Приготовление растворов.
Раствор NaOH 100 г/л
Берем навеску NaOH 105 г (с учётом влажности 5 %) и растворяем её в 1000 мл H2O
Раствор NaOH 60 г/л
60 г + 5% влажн=63 г ( сухого NaOH) и растворяем в 1000мл H2O
В итоге нами был получен 6,3 % раствор NaOH
25% раствор H2SO4 —500 г
Исходная серная кислота : d=1.84 г/см3 ω=96 %
По правилу креста :
9
6
500
2 5
X
X=75.6
25 % — 500
X — 100
X=12.5 =>12.5/1.84=68
M=128.8 г — 96% H2SO4 ( V=70.5 мл )
Нужно получить 500 г раствора , тогда:
m (H2O) = 500-128.8=371.2 (V H2O =371.2 мл )
Подождав, пока раствор остудится, мы измерили плотность. d=1.175 г/см3 ,что соответствует концентрации 25 %
Растворы CaCl2 c разными концентрациями
М(CaCl2)=111 г/моль.
Концентрация раствора |
Масса CaCl2 на 1 л раствора |
Масса CaCl2 на 0,5 л раствора |
Масса CaCl2 с учетом влажности |
20 |
2,22 |
1,11 |
1,16 |
40 |
4,44 |
2,22 |
2,33 |
60 |
6,66 |
3,33 |
3,49 |
80 |
8,88 |
4,44 |
4,66 |
100 |
11,1 |
5,5 |
5,78 |
120 |
13,32 |
6,6 |
6,99 |
140 |
15,54 |
7,75 |
8,14 |
Получение ионообменного ПАН волокна.
Ионообменные волокна – это волокна со специальными свойствами. Эти волокна представляют собой пространственно-сшитые трехмерные структуры, состоящие из ориентированных макромолекул, содержащих функциональные группы кислой и основной природы.
Главное свойство ионообменных волокнистых материалов (ионообменных волокон) состоит в способности их функциональных групп диссоциировать в жидких средах и обмениваться противоионами, а также проявлять хемосорбционные свойства.
Используют ионообменные волокна для:
улавливания токсичных или ценных газообразных веществ и жидких аэрозолей,
очистки и доочистки сточных вод с концентрацией вредных или ценных веществ менее 40 мг/л. При таких концентрациях применение других способов улавливания экономически неэффективно.
очистки воздуха вентиляционных систем,
изготовления защитной одежды, предохраняющей от брызг и капель агрессивных жидкостей,
анализа газовых смесей,
уменьшения мацерации кожного покрова и ускорения заживления пролежней и ран.
Возможность получения ионообменного волокна на основе полиакрилонитрила обусловлена наличием в полимере активных групп, способных в щелочной среде омыляться в карбоксильные группы, которые и придают волокну катионообменные свойства:
NaOH NaOH
-СН2-СН- ——— -СН2-СН - ——— -СН2-СН -
l l – NH3 l
СN CONH2 COO Na
Омыление можно проводить как на товарном, термообработанном, так и на свежесформованном волокне. При обработке свежесформованного волокна химические преобразования протекают быстрее, равномернее, без катализатора.
Определение СОЕ ионообменных волокон
СОЕ – это число фиксированных ионогенных групп в миллимолях на грамм сухого ионита в Н-форме для катионитов или ОН-форме для анионитов, определенное в статических условиях.
где m – масса волокна,г;
b – объем раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/л, пошедшего на титрование, мл;
f2 – фактор раствора HCI с концентрацией 0,1 моль/л;
a – объем аликватной части NaOH взятой на титрование, мл ;
f1 – фактор раствора NaOH с концентрацией 0,1 моль/л
Влияние концентрации и продолжительности обработки
на СОЕ и приращении массы омыленного ПАН-волокна
№ |
СNaOH, CNН2NH2*H2SO4, г/л |
T,0C |
τ, мин |
m, % |
СОЕ, ммоль/г |
1 |
40/40 |
96 |
60 |
0,54 |
4,33 |
2 |
60/60 |
17,18 |
5,47 |
||
3 |
80/80 |
31,6 |
7,92 |
||
4 |
100/100 |
17,7 |
5,93 |
||
5 |
80/80 |
96 |
30 |
11 |
0.26 |
6 |
80/80 |
50 |
22 |
1,26 |
|
7 |
80/80 |
70 |
16 |
1,07 |
|
8 |
80/80 |
90 |
35,7 |
2,49 |
Четыре навески волокна обрабатывают растворами по 80 мл NaOH и NH2-NH2·H2SO4 разных концентраций в круглодонной колбе на кипящей водяной бане в течение 60 мин при температуре 960C. Затем волокно вынимают, промывают дистиллированной водой. Отжимают и сушат.
Четыре навески волокна обрабатывают растворами по 80 мл NaOH и NH2-NH2·H2SO4 с одной концентрацией в круглодонной колбе на кипящей водяной бане в течение 30, 50, 70 и 90 мин при температуре 960C. Затем волокно вынимают, промывают дистиллированной водой. Отжимают и сушат.
Для определения СОЕ мы брали навеску воздушно-сухого волокна, заливали 50 мл раствора NaOH с молярной концентрацией 0,1 моль/л. Через 30 мин. 10 мл пробы оттитровывали раствором HCI с молярной концентрацией 0,1 моль/л по метилоранжу.
Вывод:
При увеличении концентрации при прочих равных условиях СОЕ увеличивается.
При увеличении продолжительности обработки при прочих равных условиях СОЕ увеличивается.
Определение СОЕ волокон Фибана К-1 и Фибана А-5
Эти волокна представляют собой пространственно-сшитые трехмерные структуры, состоящие из ориентированных макромолекул, содержащих функциональные группы кислой и основной природы.
Главное свойство этих волокнистых материалов (ионообменных волокон) состоит в способности их функциональных групп диссоциировать в жидких средах и обмениваться противоионами, а также проявлять хемосорбционные свойства.
Используют ионообменные волокна для:
улавливания токсичных или ценных газообразных веществ и жидких аэрозолей,
очистки и доочистки сточных вод с концентрацией вредных или ценных веществ менее 40 мг/л. При таких концентрациях применение других способов улавливания экономически неэффективно.
очистки воздуха вентиляционных систем,
изготовления защитной одежды, предохраняющей от брызг и капель агрессивных жидкостей,
анализа газовых смесей,
уменьшения мацерации кожного покрова и ускорения заживления пролежней и ран.
Определение СОЕ ионообменных волокон
СОЕ – это число фиксированных ионогенных групп в миллимолях на грамм сухого ионита в Н-форме для катионитов или ОН-форме для анионитов, определенное в статических условиях.
где m – масса волокна,г;
b – объем раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/л, пошедшего на титрование, мл;
f2 – фактор раствора HCI с концентрацией 0,1 моль/л;
a – объем аликватной части NaOH взятой на титрование, мл ;
f1 – фактор раствора NaOH с концентрацией 0,1 моль/л
Влияние концентрации, температуры и продолжительности обработки
на СОЕ Фибан-К 1 и Фибан-А5 волокн.
Фибан К-1, Фибан А-5. |
СNaOH, CNН2NH2*H2SO4, г/л |
T,0C |
τ, мин |
m, г |
СОЕ, ммоль/л |
|
Ф-К1 |
Ф-А5 |
|||||
1 |
40/40 |
95 |
30 |
0,5 |
3,57 |
3,76 |
2 |
60/60 |
50 |
3,6 |
4,09 |
||
3 |
80/80 |
70 |
3,57 |
3,76 |
||
4 |
100/100 |
90 |
3,67 |
4,02 |
||
Четыре навески по 0,5 г (Фибан К-1 и Фибан А-5) обрабатывают раствором NaOH с концентрацией (40, 60,80,100 г/л )и гидрозинсульфатом с концентрацией (40,60,80,100 г/л) на кипящей водяной бане в течение 30,50,70,90 мин при температуре 95 0C. Затем волокно вынимают, промывают дистиллированной водой. Отжимают и сушат.
Для определения СОЕ мы брали навеску воздушно-сухого волокна 0,5г, заливали 30 мл раствором NaOH с молярной концентрацией 0,1 моль/л. Через 30,50,70,90 мин. 10 мл пробы оттитровывали раствором HCI с молярной концентрацией 0,1 моль/л по метилоранжу.
Вывод:
При увеличении температуры при прочих равных условиях СОЕ увеличивается.