Шпаргалка по "Химии"

    Наиболее  надежным методом сокращения для больших количеств является способ кольца и конуса с последующим квартованием. Всю пробу высыпают на ровную поверхность — деревянный или цементный пол, железный лист, а затем насыпают ее в виде кольца треугольного сечения (рис. 37). Затем лопатой (совком) собирают пробу в виде конуса в центре кольца. Важно следить за тем, чтобы материал насыпаемый на вершину конуса, равномерно ссыпался во все стороны и чтобы более крупные куски равномерно распределялись по конической поверхности. Когда весь материал собран в конус, его развертывают деревянной дощечкой с острым краем, вставляя ее в вершину конуса вертикально и поворачивая как показано на рис. 38. В результате получается диск из материала пробы.

8. Отбор проб жидких  органических веществ  и подготовка их к анализу

    Отбор проб проводится в зависимости от агрегатного состояния органического вещества и исполнением условий надежности, безопасности, точности, полноты.

    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.

    Отбор проб из больших резервуаров. При  отборе пробы жидкости из большого резервуара необходимо учитывать, однородна  или неоднородна жидкость, подлежащая анализу. Если жидкость однородна, достаточно зачерпнуть необходимое ее количество в любом месте, чтобы получить среднюю пробу. Если жидкость неоднородна (с осадком, мутью и т. п.) и ее нельзя перемешать в сосуде, среднюю пробу, как правило, составляют из частичных проб, отобранных на разных уровнях жидкости. В этом случае измеряют толщину каждого слоя, а затем отбирают пробу пропорционально его объему. Принято отбирать три или пять проб, в зависимости от высоты столба жидкости. Если отбирают три пробы, то одну из них берут на 0,5 м от поверхности, вторую — на расстоянии 0,5 м от дна и третью —на середине. Если отбирают пять проб, то дополнительно берут пробы в точках, находящихся между верхней и средней и между нижней и средней точками отборами.

    Из  неглубоких резервуаров пробы берут при помощи стеклянных трубок — пипеток, из глубоких — специальными пробоотборниками (пробниками).

9. Отбор проб газообразных  органических веществ  и подготовка их  к анализу

    Отбор проб проводится в зависимости от агрегатного состояния органического вещества и исполнением условий надежности, безопасности, точности, полноты.

    Отбор пробы газов. Точность анализа зависит от правильности и тщательности отбора и сохранения газа. Так, например, при недостаточной продутой газоотборной трубке состав отобранной пробы изменяется за счет оставшегося в трубке газа. Искажения могут возникнуть в результате подсоса воздуха в местах недостаточной плотности.

    При выборе точек отбора проб газа одновременно важно правильно установить способ отбора. В химических производствах  различают следующие виды проб: средняя проба должна характеризовать средний состав потока газа за данный период времени. При изменении скорости потока должно изменяться и время отбора пробы газа; верхняя проба отбирается из верхней части аппарата или горизонтально расположенной трубы. Эту пробу берут тогда, когда газ однороден и есть опасения захватить конденсат; центральная проба отбирается в центре трубы или в средней точке аппарата; нижняя проба отбирается в нижней точке аппарата (от дна на расстоянии 1/10 высоты аппарата); сложная проба — смесь нескольких проб, взятых в разное время из одного и того же аппарата или из разных объектов; периодические пробы берутся через определенные промежутки времени; разовые пробы отбираются из баллонов, цистерн или обычно не контролируемых точек.

    Верхнюю, центральную и нижнюю пробы берут  в тех случаях, когда требуется  проверить состав газа на разных уровнях  аппарата или трубы большого диаметра.

    Отбор пробы газа осуществляется через  пробоотборную трубу, которую устанавливают на газопроводе. К этой трубке при помощи резинового шланга присоединяют сосуд для отбора пробы. При открывании соответствующих кранов газ поступает в сосуд под собственным давлением или засасывается. Если пробу нельзя отобрать в непосредственной близости от аппарата или газопровода, приходится наращивать пробоотборную трубку. Поскольку создаваемая коммуникация дает дополнительный объем, следует применять трубки с минимально возможным диаметром. Соединения трубок должны быть плотными, чтобы не было утечки газа и подсоса воздуха. Для промывки коммуникации обычно достаточно, чтобы протекающий по ним газ сменился 5—6 раз.

10. Физические свойства  органических веществ

    Температура плавления. Температурой плавления называется температура, при которой вещество из твердого состояния переходит в жидкое. Вещества, разлагающиеся при нагревании, характеризуются температурой разложения. За температуру разложения вещества принимают температуру, при которой начинается изменение вещества (побурение, вспенивание). Чистое вещество имеет строго определенную температуру плавления. Примеси понижают температуру плавления. Поэтому в практике органической химии пользуются определением температуры плавления для проверки чистоты анализируемого вещества. Если температура плавления исследуемого вещества ниже значения, приведенного для этого вещества в справочниках, то исследуемое вещество содержит примеси больше допустимого. Если температура плавления исследуемого вещества выше, то это вещество чище, чем вещество, принятое в качестве стандартного. При определении температуры плавления неизвестного ранее вещества его очищают (перекристаллизацией, сублимированием, перегонкой и т. п.) до тех пор, пока температура плавления не перестанет изменяться после очередной очистки.

    Температура затвердевания. Температуру затвердевания определяют, охлаждая расплавленное вещество. Химически чистое вещество имеет определенную температуру затвердевания. Примеси понижают температуру затвердевания. Поэтому температура затвердевания может служить для оценки чистоты веществ, имеющих низкую температуру плавления или находящихся при комнатной температуре в жидком состоянии.

    Для определения температуры затвердевания  в пределах 30— 150° применяют прибор Жукова или упрощенный прибор.

    Температура кипения. Температурой кипения называется температура, при которой жидкость кипит при нормальном давлении (760 мм рт. ст.), т. е. при которой упругость паров вещества равна атмосферному давлению. Химически чистое вещество имеет определенную температуру кипения. Поэтому по температуре кипения судят о качественном и количественном составе испытуемого вещества.

    Температуру кипения определяют микрометодом и  методом перегонки.

11. Основные методы  анализа органических  соединений

    АНАЛИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ  ВЕЩЕСТВ (устар.-органический анализ), качеств. и количественное определение состава органическое веществ и установление их строения.

    АНАЛИЗ  ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ включает элементный, изотопный, структурно-групповой (включая функц. и стереоспецифический), молекулярный, фазовый и структурный. Целью имеют определение содержания: элементов, отдельных изотопов и их сочетаний, отдельных функциональных групп, строение органических соединений, кристаллич. формы органических соединений,

    Методы  анализа широко используют при разработке технологии пром. производства органическое продуктов и в процессе самого производства для разработки методик анализа сырья, вспомогат. веществ, промежуточные продуктов на разных стадиях производства, для контроля производств. процесса, готовой продукции, сточных вод и газовых выбросов, для идентификации примесей в промежуточных и конечных продуктах, а также для разработки аналит. методик, обеспечивающих проведение необходимых кинетическая исследований. Во всех случаях необходимо выбирать оптим. варианты методов анализа и их сочетания в соответствии с требованиями к экспрессности, воспроизводимости, точности и т.п.

12. Методы определения  влаги в органических  веществах

    Определение влаги производят физическими, химическими  и физико-химическими методами. К  физическим методам определения воды относятся удаление воды высушиванием, азеотропная дистилляция, определение содержания воды по изменению электропроводности, поглощению инфракрасных лучей. К химическим методам относятся взаимодействие воды с гидридами щелочных и щелочноземельных металлов, карбидом кальция, нитридом магния, уксусным ангидридом, реактивом Фишера. К физико-химическим методам определения воды относят химические методы, в которых конец реакции определяют при помощи ручных или автоматических электрометрических установок. Выбор метода определения влаги в органических веществах зависит от стойкости анализируемого продукта.

    Метод высушивания. В веществах, стойких к повышенной температуре, влагу определяют высушиванием до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре на 10—15° ниже температуры плавления.

    Метод инфракрасного облучения. Метод основан на способности воды поглощать инфракрасные лучи (Я = 10 000—16 000 А). Использование инфракрасных лучей позволяет осуществлять более быстрый перенос тепла и более равномерное нагревание вещества, что значительно ускоряет определение воды в различных материалах (15— 20 мин). Наиболее благоприятные условия высушивания (величина навески, продолжительность высушивания и др.) при помощи инфракрасных лучей устанавливаются экспериментально для каждого вещества. Определение содержания влаги по данному методу производят при помощи инфракрасной лампы мощностью 500 em. Карбидный и гидридный методы. Методы основаны на реакции взаимодействия воды, находящейся в исследуемом веществе, с карбидом или гидридом кальция и измерении объема выделившегося ацетилена или водорода, эквивалентного содержанию воды СаС2 + 2Н20 = Са (ОН)2+ f С2Н2 СаН3+2Н20 = Са (ОН)2 + f 2Н2

    Физико-химический метод определения  влаги. Определение влаги методом титрования реактивом Фишера. Реактив Фишера представляет собой раствор двуокиси серы, иода и пиридина в метаноле. Определение содержания влаги при помощи реактива Фишера сводится к титрованию точной навески испытуемого вещества. Конец титрования определяют визуально по изменению окраски раствора от желтой до красно-коричневой или электрохимически, проводя по- тенциометрическое титрование.

    Электрохимическое определение основано на том, что при погружении двух платиновых электродов в раствор электролита и при наложении на эти электроды небольшой э. д. с. сила тока в цепи постепенно уменьшается и доходит до нуля, вследствие явления поляризации. Явление поляризации может быть устранено введением в электролит деполяризатора.

    Деполяризация катода свободным иодом лежит в основе метода прямого электрометрического титрования влаги реактивом Фишера. При электрометрическом титровании исследуемого раствора тока в цепи не будет до тех пор, пока вся влага, содержащаяся в исследуемом растворе, не прореагирует с реактивом Фишера. При появлении в растворе свободного иода (избыток реактива Фишера) происходит деполяризация катода, и при этом сила тока в цепи возрастает.

13. Определение элементарного  состава органических  веществ

    Для определения элементарного состава органических веществ проводят количественный анализ на содержание углерода, водорода, азота, хлора, фосфора и серы. В последние годы при проведении количественного элементарного анализа широко применяют микрометоды.

    Определение углерода и водорода микрометодом. Определение содержания углерода и водорода является самой главной задачей элементарного анализа органических соединений. Для определения содержания углерода и водорода органическое вещество сжигают до С02 и Н20 и затем определяют количество продуктов сгорания.

    Для окисления обычно применяют окислители при повышенной температуре или  кислород в присутствии платины (в качестве катализатора) при температуре 600—700°. Часто используют одновременно и то и другое. Окисление органического вещества можно проводить и без применения катализатора, но для этого необходимы большой избыток кислорода и температура около 1000°. Количественное определение двуокиси углерода и воды, образующихся при сжигании, можно проводить различными методами: газометрическим, объемным и весовым. Наиболее простым является весовой метод, основанный на поглощении и взвешивании двуокиси углерода в поглотительном сосуде, содержащем вещество, химически связывающее С02. Для поглощения двуокиси углерода применяют натронную известь или аска- рит, а для поглощения воды — сухой хлористый кальций, концентрированную серную кислоту, безводный сульфат кальция, полученный высушиванием гипса при 230—250°. Самым распространенным поглотителем воды является хлорид кальция.