Метод гидролиза. Применение лентам и шнурам на основеполипропиленовойленты



 

Гидролиз– это химическая реакция, происходящая при взаимодействии какого-либо вещества (неорганические соли, белки, аминокислоты, углеводы и др. вещества органической природы) с водой.Существует большое разнообразие методов и технологических приемов гидролиза растительного сырья, что связано со значительным числом факторов, влияющих на кинетику процесса.

Для достижения поставленной цели было разработана установка для электрофизической модификации текстильных материалов.

Установкой является усовершенствованная модель электролитической ванны(рисунок 1.3) (электролизер). Электролизёр – аппарат, предназначенный для выделения на электродах веществ, при прохождении электрического тока через раствор электролита [22].

С помощью электролизера было изучено воздействия электролиза на полипропиленовую нить в разных химических растворах.      

Рисунок 1.3– Электролизная ванна

Для осуществления электролиза к отрицательному полюсу внешнего источника тока присоединяют катод, а к положительному – анод и погружают их в электролит. При прохождении тока через электролит катионы под действием электрического поля движутся к катоду, а анионы – к положительному электроду – аноду. Например, при электролизе расплава MgCl2 катионы магния, подойдя к катоду, взаимодействуют с приходящими по внешней цепи электронами, восстанавливаются[23]:

К«+»Mg2+ + 2е-®Mg.

 Анионы хлора перемещаются к положительному электроду и, отдавая избыточные электроны, окисляются. При этом первичным процессом является окисление ионов хлора:

А«-» 2Cl- –2е-® 2Cl0,

а вторичным – связывание образующихся атомов хлора в молекулы:
2Cl®Cl2.

Складывая уравнения электродных процессов, получим суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей при электролизе расплава MgCl2:

Mg2+ + 2Cl-®Mg + Cl2.

Эта реакция не может протекать самопроизвольно, энергия, необходимая для ее осуществления, поступает от внешнего источника тока. В ходе этой реакции электрическая энергия превращается в химическую.

Если рассматривать гидролиз солей, то гидролизу подвергаются средние и кислые соли, в образовании которых участвовали сильная кислота и слабое основание (FeSO4, ZnCl2), слабая кислота и сильное основание (NaCO3, CaSO3), слабая кислота и слабое основание ((NH4)2CO3, BeSiO3). Если соль получена путем взаимодействия сильных кислот и основания (NaCl, K2SO4)реакция гидролиза не протекает.

Типы гидролиза

Выделяют несколько типов гидролиза, среди которых наибольшее значение имеют:

а) гидролиз по аниону

Этот тип гидролиза характерен только для неорганических и органических солей, в образовании которых участвовали слабая кислота и сильное основание, например, по аниону гидролизуются метасиликат натрия (Na2SiO3), формиат натрия (HCOONa), ацетат калия (CH3COOK), сульфит кальция (CaSO3) и т.д[29].

Рассмотрим более подробно на примере ацетата калия (CH3COOK). Данная соль образована сильным основанием — гидроксидом калия (KOH)и слабой кислотой — уксусной (CH3COOH). Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

CH3COOK ↔ СH3COO— + K+ (диссоциация соли);

СH3COO— + K+ + H2O ↔ CH3COOH + K+ + OH— (полное ионное уравнение);

СH3COO— + H2O ↔ CH3COOH + OH— (сокращенное ионное уравнение);

CH3COOK + H2O↔ CH3COOH + KOH (молекулярное уравнение).

Наличие ионов OH— в растворе свидетельствует о щелочном характере среды.

б) гидролиз по катиону

Этот тип гидролиза также характерен только для неорганических солей, в образовании которых участвовали сильная кислота и слабое основание, например, по катиону гидролизуются хлорид железа (III) (FeCl3), сульфат меди (II) (CuSO4), нитрат бериллия (Be(NO3)2) и т.д.

Рассмотрим более подробно на примере нитрата бериллия (Be(NO3)2). Данная соль образована слабым основанием — гидроксидом бериллия (Be(OH)2) и сильной кислотой — азотной (HNO3). Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

Be(NO3)2 ↔ Be2+ + 2NO3— (диссоциация соли);

Be2+ + 2NO3— + H2O ↔ BeOH+ + H+ + 2NO3— (полное ионное уравнение);

Be2++H2O ↔ BeOH+ + H+ (сокращенное ионное уравнение);

Be(NO3)2 + H2O ↔ Be(OH)NO3 + HNO3 (молекулярноеуравнение).

Теоретически возможна вторая ступень гидролиза:

Be(OH)NO3↔ BeOH+ NO3—(диссоциациясоли);

BeOH+ NO3—+ H2O ↔ Be(OH)2+ H+ NO3—(полноеионноеуравнение);

BeOH+ H2O ↔ Be(OH)2+ H+(сокращенное ионное уравнение);

Be(OH)NO3+ H2O ↔ Be(OH)2+ HNO3(молекулярное уравнение).

Наличие ионов H+свидетельствует о кислом характере среды.

в) гидролиз и по катиону, и по аниону

Этот тип гидролиза характерен только для неорганических и органических солей, в образовании которых участвовали слабая кислота и слабое основание. Например, по катиону и аниону гидролизуются сульфит аммония (NH4SO3), сульфид железа (II) (FeS), нитрит меди (II) (Cu(NO2)2) и т.д.[29].

Рассмотрим более подробно на примере сульфида серы. Данная соль образована слабым основанием — гидроксидом железа (II) (Fe(OH)2) и слабой кислотой — сероводородной (H2S). Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

FeS ↔ Fe2+ + S2- (диссоциация соли);

FeS — + H2O ↔ Fe(OH)2↓+ H2S↑ (молекулярное уравнение).

Среда нейтральная.

Законы электролиза

 

Связь между количеством выделившегося при электролизе вещества и количеством прошедшего через электролит электричества выражается законами Фарадея.

1 закон Фарадея: массы веществ, выделившиеся на электродах при электролизе, прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшего через электролит, т.е.

m = k · I· t,

где m – масса вещества, образовавшегося на электроде или у электрода, г;

k – электрохимический эквивалент вещества; ;

I – сила тока, А;

t – время электролиза, с (ч);

F = 96487 Кл или F = 26,8 А/ч;

Мэ(В) – эквивалентная масса вещества.

2 Закон Фарадея (закон эквивалентов для электрохимических реакций): одинаковые количества электричества выделяют на электродах при электролизе эквивалентные массы различных веществ:

или

Отношение количества электричества (q), необходимого для выделения данной массы вещества, ко всему количеству прошедшего через электролит электричества (Q), называется выходом по току данного вещества и обычно выражается в процентах:

или . [30]


2 . ВЫБОР ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

Полипропиленовые ленты применяются в различных отраслях для обвязывания, стягивания картонных упаковок, профилей (металлических и деревянных), труб, строительных материалов (кирпича, плитка, досок, фанеры), бытовой техники и иных товаров.

В данной работе объектом исследование являлась полипропиленовая лента производства ООО «Квинта» г. Казань, в таблицы 2.1 представлены физико-механичесие свойства используемой в ходе экспериментов тканой ленты.

 

Таблица 2.1 – Физико-механические характеристики полипропиленовой ленты.

Наименование Показатели Различные технические характеристики
Ширина, мм 30 мм
Длина, мм 300 мм
Толщина, мм 0,35 мм
Количество нитей основы 60
Количество нитей утка 10*2
Нормативный документ ОСТ 17-10-030-2000

 

Данная тканая лента обладает всеми требуемыми свойствами применяемые к тканым техническим и декоративным лентам, однако основываясь на пожеланиях конкретного покупателя, лента должна обладать рядом специфических свойств.и не существенно повышать себестоимость изделия.

Исходя из представленных данных в литературном обзоре, можно сделать выод о том, что обработка полипропиленового текстильного материала методом водного электрилоза (катода и анода) позволяет решить поставленную задачу .

Поэтому методом модификации физико-механических свойств данного материала выбрана обработка в установке электролиза. Для достижения требуемого эффекта варьировалось время обработки, сила электрического тока, а так же реакционная среда.

 

 


Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 3745; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!