1.5.2 Определение сухих веществ в черном щелоке

Приборы и посуда:

1. аналитические весы с точностью взвешивания 0,0001 г;

2. стеклянный бюкс;

3. сушильный шкаф

4. пипетка на 1 мл;

5. фильтровальная бумага;

Для определения содержания сухих веществ в черном щелоке берут плотный фильтр диаметром 100 мм или из фильтровальной бумаги вырезают полоску размером 50 50 мм, помещают в бюкс и высушивают в сушильном шкафу при температуре (105 3) ⁰С в течение 30 мин до постоянной массы, затем охлаждают в эксикаторе 10 мин и взвешивают.

Затем на фильтр равномерно распределяют из пипетки 0,8…1,0 мл черного щелока. Бумажный фильтр помещают в сушильный шкаф, подсушивают и взвешивают через каждые 15 мин, доводя фильтр до постоянной массы. Выполняют два параллельных определения.

m_ф1 = 0,7003

m_ф2 = 0,6991

m_ф3 = 0,6809

m_{ф1 со щелоком} = 0,8912

m_{ф2 со щелоком} = 0,8801

m_{ф3 со щелоком} = 0,8858

m_ф1^/ = 0,1909

m_ф2^/ = 0,1810

m_ф3^/ = 0,2049

m_фср.^/ = 0,1923

V₁ = 1мл

Содержание сухих веществ в черном щелоке рассчитывают по формуле, г/л,

₍₁₄₎

где m _фср.^/ – средняя масса фильтра, г, m _фср.^/ = 0,1923 г; V – объем щелока, мл, V = 1 мл.

г/л

2. Анализ целлюлозы

2.1 Определение числа Каппа целлюлозы

Определение числа Каппа, показывающего содержание остаточного лигнина в целлюлозе, перманганатным способом основано на нахождении расхода перманганата калия при обработке целлюлозы (полуцеллюлозы). Число Каппа выражается количеством миллилитров 0,1 н. раствора KMnO₄, расходуемого на обработку 1 г абсолютно сухой целлюлозы в течение 10 мин.

Приборы, посуда, реактивы:

1. гомогенизатор;

2. мешалка с частотой вращения 800…1000 мин^-1;

3. секундомер;

4. мерные цилиндры вместимостью 500, 50 мл;

5. стакан на 1000 мл;

6. пипетки вместимостью 50, 25, 10 мл;

7. бюретка на 25 мл;

8. химический стакан на 150…200 мл;

9. 0,1 н. раствор перманганата калия (KMnO₄);

10. 0,2 н. раствор тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃);

11. 4 н. раствор серной кислоты (H₂SO₄);

12. 1 М раствор йодистого калия (KI);

13. 0,4 %-ный раствор крахмала.

Навеску воздушно-сухой целлюлозы (1,0…10,0 г) берут с точностью до 0,0001 г с таким расчетом, чтобы расход раствора KMnO₄ составлял примерно 50 % от взятого на реакцию. Массу навески рассчитывают в зависимости от содержания лигнина. Влажность целлюлозы определяют заранее.

Подготовленную навеску разбивают в 270 мл дистиллированной воды в гомогенизаторе до исчезновения комочков. Затем массу переносят в стакан на 1000 мл. Сосуд споласкивают 100 мл дистиллированной воды, которую также выливают в реакционный стакан.

Реакционный стакан устанавливают на магнитную мешалку. Пробу тщательно размешивают и приливают реакционную смесь – 50 мл 0,1 н. раствора KMnO₄ (пипеткой) и 50 мл 4 н. раствора H₂SO₄ (цилиндром), предварительно отмеренные в стаканчик. В момент добавления реакционной смеси в стакан с анализируемой пробой целлюлозы включают секундомер. Стаканчик из под реакционной смеси споласкивают 30 мл дистиллированной воды, которую выливают в реакционный стакан. Общий объем жидкости в реакционном стакане должен составлять 500 мл. Глубина воронки при перемешивании 25 мм. Время проведения реакции 10 мин. Через 5 мин после начала реакции в стакане замеряют температуру.

Через 10 мин в реакционный стакан добавляют 10 мл 1 М раствора KI, чтобы остановить реакции окисления лигнина. Не прекращая перемешивания, выделившийся йод оттитровывают из бюретки 0,2 н. раствором Na₂S₂O₃ до соломенного цвета. Затем добавляют 5…10 капель крахмала и титруют по каплям до обесцвечивания.

Параллельно определяют расход 0,2 н. раствора Na₂S₂O₃ на титрование холостой пробы. Для этого в реакционный стакан наливают 370 мл дистиллированной воды и смесь, состоящую из 25 мл 0,1 н. раствора KMnO₄ (пипеткой), 25 мл дистиллированной воды и смесь, состоящую из 25 мл 0,1 н. раствора KMnO₄ (пипеткой), 25 мл дистиллированной воды и 50 мл 4 н. раствора H₂SO₄ (цилиндром), предварительно отмеренных в стаканчик, и размешивают мешалкой. Стаканчик споласкивают 30 мл дистиллированной воды. Общий объем смеси также составляет 500 мл. Затем добавляют 10 мл 1 М раствора KI и, не прекращая перемешивания, оттитровывают выделившейся йод 0,2 н. раствором Na₂S₂O₃. Температура реакции при титровании холостой пробы должна быть 25 ⁰С. Выполняют два параллельных определения. Разница между полученными результатами не должна превышать 1 %.

Степень делигнификации (число Каппа) вычисляют по формуле

₍₁₅₎

где V – объем 0,1 н. раствора KMnO₄, мл,

₍₁₆₎

н – нормальность раствора Na₂S₂O₃, н = 0,2; V₁ – рассчитанный объем раствора Na₂S₂O₃, пошедший на титрование холостой пробы, мл,

₍₁₇₎

- объем 0,2 н. раствора Na₂S₂O₃, теоретически необходимый для титрования 50 мл 0,1 н. раствора KMnO₄, = 25 мл; b – объем 0,2 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование холостой пробы, мл, b = 13,0 мл; V₂ – объем 0,2 н. раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование анализируемой пробы, мл, V₂ = 13,5 мл; d – коэффициент пересчета на 50 %-ный расход KMnO₄, зависящий от V, d = 0,996; m – навеска абсолютно сухой целлюлозы, г, m = 1,963488 г; t – температура реакционной смеси, ⁰С, t = 20 ⁰C.

мл

мл