Навигация
2. Экспериментальная часть
2.1 Методика проведения эксперимента
Приготовление реактивов. Для приготовления медноаммиачного комплекса Cu(OH)2 + 4NH3→Cu(NH3)4(ОН) 2 с лучшим растворением целлюлозы, приготовим несколько растворов:
1) приготовление Cu(OH)2.+ NH3
В одной емкости приготовили насыщенный раствор Na(OH) (ЧДА), во второй – раствор CuSO4. При перемешивании раствора щелочи, по немногу добавляем раствор CuSO4 до достижении густого раствора (выпадает светло зеленый Cu(OH)2). После, через двойную фильтровальную бумагу, на вакуум фильтре, отфильтровуем раствор для извлечении кристаличного Cu(OH)2.
Затем, трижды промываем в дистилированой воде и сушим в сушильном шкафу. В результате этого реактив темнеет, это свидетельствует о его не стабильной форме (распадается на СuO и H2O).
2) приготовление Cu(OH)2 + NH3 без образования СuO.
Приготовление ведут аналогичным образом, но при добавлении раствора щелочи в раствор сульфата, ему даю преждевременно остыть, дабы не вызвать переход к оксиду от воздействия высокой температуры. Отфильтрованный реактив не подвергался сушке в сушильном шкафу.
3) приготовление CuSO4 NH3. Сульфат уже готовый, квалификации ЧДА(CuSO4х5H2O).
Концентрацию NH3 выбираем из приведенной литературы [1] = 25%
В качестве целлюлозы использовалась хлопковая вата.
Три раствора были иставлены на время, после чего отфильтрованы. Было установлено что из трех приготовленных растворов лучше в себе растворяет целлюлозу 3-ий.
Для раствора №3 была снята pH характеристика для определения концентрации NH3 в растворе. Снятие характеристики проводилась следующим образом:
В стакан поместили 5 мл. раствора отфильтрованного [Cu(NH3)4(ОН) 2] + целлюлоза и довели объем до 50 мл. После, при перемешивании магнитной мешалкой по каплям добавляли Н2SO4 концентрацией 1 моль/мл. Была снята характеристика pH=f(V).
Из графика видно, что расход серной кислоты 1 моль/мл в точке эквивалентности рамен 20,5 мл.
Анализ медноаммиачиого реактива
Для приготовления раствора трилона Б концентрацией 0,02 моль/л растворяют в воде 7,444 г. этой соли в мерной колбе на 1 л. Титр полученного раствора устанавливают по раствору сульфата меди (CuSO4 5H2O) концентрацией 0,02 моль/л следующим образом, отбирают пипеткой 25 мл раствора сульфата меди концентрацией 0,02 моль/л и вносят в коническую колбу вместимостью 500 мл. Добавляют в колбу 300 мл дистиллированной воды, 20 мл раствора аммиака концентрацией 1 моль/л и приблизительно 0,2 г мурексида. (Индикатор мурексид готовят тщательным растиранием в ступке с хлоридом натрия в соотношении 1:100.) [1] Титруют смесь в колбе раствором трилона Б до перехода цвета раствора от желто-зеленого через грязно-зеленый до сине-фиолетового (см примечание 2).
Для определения меди и аммиака 25 мл медно-аммиачного реактива вносят пипеткой в мерную колбу на 250 мл, предварительно заполненную на 2/3 объема дистиллированной водой. Колбу ставят в термостат с температурой (20±0,2)°С и после 15 мин термостатирования доводят до метки водой с той же температурой Из приготовленного разбавленного раствора отбирают пипеткой 25 мл, помещают в коническую колбу на 500 мл, добавляют три капли метилового красного и титруют раствором серной кислоты концентрацией 1,0 моль/л (цвет раствора изменяется от синего через зеленый, желто-зеленый и желтый в розовый). К оттитрованному раствору добавляют 300 мл дистиллированной воды, 20 мл раствора NH3 концентрацией 1,0 моль/л, приблизительно 0,2 г индикатора мурексида и продолжают титровать раствором трилона Б концентрацией 0,02 моль/л (цвет раствора изменяется от грязно-зеленого через желто-зеленый и красно-фиолетовый в фиолетовый).
Для определения концентрации аммиака в растворе был реализован метод титрования. (см. лит. №2 с. 39)
Массовую долю аммиака NH3, г/мл, рассчитывают по формуле:
или 136,34 г./л
Концентрацию меди в растворах определяли методом полного выделения меди из раствора. Для этого отбирали в колбу емкостью 500 мл 50 мл исследуемого раствора, засыпали избытком металлического цинка и заливали большим объемом раствора серной кислоты средней концентрации до полного растворения избытка цинка. Выделившуюся в процессе реакции медь взвешивали на аналитических весах.
Были оприделены массы растворенной меди в четырех растворах:
МАК 
МАК(
) 
МАК+целлюлоза 
МАК()+целлюлоза 
Тогда концентрации составляют:
МАК 
МАК() 
МАК+целлюлоза 
МАК()+целлюлоза 
Приготовление медно-аммиачного реактива (электрохим. метод)
Для растворения целлюлозы применяют медно-аммиачный реактив, содержащий (13,0±0,2) г/л меди, (200±2) г/л аммиака и 2 г/л перекристаллизованной сахарозы. Медно-аммиачный реактив готовят в установке, состоящей из бутылки, помещенной в охлаждающую баню, и двух последовательно соединенных склянок (2,3) Тищенко. [1]
Для приготовления раствора используют чистую электротехническую медь в виде проволоки диаметром 1…2 мм или листов толщиной 1,0. 1,5 мм и 25..27%-ный раствор NHз. Медную проволоку нарезают на куски длиной 40…50 мм или свертывают в виде спирали диаметром 8…10 мм, листовую медь нарезают на куски размером 5…6 x 20…35 мм. Медь очищают от оксидов и других загрязнений обработкой водным 30%-ным раствором НNОз, а затем тщательно промывают проточной водопроводной и дистиллированной водой.
В бутыль(1) загружают свежеочищенную медь до 2/3 ее объема и заливают до этого же уровня 25–27%-ным водным раствором NНз, содержащим 2 г/л сахарозы.
Для лучшего растворения меди бутыль охлаждают льдом или проточной холодной водой.
В склянку Тищенко, непосредственно соединенную с бутылью, заливают 25 27%-ный раствор NН3, а во вторую – 40%-ный раствор NaОН. Соединяют верхнюю часть бутыли с водоструйным насосом и медленно, со скоростью 2…3 пузырька в секунду, пропускают через систему воздух После 8…10 ч ориентировочно определяют массовую долю меди в растворе колориметрически путем сравнения с эталонным раствором. По достижении избыточного содержания меди по сравнению с требуемым раствор переливают в бутыль из темного стекла, тщательно перемешивают и проводят анализ и дозировку. [2]
Во время проведения эксперименты метод был модернезирован. С целью упрощения схемы две склянки Тищенка были заменены на устройство получения ионов меди электрхимическим путем.
В раствор аммиака концентрации 25% погружали медный анод большой площади и медный точечный катод, площадь которого несравнимо мала с площадью анода. Различие в площадях анода и катода позволяло на катоде получать большие плотности тока, что приводило к протеканию на катоде побочной реакции выделения водорода, и, как следствие уменьшение выхода по току реакции выделения меди. Неравенство анодного и катодного выхода по току растворения и выделения меди позволяли в растворе накапливать ионы меди с образованием аммиачного комплекса.
Этот метод получил свои отличительные достоинства по сравнению с приведенным в литературе [1]. Так как в методе 1 кислород подавался вместе с воздухом, где его 27% и предварительно очищался в 2 – ух склянках от нежелательного СО2 для раствора, здесь же для образования ионов меди кислород как окислитель не используется в принципе, что во-первых позволяет получать более чистые продукты реакции, а во-вторых, что не маловажно, скорость реакции не ограничивается пропускной способностью системы поглощения газа в жидкости. Кроме того метод получил экономию на дополнительные реактивы (NН3).
Похожие работы
... известное синтетическое волокно – полиамидное (США). Производство в промышленном масштабе полиэфирных, полиакрилонитрильных и полиолефиновых синтетических волокон осуществлено в 1954 –1960. Свойства. Химические волокна часто обладают высокой разрывной прочностью [до 1200 Мн/м2 (120кгс/мм2)], значит разрывным удлинением, хорошей формоустойчивостью, несминаемостью, высокой устойчивостью к ...
... свойствами, тогда как возможности варьировать свойства искусственных волокон очень ограничены, поскольку их формуют практически из одного полимера (целлюлозы и её производных). Синтетические волокна характеризуются высокой прочностью, водостойкостью, износостойкостью, эластичностью и устойчивостью к действию химических реагентов. Производство синтетических волокон развивается более быстрыми ...
... кислот с соответствующим катализатором, например серной кислотой. Простые эфиры могут образовываться в результате действия концентрированного гидроксида натрия, приводящего к образованию натронной целлюлозы, и последующей реакции с алкилгалогенидом: Реакция с оксидом этилена или пропилена дает гидроксилированные простые эфиры: Наличием этих гидроксильных групп и геометрией макромолекулы ...
... в виде волокнистого материала и бинта) обрабатывалась 1 М водным раствором перекиси водорода. Как было показано в литературном обзоре, при окислении целлюлозы перекисью водорода происходит неизбирательное окисление, в результате которого возможно образование карбонильных (альдегидных и кетонных) и карбоксильных групп, с разрывом и без разрыва пиранового кольца. Вторым компонентом, используемым ...
0 комментариев