|
Реферат: Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей (Химия)
Содержание
I . Углеводы. 2
II. Классификация всех видов углеводов. 3
III. Важнейшие представители углеводов 4
1. Моносахариды 4
а) Глюкоза 5
Химические свойства. 7
Получение. 7
Применение. 7
б) Фруктоза 8
в) Рибоза 8
2. Дисахариды 9
а) Сахароза 9
б) Мальтозы и лактоза 12
3. Полисахариды 14
а) Крахмал 14
Химические свойства. 18
б) Целлюлоза 18
Получение. 19
Применение. 22
Химические свойства. 23
IV. Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей.
24
Свободная роспись 24
Прием свободной росписи по загустке. 25
Загустки и их приготовление 25
I . Углеводы.
Углеводы - вещества состава Сn(Н2О)m, имеющие первостепенное
биохимическое ёзначение, широко распространены в живой природе и играют
большую роль в жизни человека.
Название углеводы возникло на основании данных анализа первых
известных представителей этой группы соединения. Вещества этой группы
состоят из углерода, водорода и кислорода, причем соотношение чисел атомов
водорода и кислорода в них такое же, как и в воде, т.е. на каждые 2 атома
водорода приходится один атом кислорода. В прошлом столетии их
рассматривали как гидраты углерода. Отсюда и возникло русское название
углеводы, предложенное в 1844г. К.Шмидтом. Общая формула углеводов,
согласно сказанному, СмН2пОп. При вынесении «n» за скобки получается
формула См(Н2О)n, которая очень наглядно отражает название «угле - воды».
Изучение углеводов показало, что существуют соединения, которые по всем
свойствам нужно отнести в группу углеводов, хотя они имеют состав не
точно соответствующий формуле СмH2пОп. Тем не менее старинное название
«углеводы», сохранилось до наших дней, хотя наряду с этим названием для
обозначения рассматриваемой группы веществ иногда применяют и более новое
название - глициды.
Большой класс углеводов разделяют на две группы: простые и сложные.
Простыми углеводами (моносахаридами и мономинозами) называют углеводы,
которые не способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов,
у них число атомов углерода равно числу атомов кислорода СпН2nОп.
Сложными углеводами (полисахаридами или полиозами) называют такие
углеводы, которые способны гидролизоваться с образованием простых углеводов
и у них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода СмН2пОп.
II. Классификация всех видов углеводов.
Углеводы
Простые Сложные
МОНОСАХАРИДЫ ДИСАХАРИДЫ
Тетрозы С4Н8О4 сахароза
C12H22O11
элитроза лактоза
треоза
мальтоза
Пентозы С5Н10О5 целобиоза
арабиноза
ПОЛИСАХАРИДЫ
ксилоза
(С5Н8О4)n
рибоза
пентозаны
ГЕКСОЗЫ С6Н12О6 (С6Н10О5)n
глюкоза
целлюлоза
манноза
крахмал
галактоза
гликоген
фруктоза
| Моно- | Олиго- | Поли- |
|( 1 молекула) |(< 10 молекул) |(>10 молекул) |
|Рибоза |Сахароза = глюкоза |Крахмал (C6H10O5)n |
|Фруктоза |+фруктоза |целлюлоза |
|Глюкоза C6H12O6 |Мальтоза = глюкоза + |глюкоген – животный |
| |глюкоза |сахар |
III. Важнейшие представители углеводов
1. Моносахариды
Моносахариды - это твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они
гидроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из
которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно
Растворы моносахаридов имеют нейтральную на лакмус реакцию и обладают
сладковатым вкусом. Сладость моносахаридов различна: фруктоза в 3 раза
слаще глюкозы.
Все моносахориды представляют собой бифункциональные соединения, в
состав которых входят неразветвленный угольный скелет, несколько
гидроксильных групп и одна карбональная группа. Моносахориды с адельгидной
группой называют альдозами, а с некогруппой – кетозами. Ниже приведены
структурные формулы важнейших моносахоридов:
Моносахариды, важнейшие представители простых углеводов, в природе
находятся как в свободном состоянии, так и в виде своих ангидридов -
сложных углеводов.
Все сложные углеводы можно рассматривать как ангидриды простых сахаров,
получающиеся путем отнятия одной или нескольких молекул воды от двух или
более молекул моносахарида.
К сложным углеводам относятся разнообразные по своим свойствам вещества
и их делят по этой причине на две подгруппы.
а) Глюкоза
Общая формула, строение. Глюкоза С6Н12О6 представляет собой белые
кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде. В линейной формуле
молекулы глюкозы содержат одну альдегидную группу и пять гидроксидных
групп. В кристаллах молекулы глюкозы находятся в одной из двух циклических
форм (?- или ?-глюкоза), которые образуются из линейной формы за счет
взаимодействия гидроксильной группы при 5-м атоме углерода с карбональной
группой.
Глюкозу называют также виноградным сахаром, так как она содержится в
большом количестве в виноградном соке. Кроме винограда глюкоза находится и
в других сладких плодах и даже в разных частях растений. Распространена
глюкоза и в животном мире: 0,1% ее находится в крови. Глюкоза разносится по
всему телу и служит источником энергии для организма. Она также входит в
состав сахарозы, лактозы, целлюлозы, крахмала.
В растительном мире широко распространена фруктоза или фруктовый
(плодовый) сахар. Фруктоза содержится в сладких плодах, меде. Извлекая из
цветов сладких плодов соки, пчелы приготавливают мед, который по
химическому составу представляет собой в основном смесь глюкозы и
фруктозы. Также фруктоза входит в состав сложных сахаров, например
тростникового и свекловичного.
В организме человека глюкоза содержится а мышцах, крови, и в небольших
количествах во всех клетках.
В природе глюкоза на ряду с другими углеводами образуется в результате
реакции фотосинтеза:
6СО2+6Н2О хролофил С6Н12О6+6О2-Q
В процессе этой реакции аккумулируется энергия Солнца.
На производстве глюкозу чаще всего получают гидролизом крахмала в
присутствии серной кислоты:
(С6Н10О5)n + nН2О Н2SO4, t nС6Н12О6
Физические свойства. Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество со
сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она
выделяется в виде кристаллогидрата С6Н12Об*Н2О. По сравнению со
свекловичным сахаром она менее сладкая.
Химические свойства.
Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спиртов и
альдегидов. Кроме того, она обладает и некоторыми специфическими
свойствами.
Получение.
Первый синтез простейших углеводов из формальдегида в присутствии
гидроксида кальция был произведен А. М. Бутлеровым в 1861 г.:
О
6Н – С Са(ОН)2 С6Р12О6
Н
Применение.
Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она
подвергается сложным биохимическим превращениям, в результате которых
освобождается энергия, которая накопилась в процессе фотосинтеза. Упрощенно
процесс окисления глюкозы в организме можно выразить следующим уравнением:
С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О + Q
Этот процесс протекает ступенчато, и поэтому энергия выделяется
медленно. Так как глюкоза легко усваивается организмом, ее используют в
медицине в качестве укрепляющего лечебного средства. Широко применяют
глюкозу в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и
т. д.).
Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при
квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение
глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию
масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит
маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению.
На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например при
производстве пива.
б) Фруктоза
Фруктоза СеН12Об — изомер глюкозы. Как и глюкоза, она может существовать
в линейной и циклических формах. В линейной форме фруктоза представляет
собой кетоноспирт с пятью гидроксильными группами, а в циклической —
кетофуранозу (т.е. пятичленный цикл с атомом кислорода).
Фруктоза вступает во все реакции многоатомных спиртов, но, в отличие от
глюкозы, не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра.
в) Рибоза
Рибоза и дезоксирибоза. Из пентоз большой интерес представляют рибоза и
дезоксирибоза, ибо они входят в состав нуклеиновых кислот. Структурные
формулы рибозы и дезоксирибозы с открытой цепью следующие:
Название дезоксирибоза показывает, что по сравнению с рибозой в ее
молекуле на одну группу ОН меньше.
Как и глюкоза, молекулы рибозы и дезоксирибозы могут иметь и циклическое
строение:
2. Дисахариды
Важнейшие дисахариды — сахароза, мальтоза и лактоза. Все они являются
изомерами и имеют формулу С12Н22О11, однако их строение различно.
а) Сахароза
Молекула сахарозы состоит из двух циклов: шестичленного (остатка ?-
глюкозы в пиранозной форме) и пятичленного (остатка ?-фруктозы в фура-
нозной форме), соединенных за счет гликозидного гидроксила глюкозы:
Индусы еще за 300 лет до нашей эры умели получать тростниковый сахар
из тростника. В наше время получают сахарозу из тростника, произрастающего
в тропиках (на о.Куба и в других странах Центральной Америки).
В середине 18 века дисахарид был обнаружен и в сахарной свекле, а в
середине 19 века был получен в производственных условиях.
В сахарной свекле содержится 12-15% сахарозы, по другим источникам 16-
20% (сахарный тростник содержит 14-26% сахарозы).
Сахарную свеклу измельчают и извлекают из нее сахарозу горячей водой
в специальных аппаратах-диффузорах. Полученный раствор обрабатывают
известью для осаждения примесей, а перешедший частично в раствор
избыточный гидролиз кальция осаждают пропусканием диоксида углерода.
Далее после отделения осадка раствор упаривают в вакуум-аппаратах, получая
мелкокристаллический песок-сырец. После его дополнительной очистки получают
рафинированный (очищенный) сахар. В зависимости от условий кристаллизации
он выделяется в виде мелких кристаллов или в виде компактных «сахарных
голов», которые раскалывают или распиливают на куски. Быстрорастворимый
сахар готовят прессованием мелкоизмельченного сахарного песка.
Тростниковый сахар применяется в медицине для изготовления порошков,
сиропов, микстур и т.д.
Свекловичный сахар широко применяется в пищевой промышленности,
кулинарии, приготовлении вин, пива и т.д.
Из молока получают молочный сахар - лактозу. В молоке лактоза
содержится в довольно значительном количестве: в коровьем молоке 4-5,5%
лактозы, женское молоко содержит 5,5-8,4% лактозы.
Лактоза отличается от других сахаров отсутствием гидроскопичности -
она не отсыревает. Это свойство имеет большое значение: если нужно
приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легко гидролизующее
лекарство, то берут молочный сахар. Если взять тростниковый или
свекловичный сахар, то порошок быстро отсыреет и легко гидролизующее
лекарственное вещество быстро разложится.
Значение лактозы очень велико, т.к. она является важным питательным
веществом, особенно для растущих организмов человека и млекопитающихся
животных.
Солодовый сахар - это промежуточный продукт при гидролизе крахмала. По
другому его называют еще мальтоза, т.к. солодовый сахар получается из
крахмала при действии солода (по лат. солод - maltum).
Солодовый сахар широко распространен как в растительных, так и в
животных организмах. Например, он образуется под влиянием ферментов
пищеварительного канала, а также при многих технологических процессах
бродильной промышленности: винокурения, пивоварении и т.д.
б) Мальтозы и лактоза
Молекула мальтозы состоит из двух остатков ? -глюкозы в пиранозной
форме, соединенных через 1-й и 4-й атомы углерода:
Лактоза состоит из остатков (3-галактозы и а-глюкозы в пиранозной форме,
соединенных через 1-й и 4-й атомы углерода:
Все эти вещества представляют собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса,
хорошо растворимые в воде.
Химические свойства дисахаридов определяются их строением. При гидролизе
дисахаридов в кислой среде или под действием ферментов связь между двумя
циклами разрывается и образуются соответствующие моносахариды, например:
С12Н22О11 + Н2О Н+, t С6Н12О6 + С6Н12О6
глюкоза фруктоза
По отношению к окислителям дисахариды делят на два типа:
восстанавливающие и невосстанавливающие. К первым относятся мальтоза и
лактоза, которые реагируют с аммиачным раствором оксида серебра по
упрощенному уравнению:
NH3
C12H22O11 + Ag2O ——— > С12Н22О12 + 2Ag.
Эти дисахариды могут также восстанавливать гидроксид меди (II) до оксида
меди (I):
C12H22O11 + 2Сu(ОН)2 —— > С12Н22О12 + Cu2Ov + 2Н2О.
Восстановительные свойства мальтозы и лактозы обусловлены тем, что их
циклические формы содержат гликозидный гидроксил (обозначен звездочкой), и,
следовательно, эти дисахариды могут переходить из циклической формы в
альдегидную, которая и реагирует с Ag2O и Сu(ОН)2.
В молекуле сахарозы нет гликозидного гидроксила, поэтому ее циклическая
форма не может раскрываться и переходить в альдегидную форму. Сахароза —
невосстанавливающий дисахарид; она не реагирует с гидро-ксидом меди (II) и
аммиачным раствором оксида серебра.
Распространение в природе. Наиболее распространенный дисахарид —
сахароза. Это химическое название обычного сахара, который получают
экстракцией из сахарной свеклы или сахарного тростника. Сахароза — главный
источник углеводов в пище человека.
Лактоза содержится в молоке (от 2 до 8%) и получается из молочной
сыворотки. Мальтоза содержится в проросших семенах хлебных злаков. Мальтоза
также образуется при неполном гидролизе крахмала.
3. Полисахариды
Молекулы полисахаридов можно рассматривать как продукт поликонденсации
моносахаридов. Общая формула полисахаридов (СбН10О5)п. Мы рассмотрим
важнейшие природные полисахариды — крахмал и целлюлозу.
а) Крахмал
Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в корнях
и семенах. Он представляет собой белый порошок, нерастворимый в холодной
воде и образующий коллоидный раствор в горячей воде.
Крахмал — это природный полимер, образованный остатками а-глю-козы. Он
существует в двух формах: амилоза и амшопектин. Амилоза растворима в воде и
представляет собой линейный полимер, в котором остатки ос-глюкозы связаны
друг с другом через первый и четвертый атомы углерода.
Крахмал - это первый видимый продукт фотосинтеза. При фотосинтезе
крахмал образуется в растениях и откладывается в корнях, клубнях,
семенах. Зерна риса, пшеницы, ржи и других злаков содержат 60-80% крахмала,
клубни картофеля - 15-20%. Крахмальные зерна растений различаются по
внешнему виду, что хорошо видно, когда их рассматриваешь под микроскопом.
Внешний вид крахмала хорошо всем известен: это белое вещество,
состоящее из мельчайших зерен, напоминающих муку, поэтому его второе
название «картофельная мука».
Крахмал не растворим в холодной воде, в горячей набухает и постепенно
растворяется, образуя вязкий раствор (клейстер).
При быстром нагревании крахмала происходит расщепление гигантской
молекулы крахмала на мелкие молекулы полисахаридов, называемых декстринами.
Декстрины имеют общую молекулярную формулу с крахмалом (С6Н12О5)х, разница
лишь в том, «х» в декстринах меньше «n» в крахмале.
Пищеварительные соки содержат несколько разных ферментов, которые при
низкой температуре доводят гидролиз крахмала до глюкозы:
(С6Н10О5) ------- (С6Н10О5)х --------- С12Н22О11 ---------
С6Н12О6
крахмал ряд декстрин
мальтоза глюкоза
Еще быстрее декстринизация идет в присутствии кислоты:
Н2SО4 t
(С6Н10О5)n ------------ n Н2О --------------- n С6Н12О6
Ферментативный гидролиз (разложение путем брожения) крахмала имеет
промышленное значение в производстве этилового спирта из зерна и картофеля.
Процесс начинается с превращением крахмала в глюкозу, которую затем
сбраживают. Используя специальные культуры дрожжей и изменяя условия,
можно направить брожение и в сторону получения бутилового спирта, ацетона,
молочной, лимонной и глюконовой кислот.
Подвергая крахмал гидролизу кислотами, можно получить глюкозу в виде
чистого кристаллического препарата или в виде патоки - окрашенного
нескристаллизирующего сиропа.
Наибольшее значение крахмал имеет в качестве пищевого продукта: в виде
хлеба, картофеля, круп, являясь главным источником в нашем рационе питания.
Кроме того, чистый крахмал применяется в пищевой промышленности в
производстве кондитерских и кулинарных изделий, колбас. Значительное
количество крахмала употребляется для проклеивания тканей, бумаги, картона,
производства канцелярского клея.
В аналитической химии крахмал служит индикатором в йодометрическом
методе титрования. Для этих случаев лучше применять очищенную амилозу, т.к.
ее растворы не загустевают, а образуемая с йодом окраска более интенсивна.
В медицине и фармации крахмал применяется для приготовления присыпок,
паст (густых мазей), а также при производстве таблеток.
В животном мире роль «запасного крахмала» играет родственный крахмалу
полисахарид - гликоген. Гликоген содержится во всех животных тканях.
Особенно много его в печени (до 20%) и в мышцах (4%).
[pic]
Фрагмент амилозы выглядит следующим образом:
Линейная полимерная цепь в молекуле амилозы свернута в спираль. Внутри
спирали находится канал размером 0,5 нм, который может захватывать
некоторые молекулы, например молекулу йода. Образующийся комплекс амилозы и
йода имеет характерное синее окрашивание. Эта реакция служит для
обнаружения йода.
В отличие от амилозы, амилопектин не растворим в воде и имеет
разветвленное строение. В его молекуле остатки ?-глюкозы связаны не только
1,4-связями, но и 1,6-связями:
Химические свойства.
При нагревании в кислой среде крахмал гидро-лизуется с разрывом связей
между остатками a-глюкозы. При этом образуется ряд промежуточных продуктов,
в частности мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза:
Н+, t
(С6Н10О5)n + nН2О ———> nС6Н12О6.
Эта реакция имеет важное промышленное значение, поскольку из глюкозы
получают этанол, молочную кислоту и другие ценные продукты.
Крахмал — это ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба,
картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником
углеводов в человеческом организме.
б) Целлюлоза
Строение молекул. Молекулярная формула целлюлозы (C6H10O5)n, как и у
крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромолекула
состоит из многих остатков молекул глюкозы. Может возникнуть вопрос: почему
крахмал и целлюлоза — вещества с одинаковой молекулярной формулой —
обладают различными свойствами?
При рассмотрении синтетических полимеров мы уже выяснили, что их
свойства зависят от числа элементарных звеньев и их структуры. Это же
положение относится и к природным полимерам. Оказывается, степень
полимеризации у целлюлозы намного больше, чем у крахмала. Кроме того,
сравнивая структуры этих природных полимеров, установили, что макромолекулы
целлюлозы, в отличие от крахмала, состоят из остатков молекул р-глюкозы и
имеют только линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в
одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля).
В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы.
Нахождение в природе.
Целлюлоза, так же как и крахмал, образуется в растениях при реакции
фотосинтеза. Она является основной составной частью оболочки растительных
клеток; отсюда происходит ее название — целлюлоза («целлула» — клетка).
Волокна хлопка — это почти чистая целлюлоза (до 98%). Волокна льна и
конопли тоже состоят главным образом из целлюлозы. В древесине ее
содержится примерно 50%.
Получение.
Образцом почти чистой целлюлозы является вата, полученная из
очищенного хлопка. Основную массу целлюлозы выделяют из древесины, в
которой она содержится вместе с другими веществами. Наиболее
распространенным методом получения целлюлозы в нашей стране является так
называемый сульфитный. По этому методу измельченную древесину в присутствии
раствора гидросульфита кальция Ca(HSO3)2 или «гидросульфита натрия NaHSO3
нагревают в автоклавах при давлении 0,5— 0,6 МПа и температуре 150 "С. При
этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно
чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую
переработку, большей частью на производство бумаги.
Физические свойства. Целлюлоза — волокнистое вещество, нерастворимое
ни в воде, ни в обычных органических растворителях. Растворителем ее
является реактив Швейцера — раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с
которым она одновременно и взаимодействует.
Химические свойства. Одно из наиболее характерных свойств целлюлозы —
способность в присутствии кислот подвергаться гидролизу с образованием
глюкозы. Аналогично крахмалу гидролиз целлюлозы протекает ступенчато.
Суммарно этот процесс можно изобразить так:
(С6Н10О5)n + nН2О Н2SO4 nСбН12О6
Так как в молекулах целлюлозы имеются гидроксиль-ные группы, то для
нее характерны реакции этерификации. Из них практическое значение имеют
реакции целлюлозы с азотной кислотой и ангидридом уксусной кислоты.
При взаимодействии целлюлозы с азотной кислотой в присутствии
концентрированной серной кислоты в зависимости от условий образуются
динитроцеллюлоза и три-нитроцеллюлоза, являющиеся сложными эфирами:
При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом (в присутствии
уксусной и серной кислот) получается триацетилцеллюлоза или
диацетилцеллюлоза:
Целлюлоза горит. При этом образуются оксид углерода (IV) и вода.
При нагревании древесины без доступа воздуха происходит разложение
целлюлозы и других веществ. При этом получаются древесный уголь, метан,
метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон и другие продукты.
Применение.
Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Ее применение
весьма разнообразно. Основные продукты, получаемые из древесины.
Большое значение имеют продукты этерификации целлюлозы. Так, например,
из ацетилцеллюлозы получают ацетатный шелк. Для этого триацетилцеллюлозу
растворяют в смеси дихлорметана и этанола. Образовавшийся вязкий раствор
продавливают через фильеры — металлические колпачки с многочисленными
отверстиями (рис. 36). Тонкие струи раствора опускаются в шахту, через
которую противотоком проходит нагретый воздух. В результате растворитель
испаряется и триацетил целлюлоза выделяется в виде длинных нитей, из
которых прядением изготовляют ацетатный шелк Ацетил целлюлоза идет также на
производство негорючей пленки и органического стекла, пропускающего
ультрафиолетовые лучи.
Тринитроцеллюлоза (пироксилин) используется как взрывчатое вещество и
для производства бездымного пороха. Для этого тринитроцеллюлозу растворяют
в этил-ацетате или в ацетоне. После испарения растворителей компактную
массу размельчают и получают бездымный порох. Динитроцеллюлоза
(коллоксилин) применяется также для получения коллодия. В этих
целях ее растворяют в смеси спирта и эфира. После испарения
растворителей образуется плотная пленка — коллодий, применяемый в медицине.
Динитроцеллюлоза идет также на производство пластмассы
целлулоида. Его получают путем сплавления ди-нитроцеллюлозы с камфорой.
Целлюлоза (клетчатка) — основное вещество растительных клеток.
Древесина на 50% состоит из целлюлозы, а хлопок и лен — это практически
чистая целлюлоза.
Целлюлоза представляет собой твердое волокнистое вещество, нерастворимое
в воде, но растворимое в аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактиве
Швейцера).
Целлюлоза — природный полимер. В отличие от крахмала, ее молекулы
состоят только из линейных цепей, содержащих остатки р-глюкозы, которые
связаны через первый и четвертый углеродные атомы. Фрагмент линейной
структуры целлюлозы выглядит следующим образом:
Химические свойства.
Гидролиз целлюлозы происходит при нагревании в кислой среде. Конечным
продуктом гидролиза является глюкоза.
Для целлюлозы характерны реакции образования сложных эфиров. Каждое
структурное звено молекулы целлюлозы содержит по три группы ОН, которые
могут реагировать с азотной и уксусной кислотой:
(С6Н7О2(ОН)3)n + 3nHNO3 ——> (C6H7О2(ONO2)3)n + ЗnН2О. (С6Н7О2(ОН)3)n +
ЗnСН3СООН ——> (C6H7О2 (ОСОСН3)3)n + ЗnН2О
Тринитрат целлюлозы (пироксилин) — взрывчатое вещество, на его основе
готовят бездымный порох. Из триацетата целлюлозы изготавливают лаки,
кинопленку и ацетатное волокно.
IV. Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей.
Свободная роспись
Родиной этой техники считается Древний Китай. Предания относят
возникновение ручной росписи шелковой ткани с помощью кисти еще к Х-ХП
векам.
Если в других странах ткани украшенные ручной росписью применялись
исключительно для национальной и ритуальной одежды, то в Китае батик
применялся и в интерьере. Это были различные настенные панно и ширмы, на
которых изображались пейзажи или растительные мотивы Нередко на них
присутствовали фигуры людей и животных.
Свободная роспись внешне очень близка к восточным техникам живописи
Мягкие живописные переходы, легкое, воздушное исполнение, по характеру
похожи на нежный легкий набросок.
Эта техника требовала oт мастеров твердости руки и точности мазка,
четкости и размытости пятна одновременно. В древних работах не было буйства
красок, и внимание уделялось не столько цвету, сколько оттенкам. Даже очень
светлые элементы имели большой диапазон тоновых градаций, оттенков и
нюансов.
Подобная роспись была также распространена и в Японии, где применялась
как для украшения национальной одежды, так и в качестве декора интерьера.
Возникла и развивалась она под очень сильным влиянием Дзен-буддизма и
традиционной живописи «суибоку».
В свободной росписи существует несколько различных приемов:
- свободная роспись по сухой ткани
- свободная роспись по увлажненной ткани
Прием свободной росписи по загустке.
В качестве загусток используются: сальвитоза, трагант, декстрин, крахмал
и различные клеевые растворы.
Загусткой можно покрывать всю поверхность ткани, а после ее высыхания
работать красителями. Такой прием напоминает рисование по бумаге. Можно
делать как жесткие очертания, так и размывать их. Также работа с
применением загусток дает возможность покрывать ткань не целиком, а
частично и сочетать ее с другими видами росписи. Загустку можно добавлять в
краситель, который становиться похожим на гуашь по консистенции. И работать
им можно как гуашью мазками или перекрывая небольшие плоскости. Таким
красителем можно осуществлять печать по трафарету при помощи губки. Такое
разнообразие приемов обобщает возможности художника занимающегося
искусством батика.
Загустки и их приготовление
1. Сальвитоза. Растворяется в воде при температуре 25 градусов по
Цельсию, образуя загустку большой устойчивости. Смесь, 100-120 г
сальвитозы с 900-880мл воды оставляют на один-два часа, затем
размешивают и процеживают.
2. Трагант — застывший сок кустарника типа каучуконосных Имеет вид
роговидных пластинок белого, желтого и коричневого цветов Для
получения загустки берут траганта 60-80 гр., воды 940-920 мл.
Трагант заливают холодной водой и оставляют на сутки. затем
разваривают на кипящей водяной бане в 1ечение трех-четырех часов.
Готовую загустку протирают через сито.
3. Декстрин клеящее вещество, хорошо растворяется в воде. Загустку из
декстрина готовят так, берут 125-150 г декстрина и 875-850 мл воды,
затем размешивают декстрин с небольшим количеством воды, потом
разваривают в течение часа при помешивании на кипящей водяной бане
до получения прозрачной массы. Готовую загустку процеживают через
сито.
4. Крахмал - картофельный пли рисовый, такая загустка готовится как
трагант.
В работе можно совмещать вышеперечисленные способы и
добиваться, таким образом, разнообразных эффектов.
Реферат на тему: Применение экспресс-анализаторов АН-7560, АН-7529 и АС-7932 в аналитической химии
Применение экспресс-анализаторов АН-7560,
АН-7529 и АС-7932 в аналитической химии.
Содержание.
Наименование раздела Стр
Введение.
I. Экспресс-анализаторы АН-7560 и АН-7529.
1. Описание.
2. Работа анализаторов.
3. Конструкция.
3.1. Измерительный блок.
3.2. Датчик.
4. Газовый тракт.
5. Указания по мерам безопасности при работе с анализатором.
6. Настройка анализатора.
7. Порядок работы анализатора.
7.1. Общие указания.
7.2. Проведение анализов.
8. Техническое обслуживание анализаторов.
II. Экспресс-анализатор АС-7932.
2. Описание.
2.1. Принцип действия анализатора.
2.1.1. Измерительный блок.
2.1.2. Датчик.
2.1.3. Электродная система
2.1.4. Газовый тракт.
3. Проверка и корректировка режимов работы анализатора.
3.1. Установка рабочей точки.
3.2. Регулировка "холостого счета".
3.3. Градуировка анализатора.
4. Техническое обслуживание анализатора.
III. Кулонометрический метод анализа.
IV. МВИ определение углерода в сырье.
V. МВИ определение серы в сырье.
Введение.
Аналитическая химия – наука прикладная и экспериментальная. Задачей
аналитической химии определение содержания тех или иных веществ в
исследуемой системе наиболее быстрыми, точными и рациональными методами.
Особенно интенсивное развитие физико-химических методов анализа и
расширение областей применения их происходят в последнее время. Это
связанно не только с особой сложностью задач, стоящих сейчас перед
аналитической химией, но и с теми возможностями, которые для этого
предоставляет современное приборостроение, электроника и автоматика.
Принципиально каждое из свойств системы может быть использовано для её
исследования и определения состава, если будет найден надёжный способ его
измерения и сопоставления с химическими изменениями в системе. Это
предопределяет дальнейшее развитие физико-химических методов анализа,
появления всё новых и новых методов и их модификаций.
I. Экспресс-анализаторы АН-7560 и АН-7529.
1. Описание.
Анализаторы предназначены для экспрессного определения содержания
углерода в стали и сплавах методом автоматического кулонометрического
титрования по величине рН. Используются в химических лабораториях
предприятий металлургической промышленности и других отраслях народного
хозяйства, а также в лабораториях научно-исследовательских учреждений.
[pic]
Рис. 1. Экспресс-анализаторы типов АН-7529 и АН-7560 на углерод.
Анализаторы рассчитаны на непрерывную круглосуточную эксплуатацию в
условиях заводских лабораторий при температуре окружающего воздуха от 10 до
35°С, относительной влажности до 80%и соответствуют требованиям,
предъявляемым к приборам группы 2 ГОСТ 22261-76.
Диапазоны измеряемых массовых долей углерода:
-АН-7529 от 0,03 до 4,00%;
-АН-7560 от 0,001 до 0,1%.
Сходимость показаний анализаторов, определяемая как средне квадратическое
отклонение результатов анализа, для сталей с массовыми долями углерода до
1,5%не превышает значений, вычисляемых по формулам:
-для АН-7529 ?=±(0,005N +0,0025);
-для АН-7560 ?=±(0,005N +0,0005);
где ?-сходимость показаний анализаторов,%С;
N-среднее арифметическое значение показаний анализатора, полученное на n
пробах (n?10) одного и тогоже образца, % С.
Сходимость показаний анализатора АН-7529 при анализе чугунов с массовой
долей углерода свыше 1,5% (дол 4%) не превышает 0,05%С.
Продолжительность одного анализа 1,5 мин в зависимости от навески.
Индикация результатов анализа цифровая (в процентах углерода). Ввод
значения массы навески пробы ручной или от автоматических весов. Питание -
от сети переменного тока: напряжение 220 В, частота 50 Гц. Потребляемая
мощность: экспресс-анализатора типа АН-7529 250 В-А; экспресс-анализатора
типа АН-7560 150 В-А; устройства сжигания 3000 В-А. Расход кислорода 0,7
л/мин. Время прогрева измерительного блока 30 мин. Габаритные размеры (не
более): измерительного блока 480х240х400 мм; блока газоподготовки
110х190х450 мм; датчика 300х700х300 мм; устройства сжигания 400х450х615 мм.
Масса: измерительного блока 20 кг; блока газоподготовки 10 кг; датчика 20
кг; устройства сжигания 55 кг.
В комплект поставки входят: измерительный блок, датчик, блок
газоподготовки, устройство сжигания, комплект запасных частей и
принадлежностей, паспорт на анализатор.
Измерительный блок анализатора состоит из трех субблоков: аналогового,
цифрового и выпрямительного. Датчик выполнен в виде стойки, на которой
закреплены электролитическая ячейка с электродной системой рН-метра и
генераторными электродами (анод и катод), привод мешалки и компенсатор
"холостого счета". На датчике расположены также выключатели генераторного
тока и двигателя мешалки.
Газовый тракт состоит из редуктора, устанавливаемого на кислородном
баллоне (или магистрали), редуктора-фильтра, блока газоподготовки, трубки
сжигания навески и трубки дожигания примесей кислорода (последняя только в
АН-7560).
Устройство сжигания представляет собой трубчатую печь с регулятором
температуры.
2 Работа анализаторов.
[pic]
Рис.2. Элементарная схема экспресс-анализатора стали на углерод'.
1-трубчатая печь; 2-измерительный электрод, 3-вспомогательный электрод; 4-
электролитическая ячейка, 5-поглотительный раствор; б-вспомогательный
раствор, 7-проницаемая для тока перегородка; 8- катод, 9-анод; 10-
интегратор тока (пересчетное и индикаторное устройство); 11-мешалка, 12-
высокоомныи усилитель рН-метра; 13-преобразователь "U>Тц", 14-стабилизатор
тока.
В анализаторах применён метод автоматического титрования по величине рН.
Функциональная схема, поясняющая принцип работы анализаторов, приведена на
рис.2. Навеска стали, помещённая в фарфоровую лодочку, сжигается в
трубчатой печи (1) в потоке очищенного от примесей кислорода.
Образовавшийся при сжигании содержавшегося в стали углерода углекислый газ
уносится потоком кислорода в электролитическую ячейку (4) датчика и
поглощается в ней раствором (5), вызывая его закисление.
Закисление раствора приводит к изменению э.д.с. электродной системы (2),
(3) и соответствующему изменению выходного напряжения высокоомного
усилителя рН-метра (12), которое затем преобразователем (13) преобразуется
в импульсы напряжения с длительностью, пропорциональной значению этого
напряжения. Импульсы напряжения стабилизатором тока (14) преобразуются в
импульсы тока, протекающие по участку цепи: анод (9)-вспомогательный
раствор (6)-токопроницаемая целлофановая перегородка (7)-поглотительный
раствор (5)-катод (8), вызывают восстановление ионов водорода на катоде,
нейтрализуя кислоту, образующуюся при поглощении углекислого газа.
Количество электричества, потребовавшегося для нейтрализации, фиксируется
пересчётным и индикаторным устройством (10), отградуированным в % массовой
доли углерода.
В состав поглотительного раствора входят хлористый стронций и хлористый
калий. При поглощении углекислого газа происходят следующие реакции:
СО2+Н2О=Н2СО3
Н2СО3+SrCl2=SrCO3+2HCl
HCl=H++Cl-
При протекании генераторного тока катионы водорода восстанавливаются:
2Н+2е - =Н2
На цинковом аноде при протекании тока образуются ионы цинка,
взаимодействующие со вспомогательным электролитом, содержащим хлористый
калий и ферроцианид калия:
Zn-2e-=Zn2+; 3Zn2++2Fe (CN)64+>K2Zn3[ (CN)6]2
Образовавшаяся комплексная соль цинка выпадает в осадок.
3 Конструкция.
Анализатор выполнен в виде измерительного блока, датчика и газового
тракта. Для работы анализатора необходимо также устройство сжигания,
которое может поставляться в комплекте анализатора. Для автоматического
ввода значения массы навески в комплекте может поставляться корректор
массы.
3.1 Измерительный блок конструктивно выполнен в виде унифицированной
конструкции АСЭТ УТК. Для доступа к монтажу передней панели, последняя
выполнена откидывающейся. Фиксация панели осуществляется двумя винтами,
расположенными под крышками боковых стенок блока. Радиатор крепится к
тыльной части блока также винтами. Монтаж блока выполнен на печатных
платах, входная высокоомная часть усилителя рН-метра выполнена в виде
отдельного экранированного блока. Экран усилителя от корпуса блока
изолирован.
Печатные платы установлены в разъёмах, соединяющихся друг с другом
объёмным монтажом. На передней панели блока размещены:
. Цифровой индикатор"%С";
. Цифровой индикатор" Навеска, г";
. Кнопки ручного набора массы навески;
. Цифровой индикатор "Время, мин."; кнопка "Сброс";
. Регулятор "Раб.точка" с лимбом;
. Регулятор "Градуировка" с лимбом;
. Кнопка проверки рабочей точки;
. Программный переключатель установки времени анализа;
. Выключатель сетевого питания и выключатель таймера.
3.2 Датчик выполнен в виде стойки, с двумя кронштейнами, на которых
установлены:
. Сосуд электролитической ячейки;
. Электродная система рН-метра;
. Мешалка;
. Генераторные электроды;
. Выключатели генераторного тока и двигателя мешалки;
. Компенсатор холостого счёта.
3.3 Сосуд электролитической ячейки имеет два отсека, заполненные
растворами и разделённые перегородкой. Правый отсек сосуда – катодный,
левый – анодный. Отсеки электрически соединены с помощью токопроводящей
плёнки, закрывающей отверстие между отсеками.
В качестве плёнки, проницаемой для электрического тока, применена
гидратцеллюлозная плёнка (целлофан). Допускается использовать сорта
целлофана, применяемые в пищевой и мясомолочной промышленности. Необходимо,
чтобы применяемая плёнка впитывала воду, и при этом сохраняла достаточную
механическую прочность. Важным критерием пригодности плёнки является
соответствие величины тока титрования прибора номинальному значению
(4А+0,2А для АН-7529 и 0,4А+0,02А для АН-7560) в течение всего срока работы
плёнки (обычно плёнку меняют каждый раз при смене раствора). Плёнка
крепится между двумя резиновыми накладками с помощью вкладыша, зажимаемого
клиньями.
3.4 Электродная система рН-метра из стеклянного (измерительного)
электрода и вспомогательного электрода.
Электродная система соединяется специальным антивибрационным кабелем со
входом рН-метра, находящегося в измерительном блоке.
3.5 Мешалка, предназначенная для перемешивания поглотительного раствора,
выполнена из нержавеющей стали, а её конструкция, состоящая из
цилиндрической сетки с вращающимися внутри её проволочным ротором,
обеспечивает эффективное поглощение углекислого газа раствором.
Мешалка приводится во вращение двигателем. Ось мешалки вращается в
шарикоподшипнике, установленном на кронштейне крепления ячейки.
Вращение оси должно происходить по часовой стрелке (вид сверху), во
избежание свинчивания мешалки.
На оси мешалки под крышкой ячейки установлена резиновая втулка, которая
препятствует выходу брызг вместе с газом из сосуда вдоль оси наружу. При
эксплуатации датчика нужно следить, чтобы эта резиновая втулка была прижата
вверх с небольшим усилием, при котором зазор между резиновой втулкой и
крышкой ячейки отсутствует, а трение между втулкой и платой не тормозит
вращение мешалки.
3.6 Анод и катод, являющиеся генераторными электродами, конструктивно
выполнены различно. В качестве анода используются сменные цинковые пластины
толщиной 1ч3 мм марки ЦО или ЦР ГОСТ 3640-65. анод крепится винтом в левом
отсеке сосуда электролитической ячейки.
Катод выполнен из нержавеющей стали в виде U-образной скобы с поперечными
перемычками. Катод крепится к верхней крышке правого отсека сосуда ячейки
симметрично относительно окна перегородки.
3.7 Тумблер "Мешалка" предназначен для включения и выключения двигателя
мешалки, обеспечивающей перемешивание поглотительного раствора ячейки с
целью увеличения эффективности поглощения углекислого газа, получающегося в
результате сжигания проб анализируемых образцов.
Тумблер "Ток" предназначен для включения и выключения цепи тока
генераторных электродов, обеспечивающего кулонометрическое титрование
поглотительного раствора.
3.8 Компенсатор "Холостого счёта" предназначен для уменьшения
интенсивности самопроизвольного счёта индикатора "%С" из-за наличия
примесей в техническом кислороде.
Компенсатор состоит из 10 резисторов, коммутируемых переключателем
"Компенсация". Компенсация обеспечивается подщелачиванием поглотительного
раствора током, величина которого определяется положением переключателя
"Компенсация" независимо от системы автоматического титрования.
4. Газовый тракт.
[pic]
Рис.3.Газовый тракт анализатора АН-7529.
1-баллон; 2-редуктор; 3-редуктор-фильтр; блок газоподготовки (а – фильтр;
б – редуктор-ограничитель; в – ротаметры; г – поглотитель); 5-дожигатель; 6-
сожигательная трубка; 7-фильтр-поглотитель; 8-фильтр; 9-дроссель
(капилляр); 10-сосуд ячейки; 11-склянка Дрекселя.
[pic]
Рис.4.Газовый тракт анализатора АН-7560.
1-баллон; 2-редуктор; 3-редуктор-фильтр с манометром; 4-блок
газоподготовки (А-фильтр, Б-редуктор-ограничитель, В-ротаметры, Г-
поглотитель); 5-дожигательная трубка; 6-сожигательная трубка; 7-фильтр-
поглотитель; 8-фильтр; 9-дроссель (капилляр); 10-сосуд ячейки; 11-склянка
Дрекселя.
4.1 В состав газового тракта (рис.3 и 4) входят:
. Редуктор кислородный;
. Редуктор-фильтр с манометром;
. Блок газоподготовки;
. Фарфоровая трубка печи Ш 14 мм (дожигания) - только для АН=7560;
. Фарфоровая трубка печи Ш 23 мм с затвором и пробкой;
. Фильтр;
. Фильт-поглотитель окислов серы;
. Дроссель (капиллярный);
. Поглотительный сосуд ячейки датчика;
. Склянке Дрекселя;
. Соединительные резиновые рукава и трубки.
4.2 В качестве редуктора, понижающего давление до 0,4±0,1 МПа (4±1
кгс/см2), применяется кислородный редуктор ДКП-1-65. давление на входе
редуктора должно составлять не менее 0,6 МПа и не более 15,0 МПа.
Редуктор-фильтр с манометром типа РДФ-3 обеспечивает уменьшение давления
кислорода до 0,04 МПа (0,4 кгс/см2) и его очистку.
4.3 Блок газоподготовки состоит из:
. Фильтра;
. Редуктора-ограничителя;
. Ротаметров (2шт.);
. Поглотителя;
. Соединительных резиновых рукавов.
Схема соединения блока для анализаторов АН-7560 отличается от схемы для
анализаторов АН-7529 наличия в первой линий дожигания. В этом случае
очистка кислорода в поглотителе производится после дожигания, чем
обеспечивается удаление примесей из технического кислорода.
Фильтр предназначен для очистки кислорода от технических примесей.
Конструкция фильтра обеспечивает его лёгкую разборку для смены фильтрующего
элемента.
Редуктор-ограничитель предназначен для дальнейшего понижения давления
кислорода до величины примерно 0,0005 МПа (0,05 кгс/см2), обеспечивающей
требуемый поток кислорода через печь-0,7 л/мин.
Ротаметры предназначены для измерения расхода кислорода в единицу
времени. Ротаметры установлены на передней панели блока газоподготовки.
Ротаметр 1 имеет верхний предел измерения 1 л/мин, а ротаметр 2-205 л/мин.
Поглотитель выполнен в виде цилиндра, заполненного аскаритом. Аскарит
представляет собой волокнистый асбест, пропитанный едким натром. Проходя
через слой аскарита кислород освобождается от углекислого газа. Очистка
кислорода от углекислого газа необходима для того, чтобы не исказить
результаты анализа.
Фарфоровая трубка Ш 26мм предназначена для сжигания внутри её навески
стали или сплава. Трубка устанавливается в печи и фиксируется двумя
пружинами, поставляемыми в комплекте анализатора.
Затвор предназначен для герметизации фарфоровой трубки, установленной в
печи, после загрузки в неё лодочки с анализируемой пробой.
Затвор (рис.5) состоит из корпуса с закреплёнными на нём кронштейном (1)
и штуцером (2) для ввода кислорода в печь, двух откидных крышек –
герметизирующей (3) и запирающей (4), накидной гайки (5) с шайбой (6),
резиновым кольцом (7). Пробка (рис.5), герметизирующая задний конец
фарфоровой трубки, снабжена ребристым корпусом (10) и массивной гайкой
(11), обеспечивающими хороший отвод тепла от резиновой пробки (12).
Фарфоровая трубка Ш14мм предназначена для дожигания примесей, имеющихся в
техническом кислороде, которые могут повлиять на результаты анализов,
производимых экспресс-анализатором АН-7560. Трубка устанавливается в нижнем
отверстии печи и имеет на концах штуцеры для включения в газовый тракт.
4.4 Фильтр служит для очистки кислородно-газовой смеси, направляющей в
электролитическую ячейку, от частиц пыли, образовавшихся при сгорании
анализируемой пробы. Плохая очистка газового потока от пыли может привести
к засорению дросселя и к загрязнению раствора в ячейке.
Фильтр (рис.6) состоит из основания (1), корпуса (2) с двумя штуцерами,
крышки (3) и прокладки (4). Корпус, крышка и прокладка сжимаются винтом
(5), заворачиваемым в гайку, закреплённую в основании.
4.5 Фильтр - поглотитель предназначен для очистки кислородно-газовой
смеси от окислов серы. Фильтр-поглотитель представляет собой стеклянную
трубку, наполненную гранулами гидроперита или другого вещества, способного
активно поглощать окислы серы.
[pic]
Рис.5.Затвор и пробка.
1-кронштейн; 2-штуцер; 3-крышка герметизирующая; 4-крышка запирающая; 5-
гайка накидная; 6-шайба; 7,8-кольцо резиновое; 9-прокладка; 10-корпус
пробки; 11-гайка; 12-пробка резиновая; 13-отводной штуцер.
[pic]
Рис.6. Фильтр.
1-основание; 2-корпус; 3-крышка; 4-прокладка резиновая; 5-винт; 6-ватный
тампон (заменяется 1-2 раза в неделю); 7-ватный тампон (заменяется через 50-
100 анализов).
4.6 Дроссель, представляющий собой отрезок стеклянного капилляра, имеет
диаметр внутреннего отверстия 0,5мм, обеспечивающий необходимый расход
кислорода (0,7л/мин).
5. Указания по мерам безопасности при работе с анализатором.
5.1 К работе с анализаторами допускается обслуживающий персонал,
изучивший техническое описание и инструкцию по эксплуатации анализаторов,
изложенные в настоящем паспорте, а также действующие правила эксплуатации
электроустановок.
5.2 Перед включением в сеть анализаторов измерительный блок, датчик и
устройство сжигания должны быть заземлены медным проводом сечением 2-3мм2.
5.3 Не допускается попадание масла и других горючих веществ на элементы
газового тракта анализаторов.
5.4 Корпус поглотителя в блоке газоподготовки, находящийся под давлением,
должен быть защищён от случайных ударов.
5.5 Для исключения попадания частиц раствора, выносимых из датчика
потоком кислорода в атмосферу лаборатории, выходной конец трубки следует
размещать под вытяжкой или подключить к нему склянку Дрекселя, заполненную
на 1/3 водой.
6. Настройка анализатора.
Настройка анализатора включает следующие операции, выполняемые
последовательно:
. Проверка и компенсация "холостого счёта";
. Проверка и регулировка "рабочей точки";
. Градуировка.
6.1 Проверка и компенсация "холостого счёта".
Причиной самопроизвольного счёта индикатора "%С" (холостой счёт)
анализатора является, в основном, наличие примесей в техническом кислороде.
Проверку и компенсацию "холостого счета" производят перед проведением
анализов, а так же по мере необходимости, когда окажется, что на каком либо
этапе проведения анализов интенсивность "холостого счета" изменилась
вследствие изменения качества кислорода, ухудшения поглощения и фильтрующих
свойств узлов газового тракта.
"Холостой счет" за 1 минуту не должен превышать 1-3 дискретности для АН-
7529 и 1-2 дискретности для АН-7560 при следующих условиях:
. Измерительный блок прогрет в течение 30 минут;
. Температура в печи 1250 -1400°С;
. Затвор печи закрыт, утечки в газовом тракте отсутствуют;
. Расход кислорода 0,012 дм3/с (0,7л/мин);
. Лодочки в печи отсутствуют;
. Тумблеры "ток" и "мешалка" на датчике включены;
. На индикаторе "навеска, г" установлено значение 0,500.
При установке на индикаторе "навеска, г" значений 0,250 или 1,000
указанные нормы соответственно увеличиваются или уменьшаются в 2 раза.
Для уменьшения "холостого счета" в электрическую схему анализаторов
введен компенсатор "холостого счета", а в газовом тракте анализатора АН-
7560, кроме того, предусмотрена трубка дожигания.
Проверку и компенсацию "холостого счета" производят при указанных выше
условиях в следующем порядке:
. Устанавливают на индикаторе "навеска, г" значение 0,500;
. Устанавливают переключатель компенсатора "холостого сета" на 0;
. С помощью секундомера "холостой счет" за 1 минуту не должен
превышать 1-3 дискретности для АН-7529 и 1-2 дискретности для АН-
7560.
При компенсации "холостого счета" не допустима полная компенсация (до 0
уровня) и, тем более, перекомпенсация "холостого счета", так как при этом
может происходить некоторое занижение результатов анализа.
При работе анализаторов от кислородных баллонов компенсации "холостого
счета" производят каждый раз при установке нового баллона. Причиной
увеличения "холостого счета" может так же быть снижение поглотительными
свойствами аскорита и гидроперита от длительной эксплуатации. В этом случае
следует заменить аскорит или гидропирит в поглотителях.
6.2 Проверка и установка рабочей точки.
При кулонометрическом титровании по величине рН удельный расход
количества электричества ?Q/?рН определяется выбором рабочей точки.
Поскольку характеристика титрования ?Q=f (рН) нелинейная, то каждому
значению рН поглотительного раствора соответствует своё вполне определённое
значение удельного расхода. В анализаторах рабочая точка выбирается из
оптимальных условий, обеспечивающих достаточно малую продолжительность
анализа и исключающих перетитровывание.
Номинальные исходные значения рН поглотительных растворов:
-для АН-7529-10,5 рН; -для АН-7560-10,2 рН,
которые обеспечиваются установкой соответствующей величины напряжения
компенсации (регулировка "Раб.точка") и последующей автоматической
отработки системы титрования.
Проверку рабочей точки анализаторов проводят 1-2 раза в смену.
Предварительно должно быть проведено определение и компенсация "холостого
счета".
Регулировку производят после 30 минутного прогревания анализатора в
следующем порядке:
. Проверяют отсутствие в печи лодочки и закрывают затвор в печи;
. Проверяют расход кислорода (0,7 л/мин);
. Включают тумблеры "Ток" и "Мешалка" на датчике, а также
устанавливают лимб потенциометра "Раб.точка" примерно на деление
"+40", при этом указатель индикатора "Выход рН-метра" отклоняется в
право. После отработки системы автоматического титрования
(указатель индикатора устанавливается на нуль) производят сброс
показаний индикатора "%С" нажатием кнопки "Сброс" и устанавливают
на индикаторе "Навеска, г" значение 0,500;
. Нажимают, (не отпуская!) кнопку "Проверка". При этом указатель
индикатора "Выход рН-метра" отклоняется вправо от нулевого
(среднего) положения и включится система автоматического
кулонометрического титрования. Между генераторными электродами
датчика начнёт протекать ток.
Когда стрелка индикатора вернётся в исходное положение, отсчитывают
показания индикатора "%С", которое при правильной регулировке
чувствительности должно составлять 80-100 дискретностей (для АН-7529-0,080-
0,100% С и для АН-7560-0,0080-0,0100% С)
Если показания индикатора "%С" будет выше указанного, то отпускают кнопку
"Проверка" и ось потенциометра "Раб.точка" поворачивают примерно на 5
делений лимба в сторону нуля (против часовой стрелки). При этом указатель
индикатора "Выход рН-метра" отклонится влево от исходного положения.
Поддувают изо рта немного воздуха в поглотительный раствор с тем, чтобы
указатель индикатора "Выход рН-метра" перешёл вправо от нуля. После
отработки системы автоматического титрования он снова возвратится в
исходное положение уже при новом значении рН поглотительного раствора.
После этого проверку регулировки повторяют. Ещё несколько раз
поворачивают ось потенциометра каждый раз на 5 делений в ту же сторону и
аналогично повторяют проверку.
В случае, если показания индикатора "%С" окажутся ниже, то ось
потенциометра "Раб. точка" немного (на 1-3 деления лимба) поворачивают по
часовой стрелке. При этом указатель индикатора "Выход рН-метра" отклонится
вправо от исходного положения. После отработки системы автоматического
титрования указатель индикатора установится в исходное положение, после
чего производят проверку установки рабочей точки.
Обычно трёх-четырёх указанных выше операций оказывается достаточно для
установки необходимого значения рН поглотительного раствора. После
окончания регулировки проверяют, не изменилась ли интенсивность "холостого
счета".
6.3 Градуировка анализатора.
Градуировку анализатора проводят для того, чтобы показания индикатора
"%С" соответствовали процентному содержанию углерода в анализируемой пробе.
Градуировку анализаторов осуществляют путём проведения нескольких анализов
стандартного образца (СО), как правило, близкого по химическому составу к
стали, образцы которой предстоит анализировать. Анализы проводят по
методике настоящего паспорта.
Обычно градуировку производят один раз в смену, а также перед проведением
ответственных анализов. В правильно отградуированном приборе показания
индикатора "%С" по окончании анализа должны соответствовать суммарному
содержанию углерода в СО и в лодочке с плавнем ("холостой пробе"). Если
такого соответствия нет, то производят корректировку градуировки
анализатора с помощью переменного резистора "Градуировка".
Для увеличения показаний ось потенциометра "Градуировка" поворачивают по
часовой стрелке, а для уменьшения показаний – против часовой стрелки и
затем повторяют анализ образца. Как правило, 2-3 анализов СО и подстроек
оказывается достаточно для градуировки прибора.
7.Порядок работы с анализаторами.
7.1. Общие указания.
7.1.1. При отключении подачи кислорода обязательно открывайте затвор печи
во избежание засасывания в газовый тракт поглотительного раствора из сосуда
датчика.
7.1.2. На анализаторах АН-7529 и АН-7560 не производите анализов
материалов, содержащих фтор и его соединения, которые попадая в
поглотительный раствор, могут вывести из строя стеклянную мембрану
измерительного электрода.
7.1.3. Для получения возможно большей точности анализа следует
руководствоваться следующим:
. После заливки свежих растворов в ячейку датчика или установки новых
фарфоровых труб в печи, а также после замены других элементов
газового тракта для насыщения тракта углекислым газом и
стабилизации свойств поглотительного раствора необходимо включить
тумблеры "Ток" и "Мешалка" на датчике и произвести сжигание
нескольких проб углеродистой стали;
. При проведении анализов не допускается истощение рабочих растворов
ячейки. Перед проведением анализов для определения сходимости
показаний анализаторов рекомендуется в ячейку заливать свежие
растворы;
. При обращениями с лодочками применять пинцет. Лодочки за несколько
часов до анализа прокалить в потоке кислорода при рабочей
температуре.
. Массу навесок определять на аналитических весах с погрешностью
взвешивания, не превышающей 0,2мг, или использовать корректор
массы;
. Для определения "холостой пробы" навеска плавня должна иметь тот же
состав и примерно ту же массу, как и при последующих анализах проб,
причём на индикаторе "Навеска, г" следует установить не значение
плавня, а среднее значение навески анализируемого впоследствии
образца.
. Вдвигание лодочек в трубку печи и их извлечение производить крючком
из толстой медной (не латунной) или малоуглеродистой стальной
проволоки;
. Анализы проводить после установления постоянной температуры
растворов в ячейке;
. При проведении анализа следить по ротаметру 1за постоянством
расхода кислорода;
. В конце каждого анализа контролировать стабильность "холостого
счета";
. При определении содержании углерода в образце из показаний
индикатора "%С" необходимо вычитать значение "холостой пробы",
измеренное за такое же время, как и продолжительность анализа;
. Анализы (в особенности одинаковых анализов) следует проводить при
одних и тех же условиях.
7.2 Проведение анализов.
7.2.1 Анализы на углерод проводят после полной подготовки анализатора к
работе.
7.2.2 Анализы проводят в условиях, предусмотренных действующими ГОСТам
или инструкциями на кулонометрический метод определения углерода для
отдельных групп сталей и сплавов. При отсутствии указанных нормативных
документов анализы на углерод проводят при следующих номинальных условиях:
. Температура в рабочей зоне трубки печи 1250-1350°С;
. Время прогрева измерительного блока – не менее 30 минут;
. Навеска пробы 0,450-0,550г, для больших массовых долей навеску
уменьшают и наоборот;
. Плавень – окись меди 0,500±0,100г;
. Расход кислорода 0,7±0,1л/мин.
7.2.3 Порядок проведения анализов.
Анализы проводят в следующем порядке:
. Сжигают "холостые пробы" определяют средний результат;
. | |
