火电厂常用化学物质(3)

二、氧化还原指示剂
• 在电位滴定中，常利用氧化还原指示剂，它 们能在等当点附近发生颜色变化，所以能够指 示滴定的终点。这类指示剂大多数是芳香族胺 类化合物，结构上有以下几个特征：（1）由 1 于含有氨基或胺基所以容易被氧化。（2）由 于有苯环，故能成为醌式而显色。（3）利用 分子中的磺酸基（-SO3H）或羧基（-COOH） 作为钠盐或钾盐的形式，或利用氨基（或胺基） 作为盐酸盐，这样就易溶于水。常用的有以下 几种：
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有关缓蚀剂的作用机理是一个复杂的问题， 有关的报导也有许多不同的解释。总之，它不 仅和金属的结构以及缓蚀剂分子结构有关系， 并且还受到外界条件的影响，如温度、压力、 搅拌速度等。此外缓蚀剂常常能对不同的金属 材料引起不希望发生的加速腐蚀，也就是说一 种缓蚀剂对某一种金属有缓蚀作用，但同时又 有可能对另种金属有促进腐蚀的作用。例如胺 及胺盐（如羟乙胺苯甲酸盐），一般来讲对铁 的材料有缓蚀作用，但对铜、镍则有增进腐蚀 的能力。目前还不能从理论上推断那一种类型 的缓蚀剂对某一种金属有缓蚀作用，主要还需 通过实验来判断选择。
1、乙二胺四乙酸四胺盐 （EDTA的四胺盐）：
• 白色结晶，略溶于水，不溶于普通有 机溶剂。
• 常与其它有机酸组合使用。
2、柠檬酸（或柠檬酸单胺）：
• • 无色结晶，易溶于水和乙醇。 板书：
3、酒石酸：
• 透明结晶，极易溶于水，可与EDTA组 合使用。
4、顺丁烯二酸（或顺丁烯二 酸酐）：
• 俗称失水苹果酸（酐）、马来酸（酐）。 无色晶体，易溶于水、乙醇和乙醚。酸 受热时（135℃）分解，失水而成酸酐。 酸酐与热水作用而生成酸。常与EDTA组 合使用。
3、钙指示剂：
• 学名：2-羟基-1-(2-羟基-4-磺酸基-1-萘偶氮基)3-萘甲酸。 • 钙指示剂为偶氮类显色剂之一，纯品为紫黑色 粉末，它的结构式如下，在PH＝12～13时，与 Ca2＋络合呈红色，灵敏度高，而本身显蓝色。 用作Ca2＋的EDTA测定，终点由红色变至纯兰 色。但应注意的是：在PH>13.5或PH<7.4时， 钙指示剂本身是酒红色不易用作指示剂。
• 有两个变色范围：PH＝1.2～2.8 红→黄。 PH＝8.0～9.6 黄→兰。
• 7、溴百里酚兰（BTB）： • 几乎无色或奶油色结晶，溶于乙醇、 乙醚、苛性钠溶液，稍溶于苯、二甲苯、 甲苯，不溶于水。
• 变色范围：PH＝6.0～7.6。 • 颜色变化：黄→绿→蓝。 • 分子量：624.39。
1、乙二胺四甲撑膦酸（钠盐） （EDTMP）
• 板书
2、羟乙川二膦酸（钠盐） （HEDP）
板书
ξ4 表面活性剂
• 表面活性剂又称界面活性剂。它是一类物质 的总称。表面活性剂分子结构有一个共同的特 征，即由长链（碳数一般在12～18）的有机部 分和极性较强的离子基团两部分组成，称其中 的有机部分为亲油基或憎水基，因为它具有亲 合溶解有机溶剂而排斥水的性能；称其中的极 性基团部分为亲水基，因为它有亲合水并溶解 于水的性能。由于表面活性剂具有这样的特殊 结构，所以当它加入含难溶有机物的水溶液时， 它常集中在水与有机相的界面间，改变了水的 表面张力，会起到使某些油性物质润湿，在水 中发生乳化和促进在水中分散等作用。
2、常用的缓蚀剂：
• 虽然在文献报导的有机缓蚀剂已有相 当多的种类，但在工业上已大规模应用 的仅是其中的一部分。我国火力发电厂 在酸洗锅炉时应用下列有机缓蚀剂：
（1）乌洛托品（六次甲基四 胺）：
• 白色结晶粉末，对皮肤有剌激作用，用 于防止Al的腐蚀，在酸性溶液中静态可 以防止Fe的腐蚀，但在动态时又能加速 腐蚀，缓蚀能力大为降低。 • 乌洛托品由甲醛与氨水作用制得。
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缓蚀剂、清洗剂、 ξ3 缓蚀剂、清洗剂、抑制剂
一、缓蚀剂
• 缓蚀剂是指添加剂加到腐蚀介质中， 能阻止或降低金属腐蚀速度的物质，只 需添加少量的这种物质就可以有效地降 低腐蚀速度。
1、缓蚀剂的作用机理简述
• 有机缓蚀剂的缓蚀作用一般认为是缓 蚀剂分子与金属表面发生了一定程度的 络合反应，由缓蚀剂分子提供孤电子对， 由金属表面溶解的离子接受电子，键的 强度与二者的结构都有关系，这样就在 金属表面形成了一层吸附性很强的膜， 它可以阻碍膜内的金属溶解，阻碍溶液 中H＋放电。
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大部分的有机缓蚀剂都至少具有一个或多个 极性基团，包含有N、S、O或Se、P等原子。 一般情况下，若不考虑化合物其他结构稳定性 因素，就可以观察到由上述中心原子提供的络 合能力与缓蚀剂的缓蚀能力有以下顺序： Se > S > N > O 缓蚀剂的另一个作用机理是覆盖金属表面而 起到保护作用，所以缓蚀剂的分子量越大，碳 链越长，覆盖面积越大，缓蚀能力愈强。
• 在用酸洗法及用氢氟酸法清洗锅炉时， 也还用到以下各种缓蚀剂：
（4）2-巯基苯并噻唑（MBT）
• 淡黄色粉末。有微臭和苦味。纯品溶 于丙醇、乙醇、氯仿、氨水、氢氧化钠 和碳酸钠等碱性溶液，微溶于苯，不溶 于水和汽油。除用于酸洗缓蚀外，主要 用于铜的缓蚀剂，价格较贵。
• 板书：
（5）苯并三氮唑（BTA）
• 铬黑T又叫埃罗黑T，属偶氮类染料， 黑色粉末，溶于水及乙醇，分子量461.38， 可用来测定Mg2＋、Ca2＋、Mn2＋、Al3＋、 Fe2＋、Co3＋、Cu2＋等金属离子。铬黑T 本身在PH＝9.0～10.5时呈兰色，与Mn＋ 的铬合物呈红色。
• 板书；
2、酸性铬兰－K
• 学名：1,8-二羟基(2-羟基-4-磺酸基-1-偶氮苯)3,6-二磺酸基钠盐。酸性铬兰－K也是属偶氮类 显色剂，普通的磺酸钠盐的形式来应用，故易 溶于水，这种试剂在酸性溶液中为玫瑰色，碱 性溶液为蓝灰色（PH＝8～13）。在碱性介质 中与Ca2＋、Mg2＋、Zn2＋、Mn2＋、Cu2＋产生红 色络合物，常用于EDTA直接法测水中硬度时 作指示剂。在PH＝8～13时呈蓝色（只适用于 碱性范围）。 • 板书：
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• 5、溴酚兰： • 别名：四溴苯酚磺酰酞。几乎无色或 淡红色细小的结晶体，溶于甲醇、乙醚 及苯，溶于水，溶于稀碱液中呈蓝色。
• 变色范围：PH＝3.8～4.8。颜色变化：黄 →紫兰。 • 分子量：670.0。
• 6、百里酚兰（TB）： • 为棕色或紫色晶体粉末。有异臭，不 溶于水，溶于乙醇呈黄色，溶于稀碱呈 兰色，分子量：466.58。
三、络合显色剂： 络合显色剂：
• 在络合滴定中，常利用一种有机物作 为显色剂。这种化合物可与金属离子生 成有色的络合物，络合物的颜色与显色 剂本身的颜色不同，在滴定达等当点时， 即发生颜色变化。络合显色剂因为都是 与金属离子的络合剂，所以又称为金属 离子指示剂，常用的金属离子指示剂有 下列几种：
1、铬黑T（EBT）
• 3、刚果红： • 棕红色粉末，易溶于热水，溶于乙醇， 不溶 于乙醚。分子量696.67。
• 变色范围PH＝3.0～5.0，颜色变化：蓝→ 红。 • 变色原理：（在酸性溶液中结构） 紫色：PH＝3.0～5.0
• 蓝色：PH<3.0 红色：PH>5.0
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4、甲基红 别名：甲烷红、烷红。分子量269.29。 学名：邻-(对-二甲胺基-偶氮)苯甲酸。有 光泽的深紫色结晶，或红棕色粉末。几 乎不溶于水，溶于乙醇或醋酸中。变色 范围PH＝4.2～6.2，颜色变化：红→黄。 变色原理：（与甲基橙相似）
2、阴离子表面活性剂
• 这类表面活性剂在水能生成憎水性的 阴离子，典型的代表物是烷基磺酸钠、 肥皂等。
3、非离子表面活性剂
• 这类表面活性剂在水中不生成离子。 分子中的亲水基部分大都为羟基或聚氧 乙烯等 。例如：名为“平平加”的即属 此类。
二、电厂中应用原理
• 锅炉进行化学清洗时，后两类表面活 性剂可以加在酸洗时的清洗液中单独使 用，也可和缓蚀剂配制成混合缓蚀剂。 锅炉化学清洗时，应用表面活性剂的目 的有以下三种：
5、邻苯二甲酸：
• 白色晶体，加热至200～230℃时失水成 邻苯二甲酸酐。其酸酐为白色固体，不 易溶于水，但溶于乙醇。可单独用作清 洗剂。
6、羟基乙酸：
• 无色易潮解的晶体，易溶于水和乙醇， 常与其他有机酸混合使用。
三、抑制剂
• 抑制剂是用于处理循环水的一种药剂， 它可以抑制结垢及铜合金的腐蚀。七十 年代以来，出现了一种新的抑制剂系 列——有机膦酸盐，目前已知的有如下 几种：
4、磺基水杨酸
• 白色结晶或结晶性粉末，易溶于水及乙 醇，溶于乙醚， • 分子量254.22，用来测定Fe3＋。 • 板书：
5、二甲酚橙
• 学名：3,3’-双(二羧甲基氨基)-邻甲酚磺酞， 简称XO（结构略）。紫色结晶，易溶于水， 它有7级酸式离解，在PH>6.3时，它呈现红色； PH<6.3时，呈现黄色；PH＝6.3时，呈现中间 颜色。与金属离子络合物都是红紫色，只适用 于在PH<6的酸性溶液中。 通常配成0.5％的水溶液使用，大约稳定2～3 周。
• 淡黄色，有特殊气味，可溶于乙醇， 微溶于水，用于铜
• 的缓蚀剂，但价格较MBT贵4～5倍。 • 板书：
（6）吡啶
• 无色或微黄色，有特殊臭味，密度 0.978g/cm3，熔点－42℃。 • 易溶于水和乙醇，溶于水后显弱碱性， 用作混合缓蚀剂的组分。 • 板书：
二、清洗剂
• 六十年代由国外发展了用有机络合剂 的溶液来清洗锅炉，代替了以往一直用 的无机酸清洗锅炉的酸洗法。应用原理 是利用络合剂与金属离子的络合从而将 锅炉壁上的铁垢、铜垢等 除去。所用的 络合剂称为清洗剂。有以下几种：
• 结构示意图； 结构示意图；
一、分类
• 表面活性剂有很多种，大致可分为三 类：
• 阳离子表面活性剂 • 阴离子表面活性剂 • 非离子表面活性剂
1、阳离子表面活性剂
• 这类表面活性剂在水中能生成憎水性 阳离子，季铵盐类表面活性剂属此类。 由价格较高，通常用作消毒剂（有杀菌 能力）等，不用于洗涤剂、润湿剂、乳 化剂。所以锅炉化学清洗中一般不用这 类物质。