Приложение Г (рекомендуемое). Осушка, перегонка и очистка растворителей и реактивов

Приложение Г
(рекомендуемое)

Осушка, перегонка и очистка растворителей и реактивов

Г.1 Осушка и перегонка растворителей

Г.1.1 Перед перегонкой все растворители, за исключением этилового спирта, предварительно сушат в течение 1 сут над прокаленным сернокислым натрием или углекислым калием, затем проводят перегонку при атмосферном давлении на металлической (сплав Вуда) или песчаной бане на установке для перегонки с дефлегматором.

Собирают фракции с температурой кипения:

- от 110,6 °C до 110,8 °C - для толуола;

- от 130 °C до 140 °C - для амилацетата;

- от 122 °C до 127 °C - для бутилацетата.

Перегонку ацетона и этилацетата проводят аналогично, но на водяной бане, собирая фракции с температурой кипения 56 °C - для ацетона и от плюс 74 °C до 80 °C - для этилацетата.

Г.1.2 Осушку и перегонку этилового спирта выполняют следующими методами.

Г.1.2.1 Метод 1. Для приготовления 98 %-ного этилового спирта ректификат сушат в течение 15-18 ч над обезвоженной сернокислой медью, затем проводят перегонку. На 1 л спирта применяют сернокислую медь (прокаленную, в виде белого порошка) массой 200 г.

Г.1.2.2 Метод 2. Осушку этилового спирта проводят над прокаленными при температуре от 800 °C до 900 °C известью или мрамором в круглодонной колбе с обратным холодильником путем кипячения на водяной бане в течение 10 ч.

После осушки этиловый спирт перегоняют в колбе с дефлегматором и холодильником Либиха, после чего получают этиловый спирт концентрацией от 99,7 % до 99,9 %.

Для получения 1000 см ³ перегнанного этилового спирта необходимо для перегонки применять 94 %-ный этиловый спирт объемом 1100 см ³.

На 1 л этилового спирта применяют прокаленный мрамор или известь массой 500 г.

Для получения абсолютированного этилового спирта остатки воды удаляют металлическим натрием с повторной перегонкой.

Г.1.2.3 Метод 3. Для осушки этилового спирта концентрацией от 99,5 % до 99,7 % объемом 1 л применяют цеолит массой 600 г, предварительно прокаленный при температуре 425 °C в течение 2-3 ч. Цеолит, охлажденный до температуры от 70 °C до 80 °C, небольшими порциями засыпают в колбу с этиловым спиртом. Колбу закрывают пробкой с хлоркальциевой трубкой и выдерживают от 24 до 48 ч в зависимости от того, до какой крепости необходимо осушить этиловый спирт.

Содержимое колбы время от времени перемешивают встряхиванием. По истечении указанного срока этиловый спирт перегоняют.

Цеолит используют многократно после соответствующей термообработки.

Для получения 1000 см ³ перегнанного этилового спирта необходимо для перегонки применять 94 %-ный этиловый спирт объемом 1100 см ³; для получения 1000 см ³ осушенного этилового спирта - 94 %-ный этиловый спирт объемом от 1600 до 1650 см ³.

Г.2 Перегонка и очистка реактивов для приготовления пленкообразующих растворов

Г.2.1 Перегонку и очистку (при необходимости) реактивов для приготовления пленкообразующих растворов и их контроль проводят в соответствии с настоящим стандартом и ТД на реактив конкретного вида.

Г.2.2 Перегонка тетраэтоксититана должна быть проведена на заводе-изготовителе.

Г.2.3 Поставку тетраэтоксититана осуществляют в запаянных ампулах с прилагаемым протоколом приемосдаточных испытаний.

Г.2.4 Тетраэтоксисилан, имеющий кислую реакцию (розовый оттенок индикатора), нейтрализуют спиртовым раствором алкоголята натрия до слабощелочной реакции (оранжево-желтоватый оттенок индикатора) по индикатору метиловому оранжевому. Появившийся осадок отфильтровывают, а оставшийся тетраэтоксисилан подвергают разгонке при нормальном давлении с отбором фракций, кипящих при температуре от 164 °C до 170 °C, с содержанием не менее 85 % фракции с температурой кипения от 164 °C до 167 °C.

Г.2.5 При необходимости очистку хлорокисей гафния и циркония путем перекристаллизации и контроль проводят в соответствии с Г.3.

Г.3 Очистка хлорокисей гафния и циркония путем перекристаллизации и контроль

Г.3.1 Очистка хлорокиси гафния и контроль

Г.3.1.1 По внешнему виду хлорокись гафния представляет собой белый кристаллический порошок с массовым содержанием:

- 17,3 % хлора;

- 43,58 % гафния;

- 33,84 % воды.

Г.3.1.2 При наличии хлорокиси гафния с суммарным содержанием примесей, превышающим 0,0634 %, проводят ее перекристаллизацию. Для этого навеску хлорокиси гафния массой приблизительно 200 г растворяют в дистиллированной воде объемом от 350 до 400 см ³ и добавляют концентрированную соляную кислоту объемом 250 см ³. Раствор фильтруют через двойной плотный бумажный фильтр, затем раствор с избытком соляной кислоты медленно выпаривают на водяной бане до появления плотной пленки на поверхности раствора. Содержимое медленно охлаждают до температуры окружающей среды и выдерживают в течение 8 ч. Выделившиеся кристаллы отфильтровывают через стеклянный фильтр с применением водоструйного насоса. Кристаллы несколько раз промывают концентрированной соляной кислотой, охлажденной до 0 °C, при этом соляную кислоту отсасывают до тех пор, пока кристаллы при помешивании перестанут прилипать к шпателю. Затем кристаллическую соль высушивают на воздухе или в эксикаторе над хлористым кальцием до степени сыпучести.

Г.3.1.3 Внешний вид и цвет хлорокиси гафния определяют визуально, рассматривая пробы непосредственно в ампулах.

Массовое содержание хлора в хлорокиси гафния определяют следующим методом.

На весах взвешивают навеску хлорокиси гафния, растворяют дистиллированной водой и осаждают в разбавленном растворе аммиака гидрат окиси гафния. Аммиак в раствор добавляют до тех пор, пока новая порция его не перестанет вызывать помутнение раствора.

После того, как осаждение выполнено полностью, осадок отфильтровывают и промывают дистиллированной водой до тех пор, пока качественная реакция не перестанет обнаруживать в водной вытяжке присутствие хлора. В фильтрате определяют содержание хлора, в осадке - двуокись гафния.

Для определения хлора измеряют объем фильтрата, отбирают из него пипеткой по (25  5) см ³ в 3-4 конические колбы и определяют содержание в них хлора методом аргентометрии.

Испытуемую жидкость подкисляют азотной кислотой в соотношении 1:1, не содержащей хлора, добавляют избыток 0,1 н раствора азотнокислого серебра и отфильтровывают образовавшийся осадок хлористого серебра. Затем вводят индикатор - 40 %-ный раствор железо-аммониевых квасцов объемом от 1 до 2 см ³ и проводят обратное титрование 0,1 н раствором роданистого калия. Титрование считают законченным, когда появляющееся от введения роданистого калия окрашивание перестанет исчезать при взбалтывании и раствор станет кирпично-красного цвета.

Для определения титра раствора нитрата серебра применяют 0,1 н раствор хлористого натрия или хлористого калия. Титр роданистого калия определяют по установленному титрованному раствору нитрата серебра.

Массовое содержание хлора X в процентах вычисляют по формуле

,

(Г.1)

где a - количество 0,1 н раствора азотнокислого серебра, см ³;

K ₁ - поправочный коэффициент азотнокислого серебра;

b - количество раствора роданистого калия, см ³;

K ₂ - поправочный коэффициент раствора роданистого калия;

A - азотная масса хлора 35,5 г,

C - общий объем водной вытяжки, см ³;

d - количество водной вытяжки для титрования, см ³;

E - масса вещества для определения хлора, г.

Пример

После растворения хлорокиси гафния массой 0,1521 г, осаждения и отфильтровывания осадка, объем фильтрата составил 100 см ³.

Для титрования отбирают фильтрат объемом 40 см ³, который подкисляют азотной кислотой, не содержащей хлора, затем добавляют 0,1 н раствора азотнокислого серебра объемом 4 см ³. На обратное титрование избытка ионов серебра затрачено 0,125 н раствора роданистого калия объемом 0,85 см ³.

K ₁ = 0,1; K ₂ = 0,125.

Массовое содержание хлора в хлорокиси гафния составляет 17,14 %:

 %

Массовое содержание гафния X ₂ в процентах определяют по двуокиси гафния X ₁, последнюю определяют путем прокаливания осадка гидрата окиси гафния до постоянной массы. В предварительно прокаленный до постоянной массы платиновый или фарфоровый тигель помещают фильтр с осадком гидрата окиси гафния и прокаливают до постоянной массы при температуре 1000-1200 °C. Массовое содержание в навеске двуокиси гафния X ₁ в процентах вычисляют по формуле

,

(Г.2)

где C - масса тигля с навеской двуокиси гафния после прокаливания, г;

a - масса пустого тигля, г;

b - масса тигля с навеской хлорокиси гафния до прокаливания, г.

Пример

Масса навески двуокиси гафния после прокаливания: C-a = 0,1216 г.; масса навески хлорокиси гафния до прокаливания: b-a = 0,2374 г. Массовое содержание двуокиси гафния составляет 51,22 %.

 %

Далее выполняют пересчет на гафний. Молекулярная масса двуокиси гафния HfO ₂ = 210,5, атомная масса гафния Hf = 178,5. Массовое содержание гафния в хлорокиси гафния составляет 43,43 %.

 %

Г.3.2 Очистка хлорокиси циркония и контроль

Г.3.2.1 Очистку хлорокиси циркония проводят путем перекристаллизации.

Имеющуюся хлорокись циркония, содержащую 8 молекул кристаллизационной воды, перекристаллизовывают следующим способом. 25 г вещества растворяют в 100 мл воды, к которой добавлено 6 мл концентрированной соляной кислоты. Раствор нагревают до температуры 70 °C и фильтруют. Фильтрат концентрируют до объема 75 мл и охлаждают без перемешивания. Выпавшие кристаллы отделяют от маточного раствора отсасыванием и промывают на фильтре холодным раствором, состоящим из смеси спирта и концентрированной соляной кислоты (соотношение 1:1). Выход - 10 г очищенного препарата. Дополнительное количество (7 г) можно получить из маточного раствора путем дальнейшего концентрирования и кристаллизации.

Г.3.2.2 Точную массовую концентрацию двуокиси циркония устанавливают гравиметрическим методом.

Подготавливают стандартный раствор циркония, растворяя навеску хлорокиси циркония массой 13-14 г в растворе соляной кислоты 1,5 моль/л объемом 50-80 мл в стакане вместимостью 200 мл. Полученный раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1000 мл, доливают этим же раствором соляной кислоты до метки и перемешивают.

Далее в стакан вместимостью 250-300 мл отбирают стандартный раствор объемом 20 мл, разбавляют водой до 100 мл, добавляют 2 г хлористого аммония, нагревают до температуры от 50 °C до 60 °C и осаждают избытком аммиака гидроокись циркония. Раствор с осадком нагревают до кипения, дают осадку осесть и отфильтровывают на фильтр. Осадок промывают горячим раствором азотнокислого аммония с массовой долей 2 % до отрицательной реакции на ион хлора (реакция с раствором азотнокислого серебра).

Фильтр с осадком помещают во взвешенный платиновый тигель, подсушивают, озоляют и прокаливают до постоянной массы в электропечи при температуре 1200 °C. Массовую концентрацию двуокиси циркония в 1 см ³ стандартного раствора находят делением массы осадка двуокиси циркония в граммах на 20.