель занятия: формирование представления о подборе параметметров 9 ХТП. Ход работы: 1. Обоснование   выбора   катализатора   для   конкретного   химико­ технологического процесса.  2. условий. Расчет константы равновесия и скорости реакции для заданных Вопросы для самоконтроля: 1. Характеристика   гомогенных   и   гетерогенных,   обратимых   и необратимых химико­технологических процессов. 2. 3. Стадии химико­технологических процессов, основная стадия.  Катализ. Механизм действия катализаторов.  Практическое занятие № 7 Тема: Изучить обеспечение максимального выхода конечного продукта Цель занятия: Изучение обеспечение максимального выхода конечного продукта Ход работы: 1. Подбор   параметров   химико­технологического   процесса, обеспечивающих максимальный выход готового продукта.  Вопросы для самоконтроля: 1. Факторы,   влияющие   на   скорость   химико­технологического процесса и выход продукта. Практическое занятие № 8 Тема: Расчет основных показателей ХТП Цель занятия: научиться рассчитывать основные показатели ХТП Ход работы: 1. 2. Составление материального и теплового баланса по реакции.  Определение выхода готового продукта с учетом концентрации исходных веществ.  3. Расчет   константы   равновесия   и   скорости   реакции   по   заданным условиям.  Вопросы для самоконтроля: 1. Классификация химико­технологических процессов (ХТП).  10 2. 3. 4. 5. 6. 7. Основные показатели химико­технологического процесса.  Материальный и тепловой балансы.  Термодинамические характеристики химических процессов.  Стадии химико­технологических процессов, основная стадия.  Принцип Ле­IIIателье.  Взаимосвязь   равновесных   выходов,   концентраций,   степеней превращения и констант равновесия. 8. Факторы,   обеспечивающие   повышение   равновесных   выходов   и степеней превращения. Лабораторная работа № 1 Тема: Определение содержания влаги в нефтехимическом сырье. Цель   занятия: Определить   содержание   влаги   в   нефтехимическом сырье. Ход работы: Определение   влажности   анализируемого   нефтехимического   сырья является   обязательной   операцией   при   количественной   оценке   выхода продукта. Содержание воды находится при высушивании усредненной пробы сырья в сушильном шкафу или методом Дина­Старка. Метод Дина­Старка основан,   как   и   выделение   сырья,   на   отгонке   двух   нерастворимых   и невзаимодействующих между собой жидкостей: находящейся в сырье воды и используемого при анализе бензина.  Навеску измельченного сырья, взвешенную с точностью до 0,0001 г, и 200–300   мл   бензина   помещает   в   колбу   емкостью   1   л.   Она   закрывается ловушкой Дина­Старка, снабженной обратным холодильником, и нагревается. Отгонку ведут со скоростью 2–4 капли в минуту, до тех пор, пока объем воды в ловушке не перестанет увеличиваться. После охлаждения замеряют объем отогнанной   воды   в   ловушке.   Влажность   нефтехимического   сырья рассчитывают   по   формуле   Х   =   М   *   100   /   m,   (1)   где   Х   –   влажность нефтехимического сырья, %; М – масса образовавшейся воды в ловушке, г; m – масса навески нефтехимического сырья, г.  Коэффициент сухости находится по формуле К = 100 ­ Х / 100.  СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ Отчет о лабораторной работе оформляется каждым студентом. Текст пишется   темными   чернилами,   эскизы   могут   выполняться   карандашом, графики результатов экспериментов строятся в масштабе. 11 Содержание отчета излагается в порядке, указанном в работе, и должно включать: ­ название работы, цель работы, краткое содержание; ­ краткие выводы по работе. Законченные   и   оформленные   отчеты   студенты   предъявляют преподавателю, до начала выполнения следующей работы.  Контрольные вопросы  1. Определение влажности сырья.  2.   Сущность   метода   определение   влажности   сырья.   3.   Свободная   и связанная влага.  4. Коэффициент сухости. Лабораторная работа № 2 Тема: Определение массовой доли азота в карбамиде. Цель занятия: Определить массовую долю азота в карбамиде. Ход работы: ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЙ МЕТОД Метод   заключается   в   разложении   карбамида   серной   кислотой   до сульфата   аммония,   нейтрализации   избытка   серной   кислоты,   добавлении формалина   и   титровании   раствором   гидроокиси   натрия   выделившейся   во время   реакции   серной   кислоты   в   количестве,   эквивалентном   количеству азота. Аппаратура, реактивы Допускается применение импортной аппаратуры по классу точности и реактивов по качеству не ниже отечественных. Цилиндры 1(3)­50 по ГОСТ 1770­74  . Пипетки 2­2­5 по ГОСТ 20292­74. Бюретка 3­2­50 по ГОСТ 20292­74. Весы   лабораторные   общего   назначения   2­го   класса   точности   с наибольшим пределом взвешивания 200 г. Набор гирь Г­2­210 по ГОСТ 7328­82  *. 12 Шкаф   сушильный   электрический   с   диапазоном   регулирования температуры от 40 до 200 °С. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709­72  . Кислота серная по ГОСТ 4204­77   концентрированная и раствор  концентрации 0,5 моль/дм . Натрия   гидроокись   по ГОСТ   4328­77  ,   раствор   концентрации  (NaOH)=1 моль/дм  готовят по ГОСТ 25794.1­83   и раствор концентрации  (NaOH) =5 моль/дм . Формалин технический по ГОСТ 1625­75*, раствор с массовой долей 30%, перед употреблением нейтрализованный по фенолфталеину до слабо­ розовой окраски. Фенолфталеин (индикатор), спиртовый раствор с массовой долей 1%; готовят по ГОСТ 4919.1­77  . Индикатор кислотно­основной смешанный (рН 5,4); готовят по ГОСТ 4919.1­77  . Карбамид,   свободный   от   биурета,   по ГОСТ   6691­77  ,   ч.д.а.,   сушат   при температуре 100­105 °С в течение 1 ч. Определение   коэффициента   поправки   раствора   гидроокиси   натрия концентрации  (NaOH)=1 моль/дм . Для   установления   коэффициента   поправки   раствора   гидроокиси натрия   проводят   испытания   в   соответствии   с   п.2.3,   применяя   карбамид, приготовленный по п.2.1. Коэффициент поправки (К) вычисляют по формуле , (1) где m ­ масса карбамида, г; V ­   объем   раствора   гидроокиси   натрия   концентрации  c(NaOH)=1 моль/дм3, израсходованный на титрование, см . Проведение испытания 1 г испытуемой пробы (результат взвешивания в граммах записывают с точностью до четвертого десятичного знака) помещают в коническую колбу 13 из термостойкого стекла вместимостью 250 см3 и растворяют в 20 см3 воды. Прибавляют пипеткой 5 см3 концентрированной серной кислоты, закрывают колбу   стеклянной   воронкой   или   полой   грушевидной   стеклянной   пробкой, осторожно нагревают на электроплитке  до кипения и кипятят до полного прекращения   выделения   углекислого   газа   и   до   появления   белых   дымов серной   кислоты.   Затем   содержимое   колбы   охлаждают,   обмывают   водой пробку, собирая промывные воды в колбу, добавляют 50 см3 воды, 5 капель смешанного   индикатора   и   нейтрализуют   избыток   кислоты   раствором гидроокиси натрия концентрации c(NaOH)=5 моль/дм3, избегая его избытка. Далее нейтрализуют раствором гидроокиси натрия концентрации c(NaOH)=1 моль/дм3 до серую. К   нейтрализованному   раствору   прибавляют   20   см3 раствора   формалина, перемешивают и дают раствору постоять в течение 2 мин. Затем добавляют 5 капель   раствора   фенолфталеина   и   титруют   выделившуюся   кислоту раствором   гидроокиси   натрия   концентрации c(NaOH)=1   моль/дм3 до перехода окраски раствора в красную, не исчезающую в течение 1­1,5 мин. перехода окраски   раствора       в   Обработка результатов Массовую   долю   азота   (X)   в   процентах   вычисляют   по   формуле , (2) где V1 ­   объем   раствора   гидроокиси   натрия   концентрации  (NaOH)=1 моль/дм , израсходованный на титрование, см ; K ­   коэффициент   поправки   раствора   гидроокиси   натрия концентрации c=(NaOH)=1 моль/дм3; m1 ­ масса испытуемой пробы карбамида, г; ­ массовая доля воды в карбамиде, %; 14,0067 ­ атомная масса азота, г/моль. За   результат   определения   принимают   среднее   арифметическое результатов   двух   параллельных   определений,   допускаемое   расхождение между   которыми   не   должно   превышать   0,2%   при   доверительной вероятности P=0,95. Результат определения округляют до первого десятичного знака. ДИСТИЛЛЯЦИОННЫЙ МЕТОД 14 Определение   проводят   по   ГОСТ   20851.1­75   (метод   9)   со   следующими уточнениями: допускается применение импортной аппаратуры по классу точности и реактивов по качеству не ниже отечественных; масса испытуемой пробы должна быть 0,2 г; концентрация серной кислоты 0,2 моль/дм ; объем серной кислоты 50 см ; результат испытания пересчитывают на сухое вещество; допускаемое   расхождение   между   результатами   параллельных определений не должно превышать 0,2%; результат определения округляют до первого десятичного знака. При   разногласиях   в   оценке   определения   азота   используют дистилляционный метод. Лабораторная работа № 3 Тема: Определение фосфора в фосфорорганических соединениях. Цель   занятия: Определить   фосфор   в   фосфорорганических соединениях. Ход работы: Метод измерений содержания общего фосфора и фосфора фосфатов заключается во взаимодействии ионов ортофосфатов с ионами молибдата в присутствии сурьмы как катализатора с образованием комплекса фосфорно­ молибденовой   гетерополикислоты   и   его   восстановлении   аскорбиновой кислотой   с   последующим   фотометрическим   определением   полученного окрашенного   соединения.   Для   определения   общего   фосфора   пробы подвергают   предварительной   минерализации   всех   фосфорсодержащих веществ   надсернокислым   аммонием   в   среде   серной   кислоты.   Оптическую плотность образовавшегося соединения измеряют при длине волны 690 нм. Приготовление рабочего градуировочного раствора с номинальной мг/дм концентрацией   фосфора   массовой   2,5   Рабочий   градуировочный   раствор   готовят   из   стандартного   образца   (СО) состава   растворов   фосфат­ионов   (5.3)   с   номинальной   массовой 15 концентрацией   фосфат­иона,   например,   равной   0,1   г/дм ,   следующим образом. Для   приготовления  100  см  рабочего   раствора   с  массовой   концентрацией фосфора 2,5 мг/дм  в мерную колбу номинальной  вместимостью  100 см градуированной   пипеткой   вносят   7,7   см  раствора   СО   номинальной массовой концентрации фосфат­ионов, равной 0,1 г/дм , и доводят объем   в   колбе   раствора   дистиллированной   водой   до   метки. Приготовление растворов Для   приготовления   градуировочных   растворов   в   мерные   колбы вместимостью 50 см каждая с внесенными в каждую колбу примерно 20 см3 градуировочных   дистиллированной воды градуированной пипеткой добавляют 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 см3 рабочего градуировочного раствора, прибавляют по 5 см3 смешанного реактива, перемешивают и доводят объем раствора в каждой колбе  дистиллированной   водой   до  метки. Получают  растворы   с  массовой концентрацией   фосфора   0,0;   0,025;   0,05;   0,1;   0,2;   0,3;   0,4   мг/дм3. Градуировочный раствор с массовой концентрацией фосфора, равной нулю, является холостой пробой для градуировки. Градуировочные растворы готовят в день использования. Градуировка прибора Спустя   15   мин   после   приготовления   градуировочных   растворов измеряют   оптическую   плотность   растворов   на   спектрофотометре   или фотоэлектроколориметре при длине волны, равной (690±20) нм, в кювете с толщиной   оптического   слоя   25;   30   или   50   мм   относительно дистиллированной воды. Измерение   оптической   плотности   повторяют   не   менее   двух   раз,   и рассчитывают   среднеарифметическое   значение   оптической   плотности   для каждого градуировочного раствора. Устанавливают   градуировочную   характеристику   в   виде   зависимости оптической   плотности   от   массовой   концентрации   фосфора   в градуировочных растворах. Рассчитывают   коэффициент   градуировочной   характеристики аналогично используя формулу (1). 16 Контроль   приемлемости   градуировочной   характеристики   проводят   аналогично Контроль стабильности градуировочной характеристики – аналогично Проведение измерений Для определения общего фосфора в термостойкую колбу или стакан помещают аликвоту анализируемой пробы. Далее в колбу добавляют дистиллированную  воду так, чтобы общий объем аликвоты пробы и дистиллированной воды составил примерно 50 см   в колбе, стакане или пробирке установки (или примерно 30 см  в емкости (флаконе) из боросиликатного стекла), а содержание фосфора составило от 0,025 до 0,4 мг/дм . Прибавляют 1 см  раствора серной кислоты с массовой долей 38% и 0,4 г надсернокислого аммония. Раствор кипятят до тех пор, пока в колбе, стакане или пробирке установки не останется примерно 10 см3 раствора. После   охлаждения   в   пробу   прибавляют   одну   ­   две   капли   раствора фенолфталеина   и   раствор   гидроокиси   натрия   до   появления   слаборозовой окраски.   Затем   раствор   обесцвечивают   прибавлением   раствора   серной кислоты. Реакционную   смесь   фильтруют   в   мерную   колбу   вместимостью   50   см , ополаскивая   реакционную   колбу   или   стакан   (емкость   (флакон)   при использовании   автоклава)   и   фильтр   небольшим   количеством дистиллированной   воды,   затем   добавляют   5   см  смешанного   реактива   и доводят   объем   раствора   в   колбе   до   метки   дистиллированной   водой. Примечание   ­   При   необходимости   устранения   мешающего   влияния арсенатов, за 10 мин до добавления смешанного реактива добавляют 1 см3 раствора   серноватистокислого   натрия.   Измерение   оптической   плотности такой   пробы   следует   провести   не   более   чем   через   10   мин. Через 15 мин измеряют оптическую  плотность  окрашенного  раствора  при длине волны (690±20) нм. Определение фосфора фосфатов проводят, поместив в мерную колбу аликвоту   профильтрованной   пробы,   в   зависимости   от   предполагаемого содержания фосфатов. Метрологические характеристики 17 Настоящий   метод   обеспечивает   получение   результатов   измерения   с метрологическими   характеристиками,   не   превышающими   значений, приведенных   в   таблице   3,   при   доверительной   вероятности P=0,95. Таблица 3 Диапазон измерений массовой концентрации общего фосфора и фосфора фосфатов, мг/дм От 0,025 до 0,10  включ. Св. 0,10 до 0,4  включ. Св. 0,4 до 10  включ. Св. 10 до 1000  включ. Предел Предел Показатель точности повторяемости (относительное воспроизводимости (относительное значение (границы относительной значение расхождения между двумя результатами параллельных определений, полученными в расхождения между двумя результатами определений, полученными в условиях воспроизводимости при  , % 0,95),  условиях повторяемости при  0,95),  , % В питьевой и природной воде 40 56 30 24 20 42 34 28 В сточной воде погрешности* при вероятности  0,95) ,  ,% 40 30 24 20 30 42 От 0,10 до 0,4  включ. Св. 0,4 до 10  включ. Св. 10 до 1000  включ. * Установленные численные значения границ относительной погрешности соответствуют  численным значениям расширенной неопределенности (в относительных единицах) при  коэффициенте охвата  30 24 20 34 28 24 20 2. Лабораторная работа № 4 Тема:  Определение   галоидов   в   галогеносодержащих   органических продуктах 18 Цель   занятия: Определить     галоиды   в   галогеносодержащих органических продуктах  Ход работы: Реакция   Бейльштейна   на   галогены. При   прокаливании галогеносодержащего   органического   вещества   с   оксидом   меди   (II) происходит его окисление, причем галогены (кроме фтора) образуют с медью летучие галогениды, окрашивающие пламя в ярко­зеленый цвет. Петлю   медной   проволоки   прокаливают   в   пламени   горелки   до прекращения  окрашивания  пламени  и  образования  на  поверхности  черного налета оксида меди (II):  2Сu + О2 ® 2СuО  Остывшую   петлю   смачивают   хлороформом   или   тетрахлоридом углерода,   а   затем   снова   вносят   в   пламя   газовой   горелки.   Сначала   пламя становится светящимся благодаря сгоранию углерода, а потом окрашивается в ярко­зеленый цвет:  2СНС13 + 5СuО ® СuС12 + 4СuС1 + 2СО2 + Н2О  Для очистки проволоку смачивают соляной кислотой и прокаливают. Метод   Степанова   галогенов   действием металлического   натрия   на   спиртовой   раствор   органического вещества).Для   определения   галогена   в   органическом   веществе   его восстанавливают   водородом   в   момент   выделения,   при   этом   галоген отщепляется в виде аниона, который можно открыть качественной реакцией с нитратом серебра. (определение   В пробирку наливают 2—3 мл этилового спирта и добавляют 1 каплю хлороформа   или   другого   галогеносодержащего   органического   вещества (тетрахлорид углерода, йодоформ и др.). В полученную смесь вносят кусочек металлического   натрия   величиной   с   небольшую   горошину.   Начинается энергичная реакция, сопровождающаяся выделением водорода, причем часть водорода в момент выделения участвует в восстановлении хлороформа:  2С2Н5ОН + 2Na ® 2C2H5ONa + 2[Н] СНС13 + 6[Н] ® 3НС1 + СН4  НС1 + C2H5ONa ® NaCl + С2Н5ОН  Пробирку   закрывают   пробкой   с   прямой   газоотводной   трубкой   и поджигают выделяющийся водород. 19 После окончания выделения водорода и полного растворения натрия к реакционной   смеси   добавляют   2   мл   дистиллированной   воды.   Избыток алкоголята натрия реагирует с водой с образованием гидроксида натрия:  C2H5ONa + Н2О ® С2Н5ОН + NaOH  В   воде   также   растворяется   белый   осадок   хлорида   натрия,   плохо растворимый в этиловом спирте. Необходимо отметить, что в присутствии щелочи нельзя обнаружить хлорид­ион реакцией с нитратом серебра, так как при его добавлении будет образовываться бурый осадок гидроксида серебра. Поэтому   полученный   щелочной   раствор   подкисляют   несколькими   каплями концентрированной азотной кислоты (контроль по лакмусовой бумаге) и к кислому   раствору   добавляют   несколько   капель   1%­ного   раствора   нитрата серебра. Наблюдают выпадение белого творожистого осадка хлорида серебра:  NaCl + AgNО3 ® NaNO3 + AgCl ˉ Необходимо помнить, что при выполнении опыта нельзя брать избыток хлороформа,   так   как   хлороформ,   не   прореагировавший   с   водородом,   при разбавлении реакционной смеси водой дает стойкую белую эмульсию, которая в дальнейшем будет маскировать появление белого осадка при проведении качественной реакции с нитратом серебра. Лабораторная работа № 5 Тема: Идентификация спиртов по физическим показателям: плотности, коэффициенту рефракции, температуре кипения и др. Цель занятия: Идентифицировать спирты по физическим показателям: плотности, коэффициенту рефракции, температуре кипения и др. Ход работы: Реактивы (в расчете на одно рабочее место):  1 Исследуемое вещество (твердое и жидкое) 2   Растворители   (вода,   разбавленная   соляная   кислота,   разбавленный гидроксид натрия, петролейный эфир и др.)  Посуда и приборы (в расчете на одно рабочее место):  1 Капилляры 2  2 Стеклянная трубка 1  3 Прибор для определения температуры плавления  1  4 Ступка с пестиком 1 5 Спиртовка 1  20 6 Установка для определения температуры кипения 1  7 Набор ареометров 1  8 Цилиндр (50 см3 и 100 см3 ) 2  9 Воронка 1  10 Рефрактометр 1  11 Индикаторная бумага универсальная 1  12 Предметное стекло 1  13 Пробирки 1 0  14 Фильтровальная бумага 1  Температура плавления  Температурой плавления вещества называют температуру, при которой оно из твердого состояния переходит в жидкое (расплавленное). Определение температуры   плавления   проводят   нагреванием   вещества   в   тонкостенном капилляре,   запаянном   с   одной   стороны.   Перед   наполнением   капилляра вещество   сушат   и,   соблюдая   меры   безопасности,   растирают.   Капилляр заполните, погружая его на 2…4 мм в вещество, уплотните, бросая запаянным концом до высоты 0,5 см через вертикально стоящий стеклодрот (стеклянная трубка)   на   твердую   поверхность.   Заполненный   капилляр   прикрепите   к термометру   так,   чтобы   проба   вещества   находилась   на   уровне   сере­   дины шарика   термометра.   Термометр   с   капилляром   поместите   в   прибор   для определения   температуры   плавления.   Нагрев   ведут   медленно.   Когда исследуемое   вещество   начинает   заметно   сжиматься   и   мокнуть,   нагрев прекратите.   Началом   плавления   считают   появление   первой   капли   в капилляре,   а   окончанием   –   исчезновение   последних   кристаллов   вещества. Этот интервал характеризует температуру плавления. Для чистых веществ он обычно   не   превышает   0,5   °С.   Наличие   примесей   понижает   температуру плавления.  Температура кипения  Кипение – это процесс интенсивного испарения жидкости не только с ее свободной поверхности, но и во всем ее объеме внутрь образующихся при этом   пузырьков   пара.   Любая   жидкость   характеризуется   определенной температурой кипения. В отличие от температуры плавления эта константа зависит   от   давления:   жидкость   начинает   кипеть   тогда,   когда   давление   ее паров   становится   равным   атмосферному   давлению.   Температуру   кипения определяют как в жидкой, так и паровой фазе. Определение в паровой фазе дает   более   точный   результат.   Пределы   значений   температуры   кипения 21 являются   хорошим   показателем   для   суждения   о   чистоте   вещества.   В небольшую   колбу   Вюрца   налейте   10   см3   исследуемой   жидкости,   внесите кипелки и закройте пробкой с термометром. Колбу нагрейте. Как только из отводной трубки в приемник упадет первая капля перегоняемого вещества, зарегистрируйте   показание   термометра.   Если   в   процессе   перегонки   будет установлено, что температура кипения повысилась на 10 °С, то есть основание предполагать, что исследуемая жидкость – смесь веществ.  Плотность жидких веществ  Плотность – важная физико­химическая характеристика. Она позволяет различать изомеры, смеси веществ. Плотностью называют отношение массы вещества к его объему V m ρ = , где m – масса тела, г; V – объем вещества, см3 . В лаборатории плотность жидкостей измеряют с помощью пикнометров, гидростатических весов и ареометров. Наибольшее распространение получил последний   способ.  Для   определения  плотности  в  мерный   цилиндр   налейте 100…200   см3   исследуемой   жидкости   и   осторожно   погрузите   ареометр, подбирая тот, который будет свободно плавать в жидкости. Отсчет плотности проводят по шкале ареометра. Деление против верхнего мениска жидкости характеризует   величину   плотности.   Всегда   необходимо   отмечать температуру, при которой определяется плотность. Если она отличается от принятой   (обычно   15   или   20   °С),   то   в   показания   ареометра   необходимо вносить поправки, которые имеются в справочной литературе.  Показатель преломления  Этот   показатель   используют   для   идентификации   жидких   веществ, проверки   их   чистоты,   определения   концентрации   раствора.   Измеряют показатель   преломления   с   помощью   рефрактометров.   Показатель преломления зависит от температуры и длины волны света. Измеряют его в монохроматическом   свете   при   постоянной   температуре   (прибегают   к термостатированию).   Обозначают   20  nD  −   это   означает,   что   измерение выполнено при 20 °С для спектральной линии желтого натриевого пламени. Порядок работы с рефрактометром изложен в инструкции к прибору ИРФ­22. Измерения проводят три раза. Для повторного измерения берут новую порцию жидкости.   Перед   каждым   измерением   промывочной   жидкостью   очищают призмы.   После   окончания   работы   призмы   также   промывают   и   между   их половинками вставляют чистую фильтровальную бумагу. Полученные данные усредняют.   Измерьте   показатель   преломления   исследуемого   вещества   на рефрактометре.  22 Лабораторная работа № 6 Тема: Определение массовой доли спиртов: одно­ и многоатомных. Цель   занятия:  Определить   массовую   долю   спиртов:   одно­   и многоатомных. Ход работы: Для   определения   концентрации   спирта   ареометр   берут   за   верхний конец стержня, свободный от шкалы, опускают в водно­спиртовой раствор, погружая его до тех пор, пока до предполагаемой отметки ареометрической шкалы  не   останется  3­4  мм,  затем   дают  ареометру   свободно   плавать.  По истечении   3   мин   снимают   отсчет   показаний   ареометра,   используя   при необходимости лупу. Если ареометр погрузился в раствор более, чем на 5 мм по отношению к предполагаемой отметке шкалы, то его вынимают из водно­ спиртового   раствора,   протирают   льняным   полотенцем   и   измерение повторяют. Если ареометр  при погружении в водно­спиртовой  раствор  не колеблется вдоль своей оси, то необходимо приподнять его на 3­4 мм и снова опустить. Ареометр должен плавать в водно­спиртовом растворе, не касаясь стенок цилиндра. Отсчет   показаний   ареометра   производят   по   нижнему   краю   мениска   с точностью деления.    водно­спиртового   раствора.   За Затем   снова   измеряют   температуру  наименьшего 0,2     до   температуру   водно­спиртового   раствора   принимают   среднее арифметическое значение температур. Ареометр вынимают из водно­спиртового раствора, вытирают льняным полотенцем и повторяют измерения. При подготовке ареометра к повторным измерениям   цилиндр   с   водно­спиртовым   раствором   должен   быть   накрыт покровным стеклом. Обработка результатов В   соответствии   со   справочным   приложением   4   определяют концентрацию X1 спирта в водно­спиртовом растворе при 20 °С по первому отсчету   ареометра   и   значению   температуры.   Аналогично   определяют концентрацию X2 спирта при повторном применении ареометра. Расчеты при определении   концентрации   спирта   для   учета   выполняют   до   сотых   долей процента спирта по объему, во всех остальных случаях до десятых долей процента. 23 Расхождения   между   концентрациями X1 и X2 спирта   не   должны превышать значений, указанных в табл.1. Таблица 1 Тип ареометра Расхождения между концентрациями спирта / ­ /, % (по объему) Контрольный АСп­1 и АСп­2 АСп­1, АСп­2 АСп­3, АСпТ 0,06 0,1 0,5 Если требования настоящего пункта не выполняются, то производят третье измерение. За   концентрацию   спирта   принимается   среднее   арифметическое   из   двух полученных значений концентрации при 20 °С. При этом учитывают сотые доли процента спирта по объему. Результат определения концентрации спирта должен быть представлен в виде формулы  ; P=0,99 Пределы погрешностей измерения  для различных типов использованных ареометров указаны в табл.2. Таблица 2 Диапазон спирта, % (по объему)   концентраций Пределы измерения    погрешности , спирта, % (по Тип ареометра АСп­1 АСп­1 АСп­2 От 0 до 10 Св. 10   От 11   и   объему) ±0,2 ±0,1 выше±0,1 ±0,5 ±0,06 АСп­3, АСпТ Контрольный АСп­1 и АСп­2 От 0 " 100 От 0 до 100 Допускаемое   расхождение   между   результатами   определения концентрации спирта в различных условиях не должно превышать 0,15% (по объему),   если   концентрация   спирта   определяется   контрольными ареометрами АСп­1 или АСп­2. Лабораторная работа № 7 Тема: Определение массовой доли альдегидов, кетонов. Цель занятия: Определить массовую долю альдегидов, кетонов. 24 Ход работы:  Метод основан на реакции альдегидов и кетонов с йодом в присутствии гидроокиси   натрия   и   оттитровывании   непрореагировавшего   йода тиосульфатом натрия. В   колбу   помещают   30   см3 раствора   гидроокиси   натрия,   100 см3 анализируемого метанола и охлаждают смесь ледяной водой (температура около   2°С)   15­20   мин.   Затем   добавляют   50   см3раствора   йода   при встряхивании   и   оставляют   на   5   мин   в   ледяной   воде,   прибавляют   31 см3 раствора серной кислоты и выдерживают при температуре около 2°С в течение 2 мин. Избыток йода оттитровывают раствором тиосульфата натрия. К концу титрования   прибавляют   2   см3 свежеприготовленного   раствора   крахмала   и титруют до исчезновения синей окраски. Одновременно проводят контрольный опыт в тех же условиях и с теми же   реактивами,   но   вместо   анализируемого   метанола   берут   100 см3 дистиллированной воды. Обработка результатов Массовую   долю   альдегидов   и   кетонов   в   пересчете   на   ацетон Х1 ,%, вычисляют по формуле: где V1 ­   объем   раствора   тиосульфата   натрия   молярной   концентрации точно 0,1 моль/дм3, израсходованного на титрование контрольного опыта, см3; V2 ­ объем раствора тиосульфата натрия молярной концентрации точно 0,1 моль/дм3, израсходованного на титрование анализируемой пробы, см3; (1) 0,00097 ­ масса ацетона, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия молярной концентрации точно 0,1 моль/дм3, г; 100 ­ объем метанола, взятый для анализа, см3; ρ ­ плотность анализируемого метанола при 20°С, определенная по 6.4, г/см3.   За   результат   анализа   принимают   среднее   арифметическое   двух параллельных определений, относительное расхождение между которыми не превышает   допускаемое   расхождение,   Допускаемая относительная   суммарная   погрешность   результата   анализа   ±10   %   при доверительной вероятности Р = 0,95.   равное   5   %. При возникновении разногласий в оценке массовой доли альдегидов и кетонов анализ проводят йодометрическим методом. 25 Лабораторная работа № 8 Тема:  Определение суммы непредельности через бромное или йодное числа. Цель занятия:  Определить сумму непредельности через бромное или йодное числа. Ход работы:  1.   Нефтепродукт,   содержащий   влагу,   фильтруют   или   высушивают осушающим веществом. 2. Приготовление спиртового раствора йода: 20,0 г металлического йода растворяют в 1000 см3 этилового спирта. 3. Определение фактора раствора тиосульфата натрия В конической колбе вместимостью 250 см3 взвешивают от 0,08 до 0,10 г перекристаллизованного бихромата калия с погрешностью не более 0,0002 г. Добавляют   80   см3 дистиллированной   воды   до   растворения   и   быстро добавляют   еще   10   см3 20%­ного раствора   йодистого   калия   и   5 см3разбавленной серной кислоты. Закрывают колбу, хорошо встряхивают и ставят в темное место на 5 мин. Пробку   и   стенки   колбы   промывают   водой   и   титруют раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала. Фактор раствора тиосульфата натрия вычисляют по формуле где m— масса бихромата калия, г; 0,0049037   —   количество   бихромата   _   калия,   эквивалентное   1 см3 раствора точно 0,1 моль/дм8 (0,1 н) тиосульфата натрия V— объем тиосульфата, израсходованный на титрование, см3 Фактор раствора тиосульфата натрия проверяют не менее одного раза в месяц. Проведение испытания Взвешивают в стаканчиках необходимое количество нефтепродукта с погрешностью не более 0,0004 г в зависимости от предполагаемого йодного числа. Для взятия массы нефтепродукта при помощи капельницы его наливают в капельницу и взвешивают. В коническую колбу наливают 15 см3этилового спирта   и   из   капельницы   отсчитывают   13—15   капель   нефтепродукта. Капельницу   снова   взвешивают   и   по   разности   определяют   массу нефтепродукта. 26 Из   бюретки   добавляют   25   см3 спиртового   раствора   йода,   плотно закрывают колбу пробкой, предварительно смоченной раствором йодистого калия, осторожно встряхивают колбу. Прибавляют 150 см3 дистиллированной воды, быстро закрывают колбу пробкой, содержимое колбы встряхивают в течение  5 мин и оставляют  в темноте  еще  на 5 мин. Обмывают  пробку и стенки колбы небольшим количеством дистиллированной воды. Добавляют 20 —25 см3 раствора йодистого калия и титруют раствором тиосульфата натрия. Когда жидкость в колбе примет светло­желтый цвет, прибавляют от 1 до 2 см3 раствора, крахмала и продолжает титровать до исчезновения синевато­ фиолетового окрашивания. Для   вычисления   йодного   числа   проводят   контрольный   опыт   без нефтепродукта. Обработка результатов Йодное   число (X) испытуемого   нефтепродукта,   г   йода   на   100   г нефтепродукта, вычисляют по формуле раствора где V —   объем     натрия моль/дм3, израсходованный на титрование в контрольном опыте, см3; натрия тиосульфата: тиосульфата объем   V1 —   раствора         0,1   .0,1 моль/дм3, израсходованный на титрование испытуемого нефтепродукта, см3 F— фактор раствора тиосульфата натрия 0,1 моль/дм3; 0,01269—количество йода эквивалентное 1 см3 раствора тиосульфата натрия точно 0,1 моль/дм3, г; m— масса испытуемого нефтепродукта, г. За результат определения йодного числа испытуемого нефтепродукта принимают   среднее   арифметическое   значение   двух последовательных определений, округляя его до первого десятичного знака. Массовую   долю   непредельных   углеводородов   ­(X1) в   нефтепродукте вычисляют по формуле где­X — йодное число нефтепродукта, г йода на 100 г нефтепродукта; М   ­   средняя   молекулярная   масса   непредельных   углеводородов нефтепродукта; 254— молекулярная масса йода Зависимость   молекулярной   массы   непредельных   углеводородов   от температуры выкипания 50 %­ной фракция (по объему Таблица 5 Температура выкипания Молекулярная   масса Температура Молекулярная   масса 27 50%­него фракций, 0С   отгона непредельных углеводородов выкипания   50%­ного отгона фракций, 0С непредельных углеводородов 50 75 100 12.5 77 87 99 113 175 200 225 250 144 161 130 200 150 Контрольные вопросы 1.Почему   недопустимо   наличие   непредельных   углеводородов   в 260 128 208 нефтепродуктах? 2.   Чем   обусловлено   появление   смолистых   отложений   на   деталях двигателя" 3. Что вызывает коррозию топливных систем? 4. Чем можно охарактеризовать стабильность нефтепродуктов? 5.   Какой   способ   применяется   для   определения   непредельности углеводородов? 6. В чём заключается метод йодного числа'? 7. Как рассчитывается йодное число топлива0 8. Рассчитать содержание непредельных углеводородов в топливе TC­1 если его йодное число равно 0,52. Лабораторная работа № 9 Тема: Определение массовой доли эфиров. Цель занятия: Определить массовую долю эфиров. Ход работы:  Газохроматографический   метод   определения   массовой   концентрации сложных   эфиров   ­   по   документам,   действующим   на   территории   стран, принявших стандарт. В   процессе   производства   спирта   (внутри   предприятий)   определение массовой концентрации сложных эфиров проводят газохроматографическим методом или фотоэлектроколориметрическим методом приведенным ниже. Метод   основан   на   измерении   интенсивности   окраски   продуктов реакции железа (III) ­ хлорида с гидроксамовой кислотой образующейся в 28 результате   взаимодействия   сложных   эфиров   спирта   с   гидроксиламином   в щелочной применением   фотоэлектроколориметра. Диапазон измерений ­ 4­30 мг/дм  безводного спирта. среде     с   Для   проведения   анализа   требуется   приготовление   испытуемых растворов А и Б. В   две   конические   колбы   вместимостью   50   см  вносят   по   6   см реакционной смеси. Затем в одну из колб приливают 3 см  раствора соляной кислоты молярной концентрации 4 моль/дм  и перемешивают  в течение 1 мин.   Содержимое   этой   колбы   ­   раствор   Б.   Содержимое   второй   колбы   ­ раствор А. В обе колбы приливают по 18 см  анализируемого этилового спирта и одновременно осторожно перемешивают круговыми движениями в течение 2 мин. Во вторую колбу с раствором А приливают 3 см  раствора соляной кислоты   молярной   концентрации   4   моль/дм  и   также   перемешивают   в течение 1 мин. Анализ проводят в двух параллельных пробах. В обе колбы добавляют по   3   см  раствора   железа   (III)   хлорида   6­водного   и   одновременно перемешивают их содержимое вышеописанным способом в течение 1 мин. Интенсивность   образовавшейся   окраски   анализируемого   раствора   А измеряют   в   сравнении   с   анализируемым   раствором   Б   на фотоэлектроколориметре при светофильтре с длиной световой волны 540 нм в   кювете   с   толщиной   поглощающего   свет   слоя   50   мм. Полученное   значение   оптической   плотности   используют   для   вычисления массовой концентрации сложных эфиров в ректификованном спирте. Обработка результатов Массовую   концентрацию   сложных   эфиров   в   ректификованном спирте  , мг/дм безводного спирта, вычисляют по формуле , 29 где D ­   среднеарифметическое   значение   оптической   плотности   для двух параллельных определений; 0,0303 ­ постоянный коэффициент, полученный экспериментально; C ­ объемная доля этилового спирта в анализируемой пробе, %. Лабораторная работа № 9 Тема: Определение массовой доли ангидридов, органических кислот. Цель   занятия:  Определить   массовую   дою   ангидридов,   органических кислот. Ход работы:  Сущность метода Метод   основан   на   определении   общего   содержания   кислот   после гидролиза   ангидрида   и   на   определении   кислот   после   реакции   ангидрида   с анилином. Проведение анализа Первое титрование Около   0,   5   г   анализируемого   вещества   взвешивают,   результат взвешивания   в   граммах   записывают   до   четвертого   десятичного   знака, помещают в колбу с пробкой, добавляют 20 см3 воды, 2 см3 пиридина и 2—3 капли раствора фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и через 5 мин титруют раствором щелочи до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Второе титрование Около   0,   5   г   анализируемого   вещества   взвешивают,   результат взвешивания   в   граммах   записывают   до   четвертого   десятичного   знака, помещают в колбу с пробкой, прибавляют 15 см3 раствора анилина в толуоле, 10   см3 этилового   спирта,   2—3   капли   раствора   фенолфталеина.   Смесь тщательно перемешивают и титруют раствором щелочи до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Обработка результатов Общую массовую долю кислот после реакции гидролиза (А) в процентах вычисляют по формуле где У—объем точно 0, 5 моль/дм3 раствора щелочи, израсходованный на титрование кислоты в первом титровании, см3;  М — молекулярная масса кислоты; m — масса навески вещества, взятая для первого титрования, г.  30 Массовую   долю   кислоты   после   реакции   ангидрида   с   анилином (В) в процентах вычисляют по формуле где у, — объем точно 0, 5 моль/дм3 раствора щелочи, израсходованный на титрование кислоты во втором титровании, см3;  m — масса навески вещества, взятая для второго титрования, г.  Массовую   долю   кислоты (Х4) в   анализируемой   смеси   в   процентах формуле по вычисляют   X,=А — (А—В) 2=25—А.   Массовую долю ангидрида (Хь) в процентах вычисляют по формуле где М — молекулярная масса кислоты;  Mi — молекулярная масса ангидрида. За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми при доверительной вероятности Р=0, 95 не должны превышать: 2% — для продуктов с массовой долей определяемого вещества более 50%; 1, 0% —для продуктов с массовой долей определяемого вещества от 10 до 50%; 0, 5%—для продуктов с массовой долей определяемого вещества менее 10%. Лабораторная работа № 10 Тема: Определение кислотного числа, числа омыления, эфирного числа. Цель занятия: Определить кислотное число, число омыления, эфирное число. Ход работы:  Число омыления Принцип   метода: основан   на   связывании   (омылении)   гидроксидом калия жирных кислот, входящих в триглицерид, и нейтрализации свободных жирных кислот. Реакция омыления: С3Н5 (ОСОR)3 + 3КОН = С3Н5(ОН)3 + RСООК На омыление 1 молекулы жира затрачивается 3 молекулы КОН. Количество щелочи, не связавшейся с жиром, оттитровывают соляной кислотой. 31 Техника определения: в одну колбу вместимостью 50 см3 вносят 0,5 г жира, отвешенного на аналитических весах, в другую – 0,5 см3 воды, затем в обе добавляют из бюретки по 15 см3 0,5 н. спиртового раствора гидроксида калия. Колбы  закрывают пробками с обратным воздушным  холодильником (длиной 70 см3 ) и нагревают на кипящей водяной бане в течение 30­40 минут при периодическом встряхивании. Следят, чтобы жидкость в колбе кипела слабо, а верхняя часть трубки не нагревалась. После   полного   омыления   глицеридов   и   нейтрализации   свободных жирных кислот к прозрачному и однородному мыльному раствору добавляют по 15­20 см3 воды, по 3­4 капли фенолфталеина и титруют 0,5 н. раствором соляной   кислоты   до   исчезновения   розового   окрашивания   (определяется количество не связавшейся щелочи). Исходя из того, что 1 см3 0,5 н. раствора КОН   соответствует   28   мг   его,   расчет   числа   омыления   определяется   по формуле: , где: Vк и Vо – объем 0,5 н. раствора НСL, затраченного на титрование, соответственно, контроля (колба с водой) и опыта (колба с эфиром); см3; k – коэффициент поправки к титру 0,5 н. раствора НСL; m – масса жира, г Кислотное число  Принцип   метода основан   на   том,   что   свободные   жирные   кислоты, имеющиеся   в   масле,   оттитровываются   0,1   н.   раствором   КОН.   Обычно титрование проводят гидроксидом калия, а не гидроксидом натрия, так как образующиеся калиевые мыла лучше растворимы в условиях опыта. Техника   определения. 2­3   г   жира   помещают   в   коническую   колбу вместимостью 50­100 см3, растапливают на водяной бане с температурой 50­ 60 0С и растворяют в 10­15 см3 нейтральной спиртоэфирной смеси. К  прозрачному   раствору   добавляют  3­4  капли   фенолфталеина   и  при постоянном перемешивании по каплям титруют 0,1 н. спиртовым раствором гидроксида калия до появления слабо­розового окрашивания. Окраска после взбалтывания не должна исчезнуть в течение 0,5­1 минут. Кислотное число определяют по формуле: где   V   –   количество   0,1   н.   раствора   КОН,   израсходованное   на титрование, см3; k – коэффициент поправки на титр 0,1 н. раствора КОН; 32 5,611   –   коэффициент   пересчета   миллилитров   0,1   н.   раствора   КОН   в миллиграммы (1 см3 0,1 н. раствора КОН содержится 5,611 мг КОН); m – навеска жира, г. Эфирным   числом  называют   количество   миллиграммов   гидроксида калия,   необходимого   для   нейтрализации   освобождающихся   при   омылении эфирных связей жирных кислот в 1 г масла. Оно характеризует содержание связанных в виде эфиров жирных кислот в масле. Экспериментальное эфирное число (ЭЧ) определяют по разности между числом омыления и кислотным числом. Лабораторная работа № 12 Тема:  Отработка   методик   оценки   качества   фенолформальдегидных смол. Цель   занятия:  Отработать   методики   оценки   качества фенолформальдегидных смол. Ход работы:  Вискозиметр   заполняют   фильтрованной   через   сетку   смолой, устанавливают   в   термостате   вертикально   так,   чтобы   верхнее   расширение было   ниже   уровня   воды,   и   выдерживают   не   менее   15   мин   при   закрытой широкой трубке. Время истечения смолы определяют  по инструкции к вискозиметру. Проводят   не   менее   трех   параллельных   определений,   допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 1 с при доверительной вероятности 0,95. Обработка результатов Вязкость смолы в миллипаскаль∙секундах вычисляют по формуле  где  C ­ постоянная вискозиметра, мм /с  (сСт/с); t ­ среднее арифметическое результатов времени истечения смолы, с; p ­   плотность   смолы   при   20   °С,   определяемая   по ГОСТ   18329­ 73   методом 2, г/см. 33 Вязкость   вычисляют   до   целого   числа.   Допускаемая   относительная суммарная   погрешность   результата   испытания   ±1%   при   доверительной вероятности 0,95. Лабораторная работа № 13 Тема:  Отработка   методик   оценки   качества   пластификаторов (трибутилфосфата). Цель занятия: Отработать методик оценки качества пластификаторов (трибутилфосфата). Ход работы:  Точечные   пробы   пластификатора   отбирают   пробоотборником   или пробоотборной трубкой по ГОСТ 2517­85. Из   цистерн   пробу   отбирают   пробоотборником   с   трех   уровней.   Из бутылей, бочек и фляг пробу отбирают погружением пробоотборной трубки. Перед отбором пробы пластификатор перемешивают. Отобранные   точечные   пробы   соединяют   вместе,   тщательно перемешивают и отбирают среднюю пробу объемом не менее 1 дм3. Среднюю пробу делят на две части и помещают в чистые сухие банки. На банки наклеивают этикетки с обозначением: ­ наименования предприятия­изготовителя; ­ марки пластификатора; ­ номера партии; ­ даты изготовления; ­ даты отбора пробы. Одну   банку   передают   для   проведения   испытания,   другую   хранят   в течение гарантийного срока хранения. Внешний   вид   пластификатора   определяют   визуально   просмотром испытуемой пробы в проходящем свете в пробирке П1­21­200­ХС или П2­21­ 200­ХС по ГОСТ 25336­82. Цветность   определяют   по   ГОСТ   18522­73   визуально   или   При   определении   цветности фотоколориметрическим   методом. фотоколориметрическим методом применяют: ­ для цветности до 100 единиц Хазена ­ кювету с толщиной слоя 50 мм и светофильтр длиной волны 400 нм (синий); ­ для цветности от 100 до 300 единиц Хазена ­ кювету с толщиной слоя 30 мм и светофильтр длиной волны 400 нм (синий). 34 Допускаемые расхождения между параллельными определениями даны в табл. 5. Таблица 5 Цветность Допускаемые   расхождения, единиц Хазена, не более От 0 до 50 Св. 50 » 100 » 100 » 200 » 200 » 300 При   возникновении   разногласий   в   оценке   цветности   определение 5 10 25 50 проводят: ­для пластификаторов с цветностью до 100 единиц Хазена ­ визуально; ­   для   пластификаторов   с   цветностью   выше   100   единиц   Хазена   ­ фотоколориметрическим методом. Плотность определяют с помощью денсиметра по ГОСТ 18329­73. Определение кислотного числа Метод   основан   на   реакции   нейтрализации   остаточной   кислотности   в пластификаторе раствором щелочи Проведение анализа Около   50,000   г   пластификатора   взвешивают   в   конической   колбе   и приливают   цилиндром   50   см3 этилового   спирта.   К   полученному   раствору прибавляют   3­6   капель   фенолфталеина   и   титруют   из   бюретки   раствором гидроокиси натрия до появления слабо розового окрашивания, устойчивого в течение 30 с. Обработка результатов Кислотное число (X) в мг KOH/г вещества вычисляют по формуле где V ­ объем раствора гидроокиси натрия концентрации точно 0,05 моль/дм3 (0,05   н),   израсходованный   на   титрование   пробы   пластификатора, см3;       2,805 ­ масса гидроокиси калия, эквивалентная 1 см3 раствора гидроокиси натрия   концентрации   точно   0,05   моль/дм3 (0,05   н),   мг/см3;       m ­ масса пробы, г. За результат анализа при норме от 0,01 до 0,12 мг KOH/г принимается среднее   арифметическое   результатов   двух   параллельных   определений, расхождение   между   которыми   не   превышает   0,01   мг   KOH/г   вещества. 35 Результат   анализа   округляют   до   второго   десятичного   знака.   Предел допускаемого значения суммарной погрешности анализа составляет ±0,005 мг KOH/г при доверительной вероятности 0,95. Определение кислотного числа после прогрева Проведение анализа В   три   чистые   сухие   пробирки   помещают   по   25   см3 пластификатора, отмеренного  цилиндром.  В  одну  из  пробирок   через   отверстие   в  резиновой пробке   вставляют   термометр   так,   чтобы   шарик   ртути   погружался   в пластификатор примерно на 25 мм. Другие две пробирки закрывают пробками с   отверстиями   для   выхода   воздуха.   Пробирки   должны   быть   обернуты оловянной фольгой. Все   пробирки   помещают   в   предварительно   нагретую   до   207­210   °C глицериновую   баню   так,   чтобы   уровень   глицерина   превышал   уровень пластификатора   примерно   на   25–30   мм,   при   этом   температура   бани   при погружении   пробирок   не   должна   падать   ниже   200   °C.   Скорость   нагрева глицериновой   бани   регулируется   так,   чтобы   температура   в   пробирке   с пластификатором   достигала   205   °C   за   8–10   мин.   Затем   пластификатор выдерживают при (205±2) °C в течение 40 мин. Через 40 мин с момента погружения пробирки с пробами вынимают, охлаждают   на   воздухе   до   комнатной   температуры.   Затем   отбирают   из пробирок две пробы около 25,000 г каждая и определяют кислотное число по п. 3.6. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает 0,03 мг KOH/г. Результат анализа округляют до второго десятичного знака. Пределы   допускаемого   значения   суммарной   погрешности   метода   ±0,01   мг KOH/г при доверительной вероятности 0,95. Определение числа омыления Метод   основан   на   реакции   омыления   сложноэфирных   групп пластификатора 1 моль/дм3 раствором щелочи. Проведение анализа Навеску пластификатора, взятую в соответствии с табл.6, взвешивают в конической колбе и приливают 50 см3 спиртового раствора гидроокиси калия и   5   см3 дистиллированной   воды.   Колбу   соединяют   с   холодильником   и нагревают   в   течение  1  ч  на  кипящей   водяной   бане.  После   охлаждения   до комнатной температуры через верхнюю часть холодильника споласкивают его внутреннюю   поверхность   двумя   порциями   дистиллированной   воды   по   20 36 см3 каждая   и   содержимое   колбы   титруют   раствором   соляной   или   серной кислот в присутствии фенолфталеина до обесцвечивания. Параллельно в тех же   условиях   и   с   теми   же   реактивами,   но   без   пластификатора,   проводят контрольный опыт. Таблица 6 Наименование пластификатора Масса навески, г Диметилфталат Дибутилфталат Ди­(2­этилгексил)­фталат Дналкилфталат­789 Ди­(2­этилгексил)­адипинат Дибутилсебацинат Ди­(2­этилгексил)­себацинат Обработка результатов Число омыления (X1) в мг KOH/г вещества вычисляют по формуле 2,2–2,6 3,3–3,7 4,7–5,1 4,7–5,8 4,4–4,8 3,8–4,2 5,2–5,6 где V1 ­ объем раствора соляной или серной кислоты концентрации 1 моль/дм3 (1н),израсходованной   на   титрование   в   контрольном   опыте,   см3;       V2 ­   объем   раствора   соляной   или   серной   кислоты   концентрации   1 моль/дм3 (1   н),   израсходованной   на   титрование   раствора   с   анализируемой см3; пробой,       56,1   ­   масса   гидроокиси   калия,   содержащаяся   в   1   см3 раствора мг/см3; концентрации       m ­ масса пробы, г. моль/дм3, точно   1         За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных  определений, расхождение между которыми не должно превышать 3 мг KOH/г. Результат анализа округляют до целого числа. Пределы   допускаемого   значения   суммарной   погрешности   метода составляют ±2 мг KOH/г при доверительной вероятности 0,95. Температуру вспышки определяют по ГОСТ 4333­87. При разногласиях в оценке температуры вспышки определение проводят по методу Бренкена. Удельное объемное электрическое сопротивление определяют по ГОСТ 6581­75 при напряжении 1000 В и температуре (20±2) °C. Определение массовой доли летучих веществ 37 Проведение анализа (10,000±1,000)   г   пластификатора   взвешивают   в   стаканчике, предварительно доведенном до постоянной массы при температуре (100±2) °C, и ставят на асбестовый картон в термошкаф, сняв крышку. Далее навеску выдерживают   в   термошкафу   при   температуре   (100±2)   °C   в   течение   6   ч. Термометр устанавливают в термошкаф так, чтобы ртутный шарик касался асбестового   картона.   Затем   стаканчик   вынимают   и,   закрыв   крышкой, помещают в эксикатор с прокаленным хлористым кальцием и охлаждают не менее 30 мин. Охлажденный стаканчик взвешивают. Обработка результатов Массовую   долю   летучих   веществ   (X3)   в   процентах   вычисляют   по формуле где   m1 ­   масса   стаканчика   с   пробой   пластификатора   до   прогрева,   г;       m2 ­   масса   стаканчика   с   пробой   пластификатора   после   прогрева,   г;       m0 ­ масса пробы пластификатора, г. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух   определений,   допускаемое   расхождение   между   которыми   не   должно превышать 0,08 % абсолютных. Результат округляют до второго десятичного знака. Допускаемая суммарная погрешность метода при норме 0,1 % ­ ±0,08 %, при норме 0,2 % ­ ±0,06 абс. при доверительной вероятности 0,95. Лабораторная работа № 14 Тема: Контроль качества сырья в производстве тиокола. Цель занятия: Контроль качества сырья в производстве тиокола. Ход работы:  Определение молекулярной массы тиокола Метод основан на взаимодействии концевых меркаптановых групп со слабым раствором йода, избыток которого определяется титрованием. Посуда и реактивы: 1. 2. 3. 4. колбы конические с притертыми пробками на 150­200 мл; толуол химически чистый; 0,01 N раствор йода; 0,01 N тиосульфата натрия (Na2S2O3). 38 Методика проведения анализа Навеску   тиокола   (0,1   г)   помещают   в   предварительно   взвешенную   с точностью до 0,0001 г коническую колбу с притертой пробкой. Затем навеску, взвешенную в колбе с точностью до 0,0001 г, растворяют в 50 мл толуола. После   полного   растворения   тиокола,   в   колбу   добавляют   35­40   мл  0,01   N раствора йода. Содержимое колбы энергично встряхивают (очень важно!) в течение 3­5 мин. Избыток йода оттитровывают 0,01 N раствором тиосульфата натрия. Одновременно проводят контрольное титрование йода в толуоле. Расчет молекулярной массы тиокола проводят по формуле: где g­ навеска тиокола, г; а ­ количество 0,01 N раствора тиосульфата натрия,   пошедшее   на   контрольное   титрование,   мл;b­   количество   0,01   N раствора   тиосульфата   натрия,   пошедшее   на   титрование   навески   тиокола, мл;F­фактор 0,01 N раствора тиосульфата натрия (уточнить у лаборантов, обычно составляет 1,0); 254 ­ молекулярная масса йода, 0,00127 ­ количество йода, соответствующее 1 мл 0,01 N раствора тиосульфата натрия, г. Лабораторная работа № 15 Тема: Контроль качества поливинилхлорида Цель занятия: Контроль качества поливинилхлорида Ход работы:  39 Точечные пробы суспензионного поливинилхлорида  отбирают щупом, погружая   его   не   менее   чем   на   3/4   глубины   мешка   или   контейнера   по вертикальной оси. Масса точечной пробы из каждого мешка или контейнера должна быть не более 0,2 кг. Из   цистерны   пробы   отбирают   пробоотборником,   изготовленным   из нержавеющей стали, не менее чем из трех мест по ее длине и высоте. Допускается   отбирать   пробы   у   изготовителя   при   затаривании поливинилхлорида в мешки и контейнеры и заполнении цистерны, вагона для полимеров или емкости готовой продукции.  Точечные   пробы   соединяют   вместе,   тщательно   перемешивают   и отбирают среднюю пробумассой не менее 500 г, которую помещают в чистую сухую   банку   с   притертой   (обязательное   условие   при   отборе   пробы   для определения   винилхлорида)   или   завинчивающейся   пробкой   или полиэтиленовый (пластиковый) мешочек, герметично закрытый. На   банку   или   мешочек   со   средней   пробой   наклеивают   этикетку   с указанием   условного   обозначения   продукта,   сорта,   номера   партии,   отбора пробы. О п р е д е л е н и е   в н е ш н е г о   в и д а Цвет определяют визуально. Количество загрязнений и посторонних веществ определяют по ГОСТ 25138.  Допускается по согласованию с потребителем для марок ПВХ­С­7056­ М, ПВХ­С­6346­М, ПВХ­С­6370­Ж, ПВХ­С­4700­Ж внешний вид определять сравнением   с   образцом,   утвержденным   в   установленном   порядке   и изготовленным в соответствии с приложением ГОСТ 25138.  О п р е д е л е н и е   к о л и ч е с т в а   п р о з р а ч н ы х   т о ч е к   ( "р ы б ь и х   г л а з") Проведение испытания 100   м.   ч.   поливинилхлорида   смешивают   в   смесителе   с   45   м.   ч. пластификатора и 1,5 м. ч. стеарата кальция в течение 40­45 мин при (90±1) °С.  Допускается проводить смешение в стакане В, Н­1, 2­400, 600 ТС, ТХС, ХС по   ГОСТ   25336.   При   возникновении   разногласий   в   оценке   количества прозрачных точек смешение проводят в смесителе. К   готовой   смеси   добавляют   0,15­0,30   м.ч.   газовой   сажи,   тщательно перемешивают и вальцуют две пленки толщиной 0,2±0,02 мм в течение 5 мин с момента загрузки композиции, подрезая пленку 9­10 раз. 40 Количество смеси для вальцевания одной пленки зависит от размеров применяемых вальцев. Значение К 58­62 63­65 66­69 70­73 74­76 90 Т а б л и ц а  6 Температура вальцевания. °С переднего валка заднего валка 143±2 143±2 148±2 153±2 155±2 160±2 140±2 140±2 145±2 150±2 152±2 157±2         Температуру   измеряют   в   центральной   части   валка термокомплектом с погрешностью не более 2°С. Полученную пленку помещают на стекло с подсветом и подсчитывают количество   "рыбьих   глаз"   в   25   квадратах   сетки.   Подсчет   производят   на расстоянии глаз контролера от стекла около 300 мм в течение не более 2 мин.  Обработка результатов Количество   прозрачных   точек   (Х1)   в   штуках   в   0,1   см3 пленки вычисляют по формуле:         где А ­ количество прозрачных точек в 25 квадратах сетки, шт.; 41 h ­ толщина пленки, мм. За   результат   испытания   принимают   среднее   арифметическое результатов   двух   параллельных   определений,   записанных   с   точностью   до первого   десятичного   знака,   допускаемое   расхождение   между   которыми   в зависимости от количества прозрачных точек приведено в табл. 7. Среднее арифметическое значение округляют до целого числа. Т а б л и ц а  7 Количество прозрачных точек в 0,1 см3, шт   расхождение Допускаемое результатами параллельных определений при доверительной вероятности   между От 0 до 3 >> 4 >> 20 0,6 3,5 О п р е д е л е н и е   о с т а т к а   п о с л е   п р о с е в а   н а   с и т е    Проведение испытания Предварительно очищенные сухие и взвешенные сита собирают в набор по   убывающему   размеру   ячейки   сетки.   Нижнее   сито   плотно   соединяют   с поддоном,   на   дне   которого   для   уменьшения   электризации   укладывают намоченную водой и хорошо отжатую ткань. В   зависимости   от   марки   испытуемого   поливинилхлорида   в   набор собирают сита с сетками соответствующих размеров ячеек. В стакане взвешивают 50 г поливинилхлорида с погрешностью не более 0,1 г и 0,25 г газовой сажи с погрешностью не более 0,01 г для снятия заряда с частиц полимера. Смесь тщательно перемешивают и осторожно высыпают на верхнее сито. Сито накрывают крышкой, включают прибор и проводят рассев в течение 20 мин. Допускается   проводить   рассев   поливинилхлорида   вручную.   В   этом случае рассев проводят до постоянной массы на ситах. По окончании рассева набор   сит   снимают   с   машины,   сита   разъединяют,   начиная   с   верхнего. Содержимое верхнего сита (№ 04 или № 0315) высыпают на лист бумаги и осторожно переносят в предварительно взвешенный стаканчик. Взвешивают с точностью   до   четвертого   десятичного   знака.   Нижнее   сито   (№   0063) взвешивают с содержимым до первого десятичного знака. Около   25   г   смеси   взвешивают   с   погрешностью   не   более   0,1   г   и осторожно высыпают на верхнее сито. Сито накрывают крышкой, включают 42 прибор и проводят рассев в течение 20 мин. Допускается   проводить   рассев   поливинилхлорида   вручную.   Рассев проводят до постоянной массы на ситах. По   окончании   рассева   набор   снимают   с   машины.   Сита   разъединяют, начиная с верхнего, и взвешивают с погрешностью не более 0,1 г. Остаток на сите (Х2) в процентах вычисляют по формуле:         где m ­ масса остатка на сите, г;                m1 ­ масса навески поливинилхлорида, взятая для рассева, г.  За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми при доверительной   вероятности Р=0,95   для   сита   с   сеткой   №   04   и   №   0315   не должно превышать 0,05 % при стандартном отклонении 0,02 %, для сита с сеткой   №   0063­3   %   при   стандартном   отклонении   1   %.  Обработка результатов Остаток на верхнем сите (Х1) в процентах вычисляют по формуле:         где m ­ масса навески поливинилхлорида, г;                m1­ масса остатка на сите, г. За   результат   испытания   принимают   среднее   арифметическое результатов   двух   параллельных   определений,   записанных   с   точностью   до второго   десятичного   знака,   допускаемое   расхождение   между   которыми   не должно   превышать   0,11   %   при   доверительной   вероятности   0,95.   Среднее арифметическое   округляют   до   первого   десятичного   знака.  При   остатке  на   сите   меньше  или   равном  0,1 %  результат   записывают   как "отсутствие".  Остаток на нижнем сите (Х2) в процентах вычисляют по формуле:         где m ­ масса навески поливинилхлорида, г;               m2 ­ масса остатка на сите, г. За   результат   испытания   принимают   среднее   арифметическое результатов   двух   параллельных   определений,   записанных   с   точностью   до первого   десятичного   знака,   допускаемое   расхождение   между   которыми   не должно   превышать   6   %   при   доверительной   вероятности   0,95.   Среднее арифметическое округляют до целого числа.  43 Сыпучесть   определяют   по   ГОСТ  25139  при   температуре  15­35  °С   и относительной   влажности   45­75   %   на   воронках   диаметром   выходного отверстия 14,0 мм.  Лабораторная работа № 16 Тема: Отработка методик оценки качества тиокола Цель занятия: Отработать методик оценки качества тиокола Ход работы:  Вулканизация жидкого тиокола Герметики   на   основе   жидкого   тиокола   предназначаются   для герметизации   болтовых,   заклепочных   и   других   металлических   соединений, соприкасающихся с воздухом и топливом. Превращение жидкого тиокола в резиноподобное   твердое   состояние   осуществляется   путем   окисления концевых   меркаптановых   групп   при   помощи   различных   окислителей, например   диоксидов   свинца   и   марганца,   бихромата   натрия,   органических гидропероксидов.   При   этом   происходит   процесс   сшивания   отдельных молекул с образованием дисульфидных мостиков, в результате чего полимер приобретает   сетчатую   структуру.   В   качестве   наполнителей   чаще   всего применяют   титановые   белила,   техуглерод.   Ускорителем   вулканизации является дифенилгуанидин. Герметики   на   основе   жидкого   тиокола   предназначаются   для герметизации   болтовых,   заклепочных   и   других   металлических   соединений, соприкасающихся с воздухом и топливом. Превращение жидкого тиокола в резиноподобное   твердое   состояние   осуществляется   путем   окисления концевых   меркаптановых   групп   при   помощи   различных   окислителей, например   диоксидов   свинца   и   марганца,   бихромата   натрия,   органических гидроперок­сидов.   При   этом   происходит   процесс   сшивания   отдельных молекул с образованием дисульфидных мостиков, в результате чего полимер приобретает   сетчатую   структуру.   В   качестве   наполнителей   чаще   всего применяют   титановые   белила,   техуглерод.   Ускорителем   вулканизации является дифенилгуанидин. В таблице 5.5 приведен один из составов смеси для вулканизации. Состав смеси для вулканизации Компонент Количество, Таблица5.5 44 Тиокол жидкий Тех.углерод К­324 Дифенилгуанидин Бихромат натрия (67%­ый водный раствор) мас.ч 100 30,0 0,4 4,0 Все ингредиенты взвешивают на аналитических весах. Смешение тиокола с ингредиентами производят в керамической ступке. Порядок подачи компонентов следующий: тиокол, техуглерод частями (в 4 приема), дифенилгуанидин, бихромат натрия. Смешение жидкого тиокола с наполнителями и ускорителем производят до   равномерного   распределения   ускорителя   в   тиоколе.   Равномерность перемешивания   определяют   визуально   по   отсутствию   видимых   крупинок ускорителей при нанесении тонкого слоя герметика на стеклянную пластинку. Изготовленную   пасту   наносят   шпателем   на   стеклянную   пластинку, предварительно   смазанную   парафином,   в   виде   слоя   толщиной   2   мм   по специальному   шаблону.   Затем   определяют   время   исчезновения   липкости контактом стеклянной палочки с поверхностью замазки. После исчезновения липкости   вулканизаты   нагревают   в   термостате   при   температуре   85   °С   в течение 4 часов. Техника безопасности при синтезе жидких тиоколов Работа по синтезу тиоколов является взрыво­ и пожароопасной. Кроме того, в работе используется ряд неорганических и серосодержащих веществ, обладающих   токсическими   и   раздражающими   свойствами.   Это   1,2­ дихлордиэтилформаль,   полисульфид   натрия, сульфогидрат натрия.   1,2,3­трихлорпропан, Все они угнетающе действуют на нервную систему, дыхательные пути, слизистые оболочки. Трихлорпропан– наркотик, действует токсически на обмен веществ и внутренние органы, особенно на печень. Иногда вызывает дерматиты, экземы. ПДК=0,02 мг/л. Полисульфид   натрия   и   сульфогидрат   натрияна   воздухе   легко гидролизуются с выделением сероводорода, который может быть источником отравления. Кроме   того,   при   гидролизе   сульфогидрата   натрия   образуется   едкий натр, который является причиной раздражения кожи. 45 Все работы проводятся только в вытяжном шкафу. Запрещается! 1. Оставлять установку без присмотра. 2. Находиться в лаборатории одному. 3. Работать при отключенной вентиляции. Лабораторная работа № 17 Тема:  Анализ   газа   на   приборе   ГХП­3   методом   избирательного поглощения. Цель занятия: Анализ газа на приборе ГХП­3 методом избирательного поглощения. Ход работы:  1. 2. Включение хроматографа. Ожидание готовности (выход хроматографа на режим): t=35 ºC; VHe=30 мл/мин; Vвозд=200 мл/мин; tиспар=250 ºC; VН2=20 мл/мин. 3. 4. 5. Отбор пробы микрошприцом V= 0,2 мкл. Ввод пробы, старт анализа. В испарителе происходит испарение пробы и проба поступает в колонку.   Капиллярная   колонка   представляет   собой   неподвижную   жидкую фазу,   в   которой   происходит   растворение   анализируемых   углеводородов. Колонка помещена в термостат, где происходит   программируемый нагрев (tнач.кол.=35   ºC;  tкон.кол.=375   ºC).   В   результате   при   определенной   температуре происходит испарение углеводородных компонентов в определенном порядке (в соответствии с их свойствами), которые поступают в ДИП, где происходит анализ. 6. Полученные   данные   регистрируются   на   ЭВМ   с   помощью программного обеспечения Хроматэк­аналитик 2.5. 7. Далее   результаты   обсчитываются   с   помощью   внешней программы расчета «Хроматэк­Gasoline». Лабораторная работа № 18 Тема: Анализ газа хроматографическим методом Цель занятия: Анализ газа хроматографическим методом  Ход работы:  1. Включение хроматографа. 46 2. Ожидание   готовности   (выход   хроматографа   на   режим):  t=35   ºC; VHe=30 мл/мин; Vвозд=200 мл/мин; tиспар=250 ºC; VН2=20 мл/мин. 3. Отбор пробы микрошприцом V= 0,2 мкл. 4. Ввод пробы, старт анализа. 5. В   испарителе   происходит   испарение   пробы   и   проба   поступает   в колонку.   Капиллярная   колонка   представляет   собой   неподвижную   жидкую фазу,   в   которой   происходит   растворение   анализируемых   углеводородов. Колонка помещена в термостат, где происходит   программируемый нагрев (tнач.кол.=35   ºC;  tкон.кол.=375   ºC).   В   результате   при   определенной   температуре происходит испарение углеводородных компонентов в определенном порядке (в соответствии с их свойствами), которые поступают в ДИП, где происходит анализ. 6. Полученные   данные   регистрируются   на   ЭВМ   с   помощью программного обеспечения Хроматек­аналитик 2.5. 7. Далее результаты обсчитываются с помощью внешней программы расчета «Хроматек­Gasoline». Лабораторная работа № 19 Тема: Анализ воздуха производственных помещений на приборе УГ­2 Цель   занятия:  Анализ   воздуха   производственных   помещений   на приборе УГ­2м Ход работы:  1. Проверить герметичность воздухозаборного устройства, для чего сильфон 5 зажать штоком 1 на максимальном объеме воздуха и зафиксировать стопором 12. Затем перегнуть резиновый шланг 11, зажать его лабораторным зажимом, отвести стопор, если шток после небольшого рывка остановится, прибор герметичен, и им можно пользоваться. Если движение штока будет продолжаться,   прибор   негерметичен;   следует   проверить   плотность прилегания шланга к штуцеру, устранить не герметичность или взять другой прибор. 2. Воздух   для   анализа   брать   из   пробирки,   имитирующей производственное   помещение,   предварительно   добавив   туда   ядовитые вещества,   наличие   которых   в   воздухе   и   будут   определяться.  Получение исследуемых газов и отбор проб воздуха для анализа проводить только в вытяжном шкафу. 47 3. Приготовить   прибор   УГ­2   к   отбору   пробы:   вставить   шток   в направляющую втулку, давлением руки на головку штока сжимать сильфон до тех пор, пока стопорный механизм не зафиксирует его в верхнем отверстии канавки.   После   этого   присоединить   к   шлангу   необходимую   для   данного конкретного вещества индикаторную трубку, а ее при помощи небольшого переходника соединить с колбой.  4. Надавливая одной рукой на головку штока, другой рукой отвести стопор   12   и   прососать   определенный   объем   испытуемого   воздуха   через индикаторную трубку.  5. По   длине   окрашенного   столбика   в   индикаторной   трубке определить фактическую концентрацию исследуемого газа. 6. 1) По результатам выполненной работы составляется отчет: При   описании   способа   получения   индивидуальных   веществ   – необходимо привести соответствующие химические реакции.  2) 3) Заполнить таблицу 2. Привести   сведения   о   токсичности   определяемых   веществ   и определить к какой группе промышленных ядов они относятся. Таблица 2.  Результаты   определения   концентрации   вредных   веществ   в   воздухе   с помощью УГ­2 Наименование вредного вещества  Количество воздуха, пропущенного через трубку, мл Цвет окраски сорбента До После пропускания пропускания Конц­ия вредного вещества в воздухе, мг/м3 ПДК, мг/м3 Лабораторная работа № 20 Тема: Определение водородного показателя (pH) воды на иономере. Цель   занятия:  Определить   водородный   показатель   (pH)   воды   на иономере. Ход работы: 1. шнура. 2. Подключить прибор к сети 220 В в 50 Гц с помощью сетевого Включить прибор, для чего повернуть ручку 9 (рис.1) по часовой 48 стрелке.  3. 4. Переключатель «Размах» установить в положение «3рН».  Переключатель «Пределы измерения» установить в положение 5­ 8.  5. Произвести   проверку   прибора   по   стандартному   буферному раствору   с   рН   =7,3   при   комнатной   температуре.   Электроды   перед погружением   в   буферный   раствор   необходимо   тщательно   промывать дистиллированной   водой   и   удалять   с   поверхности   избыток   воды фильтровальной бумагой.  6. Затем поместить электроды в стандартный буферный раствор и потенциометрами   «Е   и   и   Е   и   грубо»   установить   стрелку   показывающего прибора на отметку 7,3.  7. Подготовить электроды (см. п.5) и поместить их в исследуемый раствор.   Выдержать   2­3   минуты   и   снять   показания   прибора   с соответствующей шкалы (в диапазоне 5­8.  8. 1­ Исследуемые растворы:  водные   пробы,   подготовленные   студентами   индивидуально   из водоемов Томска и его окрестностей;  2­ 3­ 4­ 9. вода водопроводная  вода дистиллированная  талая снеговая вода  Полученные   результаты   представить   в   виде   таблицы   и   для природных   вод   определить   группу   в   зависимости   от   уровня   рН.  Сравнить значения рН водных проб различного происхождения  Измерение водородного показателя Номер пробы Наименование пробы, место отбора для природных вод Значение рН Характер среды (кислая, нейтральная, щелочная) Группа (только для природных вод) Таблица 1.  Примечания При   отсутствии   рН­метра   пользуются   колориметрическим   методом определения   рН.   Колориметрический   метод   определения   рН   основан   на способности   некоторых   красящих   органических   веществ   менять   свой   цвет (двухцветные индикаторы) или густоту окраски (одноцветные индикаторы) в зависимости   от   концентрации   ионов   водорода   в   воде.   Возникающая   при добавлении   индикатора   окраска   испытуемой   пробы   сравнивается   со стандартной шкалой растворов, рН которых известно.  49 В отчете необходимо ответить на следующие вопросы:  1.   Почему   рН   чистых   незагрязненных   вод   немного   ниже   значения, характерного для нейтральной  среды? Привести расчет рН  незагрязненных вод.  2.Что такое электрохимические методы анализа?  3. В чем сущность метода потенциометрического титрования?  4. Какие электроды применяются для измерения рН и с какой целью? 5. Какова роль рН в природе и жизни человека? Лабораторная работа № 21 Тема: Определение общей жесткости воды. Цель занятия: Определить общую жесткость воды. Ход работы: Метод  основан  на  комплексонометрическом  титровании   исследуемой воды   с   применением  реактива   трилона   Б  (натриевой   соли   этилендиамин тетрауксусной кислоты) в присутствии индикатора эриохрома черного Т.  В   присутствии   ионов   Са2+  и  Mg2+  при  pН  =  7­11  индикатор   за   счёт образования комплексов с этими ионами приобретает характерный  лилово­ красный цвет. При добавлении трилона Б эти комплексы распадаются и ионы Са2+  и Mg2+  связываются  в бесцветный  более прочный комплекс  с трилоном Б, а раствор приобретает бледно­синюю окраску индикатора.  Изменение окраски происходит в тот момент, когда израсходуются все ионы Са2+  и  Mg2+. При этом количество вступившего в реакцию трилона Б эквивалентно количеству ионов Са2+ и Mg2+ . Выполнение опыта Для анализа в коническую колбу отмерить  50 мл  исследуемой воды и (NH4OH+NH4Cl)   и добавить  5мл   аммонийного   буферного   раствора  микрошпатель индикатора эриохрома черного. Затем 0,0IН раствором трилона Б оттитровать пробу воды до перехода лилово­красной окраски в синюю. Титрование повторить ещё два раза. Результаты титрования записать в таблицу 2: Таблица 2 50 №  титрования Объем H2O V(H2O),мл Объем раствора трилона Б,  V(трилонаБ),       мл Средний объем Нормальность раствора   трилона Б Vсред(трилонаБ), мл раствора  трилона Б   Сн(трилонаБ),        моль/л 1 2 3 50 50 50 Оформление результатов опыта: 1. Записать закон эквивалентов. Рассчитать общую жесткость воды       (Ж общая в мэкв/л) по формуле:             Сн (трилонаБ) ∙ V сред(трилонаБ) Ж общая = ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ ∙ 1000                                                           V(H2O) 2.Определить по таблице 2.1 к какой группе относится анализируемая вода. 3.Рассчитать   постоянную   жесткость   воды   (Ж  постоянная  в   мэкв/л), зная её    общую и временную жёсткость:  Ж постоянная = Ж общая ­ Ж врем. Величина общей жесткости (мэкв/л) До 2 2...6 6...10 более10 Приложение Таблица 2.1 Группа воды мягкая средней жесткости жесткая очень жесткая Лабораторная работа № 22 51 Тема: Определение других видов жесткости. Цель занятия: Определить другие виды жесткости. Ход работы: Так   как   вода,   содержащая   гидрокарбонаты   кальция   и   магния   имеет щелочную   реакцию   (почему?),   определение   карбонатной   жёсткости производятся   непосредственным   титрованием   воды   соляной   кислотой   в присутствии индикатора ­ метилового оранжевого.           Для   анализа   в   коническую   колбу   отмерить   с   помощью   мерного цилиндра  100   мл  исследуемой   воды.   Добавить   2­3   капли   индикатора метилового оранжевого.  В   приготовленную   заранее   бюретку   налить   0,1Н   раствор  соляной кислоты.  Установить   уровень   на   нулевое   деление   и   по   каплям   приливать соляную   кислоту   в   воду   до   изменения   окраски   раствора   от  жёлтой   до оранжево­розовой.  Определить   объём   израсходованной   на   титрование кислоты.  Титрование   повторить   ещё   два   раза,   каждый   раз   доливая   в   бюретку кислоту до нулевого деления. Результаты титрования записать в таблицу 1: Таблица 1 № титрования Объем H2O V(H2O),          мл Объем раствораHCl V (HCl), мл Средний   объем раствора HCl Vсред(HCl),мл Нормальность раствора Сн(HCl),моль/л  HCl 1 2 3 100 100 100 Оформление результатов опыта 1.Написать   уравнения   протекающих   химических   реакций   в молекулярном и ионно­молекулярном виде. Объяснить, почему вода имеет щелочную реакцию. Записать закон эквивалентов. 2.   Рассчитать   временную   жесткость   воды   (Ж  врем  в   мэкв/л)   по формуле: Сн (HCl) ∙ V сред(HCl) 52 Ж врем = ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ ∙ 1000 V(H2O) 53