Неорганические кислоты, щелочи и соли

8'!

тканей, кожи, древесины, cipoure.'ii.in.ix материалов и других изделий.

Проявление этих свойств сосгонт, как правило, в проникно­вении одного тела пли вещества и другое или в их химическом взаимоденствин.

Важнейшими фпзи ко -химическими свойствами я в. i4ioi с я сорбциоиные свойства,.характеризующие водопроницаемость. пароироиицаемость, воздухопроницаемость, нылснроиицаемость и Др.

От физико-химических свойств завися! назначение н поведе­ние материалов и изделий и различных условиях upon толста и эксплуатации.

Сорбциоиные свойс]ва

Поглощение материалом газов, воды, а также растворенных в пей веществ пазываегся сорбцией. Тело, способное погло­щать другие вещества, называется адсорбентом, а вещество, ко­торое поглощается,— адсорбатом. Процесс, обратный сорбпии. ~ десорбция.

Виды сорбции, встречающиеся в природе,.телятся на адсорб­цию и абсорбцию- Адсорбцией называегся процесс поглощения вещества поверхностью, включая норы и трещины твердого те.]:'. Абсорбция -— это процесс поглощения вещесгва за счет его iii'h-фузпп. Эти процессы сонровожтаются образованием н канн лля-рл.х волы и химических сосдипсинй. В последнем случае процесс называется хсмосорбцией.

Процессы сорбции протекают при крашении волокон, тк.пгн. трикотажа. Они лежат в основе очистки вод, масел и ['а.юн о;

примесей, оспетдсния растворов, п также используются и хро-матографнн. Процессы сорбции являются предметом изучения физической и коллоидной химии.

При изучении Процессов сорбции важно установить не -lo.ifi. ко, какое количссгво определенного вещества (газа, нар:!, воды и Др.) поглощает данный адсорбент, но и ири каких условиях н как пзмсщяются свойства вещесгва. Например, нрн изменении влажности многих воломщс; ых и других магерналон резко ме­няются Ил свойства (прочное г!), электропроводное п,, [сплчпр¹'-водность. объемная масса, стойкосгь к гниению и т г). То,'про­веду необходимо знать эш закономерпосги н учигыиа']!, и\ нрн оценке качества н харакгернсгнке погребите.ил-кнх счонств мно­гих товаров.

'• Сорбцнонные свойств зависят от природы (особенно от на­личия полярных групп) и удельной поверхности адсорбент,!. природы н концентрации адсорбата, нх влажности и температу­ры. С повышением температуры адсорбацня уменьшается до определенного предела, а.хсмосорбция увеличивается.

Удельная поверхность адсорбента влияет на количество ад­сорбируемого вещества, если его молекулы меньше пор.

М

^s ч.[о э|;лс>и rL'i']]dnn:K c.-i.-h;^ - "hi;",;, 'лиэчоо он пниаШог.юпогои

'(idl-;,,„::-„^ "".A:«li[ •--^--.^- ~""",\\

:l^!;l"AKdoi]l 011 OI[.-l[.'.1Hli]4f[ 4[1<!0 lOM/ol^ 'I/Budol

и'л чтюг.юи HHHHOL30.) u.•lodoLO'i 'HJBL-я оя1.-1эыи;оя aotiigQ

•>;ХЛ1;>:011 0]Ч];Ч111;К]:Г11 Ц011Ч1.'Э1Н.10Н10 1!;)Иа111011'.Ч'][1

-oii о.\]:ad:i п OH4i.-,-]Ji;noT'ni"ii]] j i!3oiiodaii l'l'ihi.-ih'k:и1донч'иг1 liuiiai.'at.'aduo I'oiai': 11111:0 тча юла^.-чп^д •KOliiicaodH.n'diaMe ' (н.:.ioiil.'oHoiiiioi.lJ.M,ii.'(-. oiHH.Hi..^.!;] (.11] i Hoti.iikO.ii.'L'iiod.i.Mai.'R 01411101'

-он э аж.чс! L'iioi;ai'adiio чнчо la'i'dn i[oi;cudan;n Ч1лои;]'|;1:я

•.4;l;lld.UI;.\ 11 ('\\) 11|1:,'Я Л[1111"!.'||.1Г(1.1 1.1]'111Ч1:1:Я01! HHIIKO.I

-.''(.'л кон'1'L'l.'a оы ub-i;iidaiL'i< o.i.il'h я n.ii.'L'a пл.-нч'; эинэиюто

H!IIICiul>l' -ОЦСООО il IlHUOHVUIlyU mill 1'liL'il 10„l"IIWI'[il,)[!ll..nl,ll^i:] [ 1) \^l](j

'J 'Hl[HIi01303 i\OX.\0 UlIlOl^OO •sl' Я E)[El'doO 0.131:1';—"Ш;J ']:llEI;doO О.ЮНЧЧЧ.-Н 1;ЗЛ1;И--"HI Ol.'J

OL',\i\doil' on xciiioiiadH ii ('•'"д\) чтэоняичга юня.-лнычд •(нииисиэоэ о.юхлл oiiioil.'o.'iiJc) тзси Honiinoiaou

01' 0.10 lillllL'UHIU.\014n KOlAU 101 UL'.lTaduO liL'l:lld;)J.U[1 Ч1ЭОНЯ(В1,'Я

•iiodB..4',iHi:M u don хи.]лонх1]эаон XHuii.-idiAiiii пи iio.ia>:.ii;L'ou•l\';111HaH10L'.IOIIOTOH B,\I.'H:UI'liT;l! 00 ч 1ГЯ IIM^i^TA

-OHIO 'GL'l:Ild0.1.1:lV IHtloiI ni'niOIKHI.'OIIUi' innDhU ii 1:\.'!^ 'e,II:;;j "'l;ii]I

-liaVHOH) Г.ОН ['НЖ-ОНН;,)!]!;'! Я X'HHI T>l;t H M'1'101.'! il \ l:i.'ri[<Io 1 1;Г; Я УЭЧШТОХиН J.O'KOl'; 1:.11;1'^[ ~HU!\ J(K'!1 t! tlOt '•)/;./,' .1;;••' '.' /:'«." 'i. Л ¹¹ • •/

UorUUd,')].!;]', HJ.:'0]lbllH(,'l:Kil],]il.l КН1,,'1ГОГ.Т';!П •1'Г.\]'.o"ii]l •I,,,'i.i]) li.tH^odornii 1?UH01;illi H.I i.Oei.OIi;ol:H 'l.;H':,'',ii'oi]oo I'o-'H'i'l -' l'.":

-1;11Я(.1,~).t.l HHHoiIu.-lT'l: I'il.'in'tl'l liuri'!;.!,'. I';f: П!!"-,!!!'!'!!;!;,)0ч 4.i|]

'"!fl(4.- ()'.) ^c;\ '¹ '•0" •11Л,,НЧ'1:1 I] 1,.;1!

-Ч1;Э1ИДОН10 1;.^.].Л1;1111^ НО;','1Г];]\'(1о[ [ •ll.\I,1':H';'l:lli]l o|]'..T.\1;i-:";.]!!•. IVO.l.l'S: 1; '1^ ]..11'П1ЧН,'Н'..\ o'l'll •ОЧ.1П11 I'MO l.\.\Tin>l ]• I.toim.'l'',1 [1>il

AlOOil 01!41;l;UOUll(]oUlnlU or>l'.l]ll li,'1.1.01;H]llill!',l;l.\ ЛГ|.'1.|;]]Ч!'.l!:!i.llio.1

-li'L¹ ll.II;l;H UHliOllIOI.'.IOII 111,1] 1 •11.1СГН UOH]!l:iH'[|nOtlo.^;]' 04!.Л.'.Ы1 i.'O'l

J.iiaiiarc 1:хл1.'!:оа ii.i.,)ou'i'.ci'ii иопчгошлошо Jr) "[ ',4 O'l '""ill

-1ЕИКОЯ "%001 CHiIcd ВХЛ1:!'0!1 0.101IU,->lH14ni;ll Ч.1ЛО!"Г]:].'Н Н1:!1!]'Л1

-НЭОП10 •x'n.i.iialioi.lii u и.-ч.т.-жшЬчн 'i'x.m.'coh л|1лч:1]лнка| ii||;ih,-h;

-aVatIno ndii A]',on'i<OKi;oii онч1.-1;]'.н,'"]]:к я гггччуо онш.игл ч пгчн

UodL'H lilllir'Kdal.'O,) ОННПШОШ.О— Ч.^.ЧОНЧ^ЛЧ! Ы;!1ЧГ.'.1 U."ill 1 (')

•Г) ^<_\"; uJn tl'./.i 8'S? ".)о0 "¹¹" с"/-' i'M'l-) пни,)1Н|чл1;н oloiii.-ou ol; ii,u.i"m[ii

-HL-ОиЛ СХЛГГОН ЧТЭОНЖЩ.-Н 111;П10[1;ОЛОЬ' J4||.\J1'([.1H1\.-I.L 1\'Л11мЛН|]Ч;]пн 3 •ВКЭЧ.ЦО 011111411:0 Ы lilJl;!] O.lOniil.'Od 1;,1ЛГИ Oir-.—]'\'\П:ОН Ч1ЛОИ

-;kl'u'(i lii'nioii.'o.-lov •iiTaoii'Ki'i'n иопчг-птлон.ю н ноиюн.-о.юг h[':k];

-эшсияоп oiia'ri.'tlpH] чнчо южок axi<l:i:oii u ii.ii.'ii'n niiiii"i'J.)ro^)

•lini.'aVl.n ai^uoa.'i г.эицэиэкеи li.iloicWi'oaotlHo.) nrnloioM 'ax.\V(:ou a ]s:)H,'iliii:'i'ilai:cn 'lUEira imtigdo.') iiDaa'iiodii [i.-iioiEVoiifocn онииотэои i.iul'oi:eh ишэ

-ицтчгод im'iie.LEAiru3>ie и пинансйх- 'Hiiin:iiodH.LdoH,)H];d.i. Н(]ц

•niaoiixdoilou no.if-. л xii aiinodrii.iii и он 'u.i.iinydo.n.T- тл

-oiixdaaou 1:11 i.'ahoi.'om bhhb.iii.ithom o'ihl'oi. ли lllI'ox.iHoilii ]\oi.<-. ildn •Houliydo.'ial!' и noiniodo.) лгжок oii.ioiioHHi.'d aon.ioiiiiKi.'uul;' l3BU,<l3Cll и нэгэшп.-эксс оинлитлон Koi.i:i' '.ll.'oud.ili 1\оич|;];],|:и

H BL4I14L-00]H;]1:ГЯО'1ЕИ1П'0.1И HHligdo.ll:!; 4.1.:lodo'13 •K,-iU]1.4110]']01]

OJa — Biiliodoaa'L' 'urual кэпняг-лупн ii.-]J,,-n:r>i'onodiioa bhho(]o;)

:"<! '(onilOll'ni:!.'ПГН) Kinn'dlHOHHO;] 11]Ч1]|П110'1 - - ")

'c.l.iioodo.m;.1 | я эоиналото 'I'mydo.'il'i; oii,i,i.)iiiii.'o'] -^- oi.'.i. ui

ai;.\i<i]oi|i он кд1он];.')1.','ч]но и i]i]l[odo.ii;i; iini.'i'.d.noi н г,.'],!!:'!'.

-i^Iniii a l лот\-пЛ1Чи>(- rif •.-n!,\ I I'dnHl^O.L!IOHUOIi',->T,)dUO lidll l.'U'Otlo.^

насыщения водов, i; in,:— масса материала в абсолютно сухом состоянии, г; v—объем материала, ем/ем³.

Объемное водоноглощснис может быть меньше пористости, а [юсовое может бить больше ее.

Водоноглощеиис различных материалов колеблется от 0,2 (фарфор) до 20—200% (древесина).

Подоиоглощсние необходимо учитывать при приемке, тран­спортировании, храпении и эксплуатации изделии.

Свойства, характеризующие проницаемость материалов и изделий

Под проницаемостью понимается способность материала или изделия пропускать воду, пар, воздух, газ, пыль. Она имеет важное значение для оценки качества пористых материалов и изделии и особенно для характеристики их санитарно-гигиени-ческнх свойств. Основными нз них являются оодо-, паро-, воз-духо-, газо- и пылепроницасмость.

Водопроницаемость— это способность материала и изделия пропускать волу при определенном давлении. Она обусловлена наличием сквозных нор и учитывается при оценке качества во­дозащитных тканей ц изделий из них, обуви, посуды, различных емкостей.

Характеризуется водопроницаемость (В) количеством воды (v, мл), проходящей через материал площадью (S) 1 см² в тече­ние 1 ч (1), и определяется по формуле

Li--'-. S.I

На практике наряду с водопроницаемостью применяется по­казатель водоупорности. Он характеризуется высотой столба воды, который выдерживает материал до проникновения ьоды на противоположную сторону, или временем, и течение ко­торого пода проникает через материал на противоположную сто­рону. Определяют водоупорность «о методу кошеля.

Водопроницаемость зависит от харакгсра и размера пор, гидрофобных пли гидрофильных свойств материала и давления.;^я ^повышения водонепроницаемости материалы или изделия обрабатывают водоотталкивающими составами либо покрывают пленками.

Ппропроницаемость— способность материала пропускать частицы пара in среды с меньшей влажностью в среду с боль­шей нлажностыо. Определяют ее в мг/см-' при температуре 20° С н относительной нлажпости воздуха 60%. Этот показатель как одни из факторов, обеспечивающих необходимый тля нормаль-ион жизнедеятельности организма микроклимат, имеет важное значение при оценке качества тканей, одежды, обуви.

1|.'Ч>о;!]Ч1ннцасмость зависит от пористости ма герца та ц его адсороциоиных свойств, так как пары поды адсорбируются од- SS

ной стороной материала, диффундируют н его ro.'iinv н дссорби-руются с Другой. Различают паронроннцаемость абсолютную и относительную.

Абсолютная нароироницаемость выражается количеством во­дяных нпров (т, мг), которые проходят через 1 с.м² материала (S) н течение 1 ч (I), и вычисляется но формуле

Р,--"'-. S.I

Относительная паронроницасмоеть (Р„)—это отношение ко­личества влаги, нспарнвщейся через испытуемый материал, к количеству плащ, испарившейся из открытого cucv.ia за одно и то же время:

р„ ^-'"-.юи,

где m—масса воды, испарившейся через материал, мг; m„ — масса воды, испарившейся нз открытого сосуда, мг.

Для определения динамической иаропроннпаемосш через материал пропускают воздух под некоторым давлением Вычис­ляется динамическая иароироиицасмоси. (i'!i,i|l и" формуле

1'l.nl -^\^'-,

где V— количество воздуха, прошедшее при давлении /';, мл:

(is — количество пара в 1 мл воздуха при полном счо насыще­нии для температуры t, мг; [—относительная влажность возду­ха, доли единицы; S—рабочая поверхность образца матепнзла, ем²; 1—время испытания, ч.

Материалы с малой воздухопроницаемостью н хорошими ад­сорбционными свойствами обладают большей паронроннпае-мостью.

ЬолОухопроницаемость. Воздух проходит через магернал, ког-ла давление по обе его стороны неодинаково. Количество вочту-ха,^ прошедшее через материал, зависит от разницы этих давле­нии н пористости материала,

Воздухопроницаемость материала [b[,, м:1/(см2-с)] опретсля-ется по формуле

^.Y,

S.I

где V — количество "o,i:уха, проще пнег чере. M.iepH.i.i нрн разности давлений [i, мл; S — нлощ.оь образц,]. см²' I -. впечя испытанн,'. ч.

На практике для.\а;':!„1ерпстик:1 ;и,! •,у\опр.,]]|:ч'мис1 н м.:.

;.ып \:!ра!,]ерн.^сг колнчестро возду\,| i; миллилитрах, проще i-niec через маюрпал плеща;]!,ю 1 см'² и •ir'ieiinc! с i:pn uain.icii] давлений 1 м'„ вод ст.

Для материалов с коэффициентом воздухопроницаемости до 1 мл/(см-'-с) заннсимость ее or давлении приближается к лн-iieiiHoii функции В^-С-1]. Для материалов с коэффициентом воз­духопроницаемости больше единнцы эта зависимость выражает­ся степенной функцией B=Cll¹ (т^=0,5—1,0).

Воздухопроницаемость гигроскопических материалов с повы-щеипем их влажности уменьшается за счет набухания волокон и сокращения размера нор.

llhi.n'npoiiiii^iL'.uocTh — способность материала пропускать часгины 'i вердых [ел (ныли) размером от 10 ¹ до 10~² см. Час­тицы меньшего размера относятся к дымам.

Показатель пылспроппцасмостп учитывают при оценке кз-чес]ва тканей, применяемых для изготовления фильтров, при ха­рактеристике с а ни тар но-гигиенических особенностей одежды, обуви, чулочно-носочных и других изделий,

Пылеироипнасмость зависит от адсорбционной способности и структуры (строения, размера и характера нор) материала, от природы, размера и количества частиц ныли в воздухе. Так, пы-лесмкость шерстяных тканей (поверхность которых имеет чешуй­чатое строение) больше, чем льняных. Способность задерживать пыль выше у материалов с мелкими извилистыми порами.

Пылепроницасмость материалов, изделий определяют, про­пуская запыленный воздух через образец при определенном пе­репале давления н в течение определенного времени. О пылеем-кости материала сулят по привесу образца и граммах.

3.4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОПСТВЛ

устойчивость товаров, особенно органического происхожде­ния, к действию микроорганизмов имеет нажиое значение при оценке их качества,

Разрушающе действуют на органические материалы н изде­лия, за исключением некоторых видов пласгическнх масс, плес­невые грпбкп н гнилостные бактерии.

Степень повреждения материалов микроорганизмами зави­сит от условий окружающей среды'— влажности, температуры, щачсння рН. Известно, что с нопышснпем влажности и темпера­тур],! окружающей среды (до20—10'С) гнилостные процессы ускоряюгся.

1 Изделия, и которых iipol ck.iioi эгп процессы, теряют б.ческ, нричность, нзменяюгся их нненжнй вид. окраска. Иногда издс-•Mi;i могут но.'] мостыо ра крутиться.

Для повышения стойкости к воздействию микроорганизмов и придания им противогнилостных свойств такие материалы и из­делия, как древесина, брезеш. рыболовные снасти, обрабатывают специальными аигигеитпческнмн средстамн. В качестве анти­септиков использую гся различные химические вещества—водо­растворимые (NaF н др), нерастворимые в воде (антраценовое, креозотовое масло н др.) ц порошкообразные (нафталин).

аи

Знание б|!ологчческн\ свойстн nwipi." чеобхо ihmo л.гл.жре-делсння гида упаковки, условий, траппю,.! про,!;|ния,.\ране;г1Я и эксплуатации товаров.

!-,.!;. 110Т]>1Д.11ГЫ1ЬСК111; CliOllf.lliA 10!1ЛГ01)

Как отмечалось в гл. I, к иотрсбшельскнм относятся свойст­ва товаров характеризующие какую-либо h.i особенное ген това­ра в процессе потребления (эксплуатации), транспортирования, хранения и ухода за ними. Потребительские свойства н их пока­затели определяют эффективность использования изделии но назначению, их социальную значимое!!., практическую полеч-ность удобство пользования, безвредность н эстетическое совер­шенство. В совокупности с природными снойсгпамн они обус­ловливают качество товаров.

Разработка потребительских свойств и их показателен запи­си г от технического уровня выпускаемой продукции, изменения общественных потребностей н требований потребителей к каче­ству товаров. Разные группы товаров обладают различным комплексом свойств, проявляющихся непосредственно в иронсссс потребления и характеризующих их полезность. Они могут быть простыми н сложными. К простым относится, например, снето-пронусканне стекла, к сложным — надежность стиральных

машин.

В процессе эксплуатации потребительские свонсша о.тог') и того же изделия наряду с удовлетворением потребностей че­ловека могут воздействовать на его организм отрицательно (шум пылесосов и полотеров, электризуемость одежды).

Поэтому важно выделить из комплекса потребительских свойств основные, имеющие решающее значение при определе­нии качества конкретного товара, и установить их значимость. При оценке качества товаров не менее важно оирсдслигь наиме­нование и допустимые пределы пока ia гелей, характеризующих 1ютреб|Г1ел!,скне свойства. Показа гели свойств н их значения неодинаковы и зависят от особенногтеи и назначения ю»аров. К ним относятся размерные, весовые п другие параметры, кою^ рые имеют важное значение при опенке качества товаров и предопределяют назначение изделий п полноту удовлегво;'ення

спортивных товаров важна масса н i.ie.'inii. тканей." i|i,iKi\ pa ii колористическое оформление.

Номенклатура показагелсй качсч ш:|.юлжн:| гот вегсыювлть номенклатуре потребительских снопсги. С,трук1Ура нотребтсль-гкн\ свойств и показатели качества yri.'iiruorc'i п шмен-готся

r,.i]ii;ix знаний о тоиарс. В з.шпсимосч] ог [руины г.шапо";'.;ix назначения отдельные свойства н показ.пелп исключа.отси нз

ai

Классификация и методы получения кислот

Кислоты — это соединения, которые при электролити­ческой диссоциации образуют ионы водорода. В водных растворах кислоты диссоциируют на ионы водорода и кислотный остаток. Количество атомов водорода, способ- -^~ ное замещаться металлами с образованием солей, опре- ' -> деляет основность кислот. Различают кислоты однооснов­ные (НС1, HNOs), двухосновные (HzS04) и трехоснов­ные (НзРС>4).

По происхождению кислоты бывают органические (уксусная, лимонная) и неорганические (серная, соля­ная, азотная), по агрегатному состоянию — твердые (бор­ная, лимонная, стеариновая и др.) и жидкие (соляная, азотная, фосфорная, серная и др.).

Среди неорганических кислот наибольшее значение^ / имеют серная, азотная и соляная кислоты.

Серная кислота (HzSCXi) безводная — тяжелая, мас­лянистая, бесцветная, весьма гигроскопическая жидкость плотностью 1840,7 кг/м³, температура плавления 10,45 °С, температура кипения 296,2 °С. Реагируя с водой, серная

Кислота выделяет большое количество тепла, что сопро­вождается «кипением» и разбрызгиванием жидкости. Поэтому для приготовления разбавленных растворов не­обходимо более тяжелую концентрированную кислоту тонкой струёй добавлять к воде. Концентрированная сер­ная кислота вступает в реакцию почти со всеми метал­лами, образуя кислые соли (гидросульфаты) и средние соли (сульфаты). Она причиняет сильные ожоги.

Сырьем для производства серной кислоты являются пирит (серный колчедан) FegS, газы, образующиеся в качестве отходов при восстановлении цветных металлов из их руд, сероводород HaS, содержащийся в газах при коксовании угля, а также свободная сера.

Существует два промышленных способа получения серной кислоты: контактный и нитрозный.

Контактный метод предполагает получение сернисто­го газа SOa (оксида серы), очищение его от примесей и окисление при 400—600 °С кислородом воздуха в при­сутствии катализаторов (пятиокисла ванадия VsOs, пла­тины и других добавок) в специальных контактных аппа­ратах. Получаемый серный газ 50з орошают концентри­рованной 96—98 %-й серной кислотой. При этом обра­зуется олеум HzSaOy (дымящаяся серная кислота, из которой выделяется серный газ). При нагревании оле-ума серный ангидрид выделяется до тех пор, пока кис­лота не станет 98,5 %-й. Таким образом, контактный метод позволяет получать серную кислоту любой кон­центрации.

Нитрозный метод отличается тем, что окисление сер­нистого газа осуществляется нитрозой (раствором окис­лов азота в концентрированной серной кислоте). Процесс окисления производится в специальных башнях (каме­рах), футерованных кислотостойкой керамикой. Поэтому полученную кислоту называют башенной, или камерной. Серная кислота, получаемая нитрозным методом, имеет умеренную концентрацию (70—78 %).

Соляная (НС1), или хлористоводородная, кислота— раствор хлористого водорода в воде. Взаимодействует со многими металлами и окислами. Соляная кислота — бесцветная «дымящая» на воздухе жидкость (техничес­кая соляная кислота желтоватая из-за примесей Fe, Clz и др.). Максимальная концентрация соляной кислоты (при температуре 20 °С) 36 % по массе, плотность тако­го раствора 1180 кг/м³.

Процес производства соляной кислоты состоит из двух этапов: получение газообразного хлористого водорода НС1 и растворения его в воде.

Наиболее простой метод получения газообразного НС1 — взаимодействие NaCI с серной кислотой. Наиболь­шее распространение получил метод производства соля­ной кислоты из водорода и хлора, которые реагируют с образованием хлористого водорода. Этот метод называ­ется синтетическим, а полученная соляная кислота — синтетической.

Азотная кислота (HNOs) — сильная кислота, харак­теризующаяся ярко выраженными окислительными свой­ствами. По внешнему виду это бесцветная жидкость с резким удушливым запахом; плотность 1520 кг/м³; тем­пература плавления 41,15°С; температура кипения 84 °С. При кипении и на свету разлагается, выделяя NOz и окрашиваясь в бурый цвет. С водой азотная кислота сме­шивается в любых соотношениях. Животные и раститель­ные ткани при действии на них азотной кислоты очень быстро разрушаются. Азотная кислота, реагируя с ме­таллами, образует соли (нитраты).

Существуют следующие способы получения азотной кислоты: аммиачный (промышленный), лабораторный и дуговой.

Аммиачный способ состоит в окислении аммиака NHs при его пропускании с избытком воздуха сквозь нагретый платиново-родиевый катализатор в присутствии железа и других металлов. Образующаяся двуокись азота NOg соединяется с водой и образуется 60—62 %-я кислота.

Для получения концентрированной азотной кислоты ее раствор испаряют в присутствии серной кислоты или растворяют (под давлением при температуре 60—80 °С) двуокись азота в воде в присутствии большого излишка кислорода.

Лабораторный способ предполагает действие концен­трированной серной кислоты на нитрат натрия при не­большом нагреве. До разработки аммиачного способа данный процесс использовался для промышленного полу­чения азотной кислоты.

Дуговой способ заключается в пропускании струй воз­духа через электрическую дугу, окислении образующего­ся NO в NOz, получении НМОз. Однако этот способ не нашел широкого распространения из-за большого расхо­да электроэнергии и высокой стоимости кислоты.

Ассортимент, применение, хранение и перевозка кислот

Серная кислота в отечественной промышленности вы­пускается следующих марок: купоросное масло (92— 96 % HzSC^), камерная (65 % HzSt^), башенная (75 % Нг804), олеум (раствор серного ангидрида 50з в серной кислоте обычно 18—20%), аккумуляторная (32—39% HsS04), реактивная («ч»—чистая, «чда»—чистая для анализа, «хч» — химически чистая, «оч» — особой чисто­ты) и регенерированная.

Серную кислоту башенную, купоросное масло и олеум хранят и транспортируют в стальных, нефутерованных баках и цистернах. Для хранения и перевозки кислоты более низкой концентрации стальные емкости футеруют­ся кислостойкими материалами (керамикой, свинцом, полиизобутиленом, винипластом). Емкости для перевоз­ки олеума выкладываются термоизоляцией для предупре­ждения замерзания. Температура хранения олеума—не ниже 5 °С (во избежание кристаллизации).

Серная кислота используется в производстве удобре­ний (40%), кислот из их солей, взрывчатых веществ, для очистки нефтепродуктов, приготовления лекарств и моющих средств, красителей, искусственных волокон, пластмасс, для осушки газов, приготовления электро­литов.

Соляная кислота выпускается техническая синтетиче­ская (ГОСТ 857—88) и реактивная. Первая производит­ся двух сортов с содержанием НС1 соответственно 31,0 и 27,5%, а вторая марок А—для предприятий цветной металлургии, Б—для медицинской и пищевой промыш­ленности, сельского хозяйства и других специальных це­лей и В — для всех других потребителей. Содержание НС1 соответственно 35—38%, не менее 31,5 и не менее 31,0%.

Кислота соляная реактивная выпускается концентра­ции 35—38 %.

Соляная кислота транспортируется в стальных, гум­мированных, герметически закрываемых цистернах или контейнерах,' стеклянных бутылях или полиэтиленовых канистрах вместимостью до 40 л.

Стеклянные бутыли помещают в деревянные обрешет­ки, свободные места заполняют древесной стружкой или соломой. Цистерны окрашивают снаружи алюминиевой

или белой краской. На боковой поверхности вдоль оси наносится полоса желтого цвета с надписью «Опасно — соляная кислота». Днище цистерны окрашивают в белый цвет, рисуют квадрат зеленого цвета размером 1000Х Х1000 мм с надписью «Соляная кислота».

Пары кислоты раздражают верхние дыхательные пу­ти и слизистую оболочку глаз, в результате чего может быть вызван катар дыхательных путей, помутнение ро­говицы глаз. При воздействии на кожу кислота вызыва­ет ожоги и раздражение. Поэтому ее хранят в хорошо вентилируемых помещениях, герметичных, защищенных от коррозии емкостях.

Соляная кислота применяется в гидрометаллургии и гальванопластике, для очистки поверхности металлов при паянии и лужении, получения хлоридов цинка, мар­ганца, железа и других металлов. Так как соляная кис­лота является составной частью желудочного сока, раз­веденную НС1 применяют в медицине при лечении боль­ных с пониженной кислотностью.

Азотная кислота выпускается двух марок: разбавлен­ная (50—60 % НМОз) и концентрированная (более вы­сокой концентрации «хч», «чда», «ч» и «оч»). Она явля­ется одним из крупнотоннажных продуктов химической промышленности. Ее широко применяют для получения удобрений, бездымного пороха, взрывчатых веществ, кра­сителей, пластмасс, серной кислоты, для травления ме­таллов, в ракетной технике (как окислитель) и др.

Щелочи 5 О

Щелочами называют растворимые в воде гидраты окислов металлов (гидрооксиды). В зависимости от чис­ла гидроксильных групп ОН щелочи делятся на однокис­лотные NaOH и многокислотные Ca(OH)z.

Наибольшее значение среди щелочей имеют едкое ка­ли КОН и едкий натр NaOH.

Едкое кали — сильная щелочь, едкая, на ощупь мыль­ная. Получают ее электролизом водного раствора КС1, а выпускают в виде твердого вещества (марок А и Б) или жидкости (марок В и Г) с содержанием едких ще­лочей в пересчете на КОН соответственно 95, 93, 52 и 50 %. Используется для приготовления электролитов щелочных аккумуляторов, производства жидкого мы­ла и Др.

Твердое едкое кали — белое кристаллическое вещест­во, обладающее большой гигроскопичностью, легко рас­творимое в воде и спирте. Действует разрушающим об­разом на животные и растительные ткани, разъедает стекло и фарфор особенно при нагревании, негорюче, взрывобезопасно.

Едкий натр (каустическая сода, каустик) — сильная щелочь, получаемая химическим способом или электро­лизом водного раствора кухонной соли (электрохимиче­ский метод). Разновидности электрохимического мето­да — диафрагменный и ртутный. Выпускается жидкий и твердый, технический и реактивный, первого и второго сортов.

Твердый NaOH — белая непрозрачная, весьма гигро­скопичная (расплывающаяся на воздухе) масса или че­шуйки.

Агрегатное состояние и метод получения едкого нат­ра отражается в его маркировке. Например, ТХ—твер­дый химический; ТР — твердый ртутный; РР — раствор ртутный; РД — раствор диафрагменный.

Применяется в производстве искусственных волокон, корда, как обмывочное обезжиривающее вещество и др.

Жидкие щелочи перевозят и хранят в железнодорож­ных цистернах, контейнерах, стальных или полиэтилено­вых бочках, твердые — в барабанах из черной кровель­ной стали вместимостью 50—170 л или полиэтиленовых мешках, вложенных в 3—4-слойные бумажные мешки или металлические картонные барабаны.

Тара для твердого едкого натра в связи с тем, что он энергично соединяется с COz, должна быть герметично закрытой. На барабанах, бочках, контейнерах со щело­чами указывается наименование (товарный знак) пред­приятия-изготовителя, продукта, масса брутто и нетто, дата выпуска, номер стандарта и надпись «Опасно — едкие вещества!». На цистернах по всей длине с обеих сторон наносится полоса желтого цвета, а на днище — желтый квадрат размером 1000Х1000 мм с надписью «Едкая жидкость!».

'^

Солями называют химические соединения, являющие­ся продуктами замещения водорода металлами в кисло­тах. Они состоят из иона металла (остатка основания)

и кислотного остатка и подразделяются на нормальные, кислые и основные. Продукты полного замещения атомов водорода в кислоте атомами металла называются нор­мальными солями — CuS04, А1(КОз)з, FeS04, CuCl и др. Кислые соли являются продуктами частичного замеще­ния атомов водорода кислоты на металл — NaHS04, KHzP04, Са(НСОз)з, а основные—продуктами частич­ного замещения гидроксильных групп в молекулах ос­нований на кислотные остатки—А1(ОН)з, Си (ОН) а и др.

Различают также соли двойные, смешанные и комп­лексные.

Соли серной кислоты — это сульфаты, гидросульфаты, купоросы, квасцы. Из них большое значение имеют сле­дующие соли:

сульфат кальция CaS04 в природе встречается в виде ангидрида CaS04 и гипса CaS04-2H20; применяется в производстве алебастра;

медный купорос. CuS04-бНзО служит для приготов­ления некоторых минеральных красок, опрыскивания ра­стений и протравливания зерна;

железный купорос FeS04-ТНзО применяется для про­питки древесины от гниения, приготовления чернил, борь­бы с вредителями сельского хозяйства;

/c6ac(<6(—KCr(S04)2-12H20 и КА1 (504)2-12НаО хро-мокалиевые и алюмокалиевые используются при дубле­нии кож, производстве красок, в химической, текстиль­ной, медицинской, целлюлозно-бумажной промышленнос­ти и водоочистке.

Соли азотной кислоты (нитраты) — твердые кристал­лические вещества белого цвета, хорошо растворимые в воде. Соли, образованные щелочными или щелочно-зе-мельными металлами, называются селитрами (NaNO.3 — чилийская, КМОз—индийская, Са(КОз)а — норвеж­ская). Они широко используются в сельском хозяйстве в качестве азотных удобрений, в пиротехнике и производ­стве пороха (КНОз), для приготовления взрывчатых сме­сей, аммоналов (аммониевая селитра).

Кроме того, в промышленности широкое распростра­нение получили следующие виды солей.

Сода кальцинированная (натрий углекислый безвод­ный) КагСОз — белый мелкий кристаллический порошок, легко растворимый в воде с выделением тепла. Содержа­ние чистого продукта—не менее 98%. Плотность

2530 кг/м³, температура плавления 852 °С. В сыром по­мещении поглощает влагу и слеживается. Различают со­ду кальцинированную, аммиачную и природную. Ее вы­пускают технической и реактивной. Применяют в хими­ческой, стекольной, мыловаренной, бумажной и в других отраслях.

Сода питьевая, (пищевая) NaHCOs — белый порошок плотностью 2200 кг/м³. При нагревании переходит в каль­цинированную соду. В воде растворяется слабее, чем кальцинированная.

Нашатырь NaI-^Cl (хлорид аммония) — кристалли­ческий порошок белого цвета. Легко растворяется в воде. Применяется при пайке металлов и нанесении на них покрытий — цинковании, лужении и др.

Хлорная известь CaOClz — белый порошок, получае­мый хлорированием гашеной извести (пушонки) газо­образным хлором. Сильно поглощает влагу, легко теря­ет хлор при хранении. Раздражает дыхательные пути и кожу. Применяется в качестве дегазационного и дезин­фицирующего средств.

Барий сернокислый аккумуляторный BaS04—сухой тонкодисперсный порошок белого цвета. Применяется для регенерации отработанного электролита аккумуля­торов.

Бихромат калия (хромпик) К^СгаОу — кристаллы оранжево-красного цвета. Ядовит. Сильный окислитель. Применяется в спичечной промышленности и пиротех­нике.

Бура техническая — порошок, крупинки или кристал­лы которого белого цвета. Получают из борной кислоты и соды. Применяется в качестве флюса, для очистки по­верхности при сварке, резке и пайке, в стекольной и ке­рамической промышленности, сельском хозяйстве (мик­роудобрение), как медицинский препарат.

Нитрит натрия NaN02 — кристаллы белого цвета с желтоватым оттенком. Применяется в производстве кра­сителей и в медицине.

Тринатрий фосфат NasPO^-^HzO—кристаллы бело­го или светло-желтого цвета. В воде хорошо растворя­ется. Применяется для смягчения воды и как антикорро­зионная присадка воды, охлаждающей дизель,

§ 2.ПЛАСТМАССЫ

Общие сведения о полимерах 9) /

Полимеры — это химические соединения, молекулы которых состоят из многократно, регулярно или нерегу­лярно, повторяющихся атомных группировок (элемен­тарных звеньев), соединенных химическими связями в длинные цепи.

Значение полимеров велико, так как без них невоз­можно развитие отраслей, определяющих научно-техни­ческий прогресс. Без широкого использования надежных в эксплуатации, способных выдерживать высокое давле­ние и температуру полимерных материалов немыслимо развитие автоматики, атомной, авиационной и реактивной техники, производство электронно-вычислительных ма­шин. Создание защитных устройств радиолокационной аппаратуры, малогабаритных конденсаторов и мощных электродвигателей, высокочастотных кабелей, тепло- и звукоизоляционных устройств в самолето-, ракето- и су­достроении стало реальным лишь благодаря полимерам.

Все шире применяются полимеры в качестве конструк­ционного материала в производстве машин, строительст­ве и в быту. При этом некоторые их виды, в частности пластмассы, достигают прочности стали.

Полимеры являются важнейшим резервом экономии многих дефицитных видов материалов, наращивания вы­пуска продукции. Особенно успешно они заменяют чер­ные и цветные металлы. При этом повышается качество машин и оборудования, снижается их масса, улучшается внешний вид. ,. ч,

Применяемость полимеров обусловлена рядом специ­фических физико-химических свойств. Так, небольшая плотность полимеров сочетается с высокой прочностью, эластичностью, легкостью и химической стойкостью к различным агрессивным средам. Большинство из них обладает высокими диэлектрическими свойствами, име­ют низкую тепло- и температуропроводность. Новые по­лимерные материалы отличаются высокой термостойко­стью, полупроводниковыми свойствами, достаточной ме­ханической прочностью при эксплуатации. Полимеры нелетучи, могут образовывать волокна и пленки, отли­чающиеся высокой анизотропией свойств, их растворам характерна высокая вязкость.

Полимерам присущи и некоторые отрицательные свой­ства: способность к старению, снижение механических и физических свойств, а также ухудшение внешнего вида при повышенных температурах. Однако эти недостатки устраняются по мере появления новых, эффективных и экономичных полимерных материалов.

Универсальность свойств, высокая эффективность ис­пользования, возможность получения изделий доступны­ми и высокопроизводительными методами обусловили, особенно за последние 20 лет, неуклонный рост объемов производства полимерных материалов. Так, в СССР про­изводство пластмасс и синтетических смол возрастает на протяжении каждого пятилетия примерно в два раза.

Большинство полимеров в твердом состоянии пред­ставляет собой стеклообразные аморфные вещества, пе­реходящие обычно с повышением температуры в высоко­эластичное, каучукоподобное состояние. При более вы­соких температурах они приобретают текучесть, а при дальнейшем нагревании их молекулы разрушаются.

Некоторые полимеры (полиэтилен, полиамиды, фто­ропласты) могут находиться в частично кристаллическом состоянии. По сравнению с аморфными полимерами они обладают большей прочностью на разрыв, твердостью, теплостойкостью.

В зависимости от молекулярной массы полимеры под­разделяются на высокомолекулярные, низкомолекуляр­ные вещества и олигомеры.

Высокомолекулярными называются вещества, моле­кулярная масса которых от 5000 до нескольких миллио­нов условных единиц, низкомолекулярными — с молеку­лярной массой менее 500. Олигомеры занимают проме­жуточное положение. Их молекулярная масса—от 500 до 5000.

По происхождению полимеры подразделяются на при­родные и синтетические. К природным относятся живот­ные и растительные белки (альбумин, глобулин, казеин, каротин), углеводы (целлюлоза и крахмал), натуральный каучук и др., к синтетическим — полимеры, получаемые путем синтеза из простых низкомолекулярных веществ (мономеров).

По химическому составу полимеры подразделяются на органические (соединения углерода с органическими элементами), неорганические (полимеры селена, серы, теллура, германия и др.) и элементорганические, в зави-

сймости от структуры — на линейные, разветвленные И пространственные, а по составу — карбоцепные (в глав­ной цепи молекул содержатся только атомы углерода), еетероцепные, гомополимерные (состоят из звеньев од­ного и того же состава) и сополимерные (совместные полимеры, состоящие из различных структурных звеньев).

По характеру размещения элементарных звеньев в макромолекулярной цепи полимеры подразделяются на нерегулярные, регулярные и стереорегулярные. В регу­лярных полимерах мономерные звенья расположены в определенном порядке в плоскости, в стереорегуляр-ных — не только в плоскости, но и в пространстве.

С точки зрения эксплуатации и производства изделий важной является классификация полимеров в зависимос­ти от пластической деформации при нагреве. Они под­разделяются на термопластичные (термопласты) и тер­мореактивные (реактопласты).

Первые при повышенных температурах размягчают­ся, затем становятся вязкотекучими, а при охлаждении расплава отвердевают, причем сохраняют способность к повторной тепловой обработке, вторые (фенолформ-альдегидные, полиэфирные, эпоксидные и карбамидные смолы) при нагревании после размягчения переходят необратимо в твердое неплавкое состояние,

По способу получения полимеры подразделяются на полимеризационные и поликонденсационные. Полимери­зацией называется реакция многократного присоединения молекул мономеров за счет разрыва связей вещества без выделения побочных низкомолекулярных продуктов, при­чем образующиеся полимеры имеют тот же элементар­ный состав, что и исходные мономеры,

В зависимости от среды, в которой протекает реакция, и от метода выделения полимера различают пять основ­ных способов полимеризации: блочную, суспензионную, эмульсионную, в растворе и в газовой фазе.

К основным продуктам, получаемым полимеризацией, относятся полиэтилен, полиизобутилен, полиакрилонит-рил, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, полиформ­альдегид, полиизопрен, полиацетальдегид.

Поликонденсация — химический процесс получения высокомолекулярных соединений из различных низко­молекулярных исходных веществ, сопровождающийся отщеплением побочных продуктов — воды, спирта, ам­миака, хлористого водорода и др. Образующиеся в ре-

зультате этого полимеры отличаются по составу от ис­ходных веществ.

Путем поликонденсации получают большое количест­во высокомолекулярных соединений, обычно называемых смолами, которые используются для изготовления пласт­масс, синтетических волокон, лаков и других материа­лов.

Правильный выбор метода переработки позволяет сформировать структуру полимера, которая является одной из определяющих их свойств. Она также регули­руется такими технологическими приемами, как ориен­тация, текстурирование и радиационное облучение.

, Понятие о пластмассах и их классификация

^)

' В условиях ускорения научно-технического прогрес­са, обновления производства, внедрения прогрессивных ресурсосберегающих видов техники и технологии, эко­номии общественного труда во всех отраслях народного хозяйства большое и все возрастающее значение приоб­рел относительно новый класс конструкционных мате­риалов—пластические массы (пластмассы). В 1990 г. их выпуск составит 6,8—7,1 млн. т против 5,2 млн. т в 1985 г.

В настоящее время производство пластмасс достигло наибольших масштабов по сравнению с другими поли­мерными материалами. Так, в двенадцатой пятилетке производство новейших их видов увеличится в 5 раз.

Пластмассы представляют собой твердые полимер­ные материалы, которые вследствие своей пластичности способны под воздействием тепла и давления принимать и устойчиво сохранять придаваемую им форму. По свое­му составу они представляют собой композиционные ма­териалы, основу которых составляют высокомолекуляр­ные соединения (30—60 %) и, кроме того, наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, смазывающие вещест­ва, катализаторы, антистатики, антипирены, красители и газообразователи.

Наполнители (40—70 %) вводятся для повышения механической прочности, теплостойкости, улучшения электроизоляционных, фрикционных и антифрикционных свойств, уменьшения усадки и снижения стоимости пластмасс. В качестве наполнителей используются ор­ганические вещества (древесная мука, хлопковые очесы,

целлюлоза, хлопчатобумажная ткань, бумага, древес­ный шпон) и неорганические (асбест, графит, слюда, кварц, стеклоткань, стекловолокно).

Пластификаторы (дибутилфталат, трикрезолфосфат и др.) предназначены для увеличения текучести, элас­тичности, гибкости и морозостойкости пластмасс, умень­шения их хрупкости.

Стабилизаторы (ароматические амины, фенолы, га­зовая сажа) проставляют собой соединения, повышаю­щие стойкость пластмасс против старения.

Смазывающие вещества снижают вязкость компози­ций и предотвращают прилипание пластмасс к обору­дованию в процессах изготовления изделий.

Катализаторы (отвердители) — вещества, ускоряю­щие процесс отверждения пластмасс.

Антистатики уменьшают их электризацию в процес­сах переработки и использования, антипирены. понижа­ют горючесть.

Красители применяют для производства цветных пластмасс, а газообразователи представляют собой ве­щества, которые при нагревании переходят в газообраз­ное состояние и используются для получения вспененных (газонаполненных) пластмасс.

Классификация пластмасс предполагает их деление ^'D по нескольким признакам,

В зависимости от химической природы полимеров пластмассы подразделяются на четыре класса:

А—пластмассы на основе высокомолекулярных сое­динений, получаемых цепной полимеризацией (поли­этилен, полипропилен, винипласт, поливинилхлорид, фто­ропласты, полистирол и др.);

Б — пластмассы на основе высокомолекулярных сое­динений, получаемых поликонденсацией и ступенчатой полимеризацией (фенопласты, аминопласты, полиамиды и др.);

В — пластмассы на основе химически модифициро­ванных природных полимеров (целлулоид, этролы);

Г—пластмассы на основе асфальтов (битумопла-сты).

В зависимости от пластической деформации при на­греве различают пластмассы термопластичные и термо­реактивные, по диэлектрическим свойствам — неполяр-. ные (нейтральные) и полярные (электропроводящие), по физико-механическим свойствам при обычной темпе-

ратуре—жесткие, полужесткие, мягкие и эластичные, по виду наполнителя — с порошковым, волокнистым, ли­стовым, газовоздушным наполнителями или без них.

По назначению пластмассы подразделяются на сило­вые, ударопрочные, антифрикционные и фрикционные, термо-, радиационное тропико-, внбро-, тепло", звуко- и влагохимостойкие, электроизоляционные, прокладочно-уплотнительные, светотехнические, оптические (прозрач­ные) и декоративные.

Силовые пластмассы предназначены для изготовле­ния деталей, несущих силовые нагрузки, ударопроч­ные—устойчивых к ударным нагрузкам, антифрикцион­ные (обладают малым коэффициентом трения) —дета­лей скольжения, фрикционные (обладают большим коэффициентом трения) — деталей трения.

Для изготовления изделий, работающих в контакте с влагой и химическими соединениями, применяют вла­гохимостойкие пластмассы, в условиях ионизирующего облучения, повышенных температур и влажного возду­ха, вибрации—соответственно радиационное тропико-и вибростойкие пластмассы.

Электроизоляционные пластмассы используются для изоляции арматуры токопроводящих частей электрообо­рудования и проводов, прокладочно-уплотаительные— для обеспечения герметичности подвижных и неподвиж­ных соединений узлов, тепло- и звукоизоляционные — для изоляции оборудования и строительных конструк­ций от воздействия перепадов температур и шума.

Кроме того, различают сырьевые и поделочные пласт­массы. Сырьевые пластмассы выпускаются в виде гра­нул, крошки, пресс-порошков, волокнитов, масс для литья, а поделочные—в виде листов, пластин, блоков, пленок и заготовок.

Дата добавления: 2014-01-11