Шпаргалка по "Химии"

    Металлическим спиртомером замеряют крепость спирта в пределах от 33 до 99,9 об. °/0.

22. Определение этиленгликоля

    Молекулярный  вес 62. Этиленгликоль легко смешивается с водой, этанолом и ацетоном. Не смешивается с углеводородами, в частности с бензином. Температура кипения этиленгликоля 197°, а плотность 1,114 г/см8. Температура замерзания —11,5°. Смеси этиленгликоля с водой замерзают при более низкой температуре. Самую низкую температуру замерзания (—75") имеет смесь, содержащая 33% воды. Эти свойства этиленгликоля широко используют для приготовления низкозамерзающих жидкостей. Поэтому важно определять содержание этиленгликоля не только в товарном продукте, но и в водно-гликолевых смесях.

    Метод основан на окислении этиленгликоля  раствором бихромата калия в серной кислоте и определении избыточного количества бихромата калия:

      

    Выделившийся  иод оттитровывают тиосульфатом натрия.

23. Определение кислотного  числа, йодного  числа, бромного  числа

    Кислотное число. Для количественной характеристики смеси кислот, имеющих незначительную разницу в физических и химических свойствах, а также в тех случаях, когда неизвестен точный молекулярный вес определяемой кислоты, применяют условный химический показатель — кислотное число (к. ч.). Этот показатель иногда называют числом нейтрализации или коэффициентом нейтральности.

    Кислотным числом называют количество миллиграммов едкого кали, необходимое для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г анализируемого вещества. Кислотное число обычно определяют для жиров, масел, смол и других веществ и оно служит характеристикой качества готовой продукции.

    Йодное  число. Йодное число характеризует содержание ненасыщенных соединений в жирах и смолах и является одним из важнейших показателей их качества.

    Йодное  число показывает, сколько граммов галоида в пересчете на иод может присоединиться к 100 г данного вещества. Определение йодного числа основано на том, что ненасыщенные алифатические соединения легко присоединяют по месту разрыва двойной связи молекулу галоида. При этом хлор и бром частично вступают в реакцию замещения. Иод же вступает в реакцию присоединения очень медленно. Поэтому для определения степени ненасыщенности жиров применяют смесь Галоидов: хлор — иод, бром — иод или иодноватистую кислоту.

    Бромное число — это количество граммов брома, которое присоединяется к 100 г вещества. Так как чистый бром легколетучий и частично вступает в реакцию замещения, то для бромирования применяют бромид-броматный раствор (5 КВг + КВrO3) или раствор брома в метиловом спирте, насыщенном бромистым натрием. В этом растврре бром находится в виде молекулярного соединения с бромистым натрием (NaBr-Br2) и поэтому не вызывает никаких побочных реакций замещения или окисления, наблюдающихся для растворов свободного брома.

    Метод бромирования пригоден для определения двойных связей в спиртах, альдегидах, кетонах, простых и сложных эфирах и кислотах. 

24. Определение числа  омыления и эфирного  числа

    Число омыления и эфирное  число. Количественное определение сложных эфиров основано на реакции гидролитического расщепления (омыления). В результате омыления образуется спирт и соль кислоты

    

    

 

    По  количеству щелочи, израсходованному на омыление, рассчитывают количество сложного эфира. Для наиболее часто используемых в основном органическом синтезе сложных эфиров наряду с количественным определением содержания эфира определяют различные константы: кислотное число, эфирное число, число омыления, бромное число и другие показатели.

    Число омыления (ч. о.) соответствует количеству миллиграммов едкого кали, необходимому для нейтрализации свободных  кислот и омыления эфиров, содержащихся в 1 г анализируемого вещества. 250

    Реакция омыления протекает в присутствии  щелочи. Скорость омыления зависит  от концентрации ионов ОН- в растворе и от температуры. Наиболее часто омыление проводят при температуре кипящей водяной бани. Кроме того, скорость омыления эфиров зависит от природы эфира. В одних случаях реакция омыления прртекает быстро, даже при обычной температуре, в других продолжается несколько часов. Сложные эфиры, растворимые в воде, сравнительно легко омы- ляются даже водным раствором щелочи, плохо растворимые эфиры — в спиртовой среде. Для омыления пользуются преимущественно спиртовым раствором КОН. Спиртовые растворы щелочей при хранении меняют свой титр, поэтому поправочный коэффициент для них определяют в каждом отдельном случае при помощи контрольного титрования.

    Эфирное число соответствует количеству миллиграммов едкого кали, необходимому для омыления сложных эфиров, содержащихся в 1 г исследуемого вещества. Эфирное  число определяют как разность между  числом омыления и кислотным числом (Кислотным числом называют количество миллиграммов едкого кали, необходимое для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г анализируемого вещества.)

25. Отбор проб твердых,  жидких  и газообразных  веществ для анализа  неорганических веществ

    Отбор проб твердых веществ. Чтобы отобранная проба по своему составу соответствовала действительному составу материала, необходимо брать определенное количество мест из партии и учитывать крупность кусков.

    Если  поступившее сырье или готовая  продукция находится в таре (бочки, мешки, банки, ящики и т. д.), то из поступившей партии отбирают определенное количество мест или определенный процент от каждой партии. Если исследуемое вещество не вполне однородно, нужно брать несколько проб из разных мест: снизу, сверху, из середины и с боков. При отборе сыпучих материалов, поступающих в таре, необходимо отобрать пробу 10% тарных мест, но не менее чем от 3 мест. Пробу берут специальным приспособлением - щупом. Щуп представляет собой железный или медный узкий желоб, заостренный с одного конца. Для более точного отбора проб применяется щуп конструкции Говальского. Крупнокристаллические вещества берут совком.

    Первичная средняя проба сыпучих или  кусковых материалов бывает значительной. Для химического анализа, как  правило, навеска не должна превышать  0,5-2 г. Отсюда вытекает необходимость сокращения пробы. При этом состав сокращенной пробы должен быть тождествен составу исходной пробы. Это достигается разделкой первичной пробы. Измельчение производят вручную или при помощи специальных лабораторных дробилок, мельниц. Перемешивание измельченной пробы производят после пропускания через сито с отверстиями определенного размера. Просеянную массу тщательно перемешивают, ссыпают в кучу в виде конуса и, надавливая на вершину конуса, разравнивают в диск толщиной 3-5 см. Анализируемый материал чаще всего сокращают квартованием. Полученный диск делят двумя взаимно перпендикулярными диаметрами на 4 сектора. Два противоположных сектора отбрасывают, а два оставшихся перемешивают и вновь собирают в конусную кучу и подвергают квартованию, пока не получат остаток оговоренной стандартом массы. После последнего сокращения и перемешивания пробы коническую кучу расплющивают и делят шпателем или специальной делительной решеткой на 15-20 квадратов со стороной 50 мм. Из середины квадратов в шахматном порядке отбирают аналитическую пробу. Ложечка или шпатель при взятии пробы обязательно должны доходить до дна. Обычно берут две пробы, одна из которых арбитражная. При всех этих операциях важно сохранить физико-химические свойства основной массы вещества. Для этого первичную пробу надо отбирать в плотно закрывающуюся, удобную для переноски тару. Первичная проба для разделки должна храниться в неотапливаемом помещении не более суток.

    Отбор пробы газов. Пробы газов отбирают в газовые пипетки с двумя кранами, колбы, из которых предварительно эвакуирован воздух, аспираторы (рис. 2), футбольные камеры или кислородные подушки. При хранении газов следует иметь в виду такие процессы, как растворимость газа в воде или запорной жидкости, диффузия газов через резинку. Оба эти процесса могут сильно изменить состав газа, поэтому отобранная проба должна быть проанализирована возможно быстрее.

    Отбор пробы жидкостей. Среднюю пробу жидкости берут специальным пробоотборником. Конструкция пробоотборника зависит от вида анализируемой жидкости (нефтепродукты, кислоты, наличие взвесей и т. п.). Перед взятием пробы необходимо убедиться в том, что пробоотборник чист. Методы отбора проб и количество отбираемой жидкости в каждом конкретном случае определяются правилами ГОСТов и технических условий (ТУ).

    Отбор проб из мелкой тары. Часто приходится проводить анализ жидкости, находящейся  в сосудах небольшой емкости (бидоны, железные бочки, бутыли и т. п.). В этом случае отбирают 10—25% общего числа мест, из каждого места берут одинаковое количество жидкости и смешивают. Если сосуды различной емкости, то пробы должны быть пропорциональны количеству жидкости в сосуде.

    Перед взятием пробы жидкость в сосуде перемешивают. Пробу отбирают при помощи длинной суженной на конце стеклянной трубки (диаметр 20 мм) или сифоном. Трубку медленно погружают в жидкость в вертикальном положении, затем, зажав ее верхнее отверстие пальцем, вынимают; пробу выливают в приемник. Таким образом пробы отбирают из всех тарных мест и смешивают в приемнике, из которого уже берут пробу на анализ.

26. Основные точки  контроля в производстве  серной кислоты

    Серная  кислота — прозрачная маслянистая  бесцветная жидкость. Наличие примесей придает ей желтовато-бурый оттенок. Концентрацию кислоты определяют по содержанию в продукте моногидрата или по плотности. Плотность растворов H2S04 растет с увеличением концентрации до 98,3%, при которой она достигает 1,84 г/см3, а затем уменьшается и для 100%-ной H2S04 равна 1,838 г/см3.

    Серная  кислота смешивается с водой во всех соотношениях, крайне гигроскопична, разрушает органические вещества, кожу, действует на многие металлы. Серная кислота имеет очень широкое применение в различных отраслях промышленности.

    В зависимости от способа производства, концентрации кислоты, содержания примесей и назначения серную кислоту выпускают следующих видов: камерную, башенную, олеум, купоросное масло, аккумуляторную, а также регенерированную, получаемую из отработанных кислот.

    Серную  кислоту получают сжиганием сульфидов, преимущественно серного колчедана, и серы с последующей переработкой двуокиси серы, выделяющейся при сжигании. Серную кислоту получают также из отходов различных производств: газов металлургических печей, коксовых, генераторных и других, содержащих сернистые соединения.

    В настоящее время существует два  метода производства серной кислоты^—  контактный и башенный. Башенным методом  получают 75— 78%-ную кислоту, контактным — 92—94%-ную (купоросное масло) и олеум (раствор SOg в моногидрате).

    Производство  серной кислоты контактный методом состоит из четырех основных стадий: получение двуокиси серы; очистка двуокиси серы от примесей; окисление двуокиси серы в трехокись на катализаторе:

    

    

    поглощение  трехокиси серы сер- ной кислотой с последующим разбавлением водой (рис. 118).

    Производство  серной кислоты башенным способом осуществляется по следующим стадиям: получение двуокиси серы

    

    

    разложение  нитрозилсерной кислоты (раствор окислов азота в серной кислоте) с выделением из нее окислов азота; окисление двуокиси серы и образование серной кислоты

    

    

    улавливание окислов азота серной кислотой с образованием нитрозилсерной кислоты (смешанного ангидрида серной и азотистой кислот)

    

В зависимости  от технической схемы меняется и контроль производства серной кислоты (см. 118, 119).

    Основные  точки" контроля производства серной кислоты контактным методом:

    - анализ сырья: определение серы, влаги, нерастворимого остатка, полуторных окислов, железа, алюминия, мышьяка, кремния, меди, кальция, магния, селена, теллура, углерода;

     - анализ огарка: определение серы, полуторных окислов, железа, алюминия, кремния, меди, цинка, кальция,  магния;

    - определение сернистого ангидрида,  мышьяка и селена;

    - определение мышьяка и влаги  в газах;

    - определение сернистого ангидрида  в газах;

    - определение сернистого и серного  ангидридов в газах;

    - определение кислорода в газах;

    - анализ серной кислоты и олеума: определение цвета, содержания  моногидрата, окислов азота, железа, прокаленного остатка, мышьяка, меди, свинца и др.