过碳酸钠的制备及其活性氧含量分析测定方法研究_张小林

酸盐、碱金属碳酸氢盐等, 有机稳定剂包括有
表 2 KM nO4 溶液浓度的标定*
机螯合剂、可溶性非离子表面活性剂等1521 应 按照低价有效的原则选择稳定剂 1
至于反应体系中稳定剂的加入量, 应根据 具体情况而定, 一般选两种以上的稳定剂复配 使用, 用量不超过总量的 015% 1
另外, 对于滤液应注意循环使用, 这样可 以减少过碳酸钠的损失, 提高收率 1
第 20 卷第 2 期 1998 年 6 月
南昌大学学报( 工科版) Jour nal of N anchang U niversity( Engineer ing & T echnology)
Vol. 20 No. 2 Jun. 1998
过碳酸钠的制备及其活性氧 含量分析测定方法研究
张小林 李鸣 曹春阳
在工业上过碳酸钠可用作合成洗涤剂的助剂, 遇水放出活性氧, 具有一定的漂白性能, 且 不损害织物和纤维, 对有芳香味的有机添加剂及增白剂无破坏作用, 并能保持香味, 特别适用 作低磷或无磷含硅铝酸盐洗涤剂的组份, 可广泛应用于洗涤、纺织和医疗等行业, 在纺织工业 中是一种有效的漂白剂、染整剂、干漂剂, 是造纸浆的漂白剂 1 此外, 过碳酸钠还可用作还原染 料的显色剂、食品餐具的消毒剂、口腔卫生的杀菌剂、金属表现处理剂、地毯及硬物表面清洗除 垢剂, 以及日常生活中的漂白剂、杀毒剂、除味剂等 1
113 过碳酸钠产品中活性氧含量的分析测定 11311 溶液配制
按配制标准 KM nO4 溶液的方法, 配制大约 0102 mol/ L 的 K MnO 4 溶液 1000 m L1421 11312 溶液浓度标定142
准确称取计算量( 称准至 010002 g) 的干燥 N a2C2O4, 置于 250 mL 锥形瓶中, 加入 10 mL 水溶解, 再加入 30 mL 的 2 N H2SO 4 溶液并加热至 75~ 85 e , 立即用待标定的 K MnO 4 溶液 滴定, 直至呈粉红色并在 30 s 内不退色为终点 1 11313 活性氧含量的分析测定
在烧杯中把碳酸钠配成饱和的碳酸钠溶液, 依次加入稳定剂, 使其混合均匀并溶解, 然后 加入适量的乙醇, 混合, 在上述混合液中加入适量的 30% 过氧化氢溶液, 充分搅拌, 置于冰水体系中反应, 反应 30 m in 后, 除去冷却体系, 进行抽滤, 并用 95% 的乙醇洗涤 2~ 3 次, 将抽 滤所得产品进行干燥, 即得过碳酸钠产品 1
称量约 0115~ 0. 25 g 的试样( 称准至 010002 g) , 置于一盛有 100 mL( 浓度为 6% ) 的硫酸 溶液的 250 mL 锥形瓶中, 用高锰酸钾标准溶液滴定, 至溶液呈粉红色并在 30 s 内不消失即为 终点, 记录所消耗的 KMnO4 的体积, 最后分析和计算活性氧含量 1
项目
序号
无水 Na2CO3 量/ g
无水 M gSO4 量/ mg
N a2SiO3# 9H2 O 量/ mg
95% 乙醇体积/ mL
30% H2O 2 体积/ mL
产品 重/ g
1
10 15 30 6 20 12. 1
2
10 20 35 6 20 12. 68
3
30 30 10 0 10 50 34. 7
项目
序号
Na2C2O 4 量/ g
K M nO4 溶液
V0/ mL V1/ mL
浓度 M / mol# L- 1
浓度 M 平均值/ mol# L- 1
1
2
0. 2160 0. 2144
1. 96
1. 08
33. 84
33. 20
0. 02033 0. 01989
0. 02006
* V 0: 滴定前 KM nO4 的体积读数;
Study on Preparation of Sodium Percarbonate and Analysis of Activated Oxygen Content
一般情况下, 过碳酸钠直接由碳酸钠与过氧化氢反应而得, 其反应方式通常有下面两种: 第一, 以上述两种溶液在间歇式或连续式结晶反应器中反应、结晶, 离心分离结晶后, 再经干燥 而得产品, 即所谓湿法; 第二, 在流动气流中将过氧化氢水溶液和碳酸钠水溶液喷雾到固体过 碳酸钠晶种上, 在沸腾床中干燥并使结晶成长, 或直接将过氧化氢添加到 N a2CO 3 颗粒上并进 行反应, 即所谓干法 1 用上述两种方法制得的过碳酸钠, 在实际应用中不稳定, 易分解, 所以其 使用效率大大降低, 而且给贮存、运输过程也带来诸多不便1321
1 实验部分
111 基本实验仪器设备及实验材料 酸式滴定管、真空泵、冷却槽、冰箱 1 碳酸 钠( AR) 、硫酸镁 ( AR) 、硅酸 钠晶体 ( AR) 、浓 硫酸( AR) 、高锰酸 钾( AR) 、草酸钠
( AR) 、95% 乙醇( AR) 、30% 过氧化氢( AR) 1
112 过碳酸钠产品的制备 11211 原料配比
37. 50
6% 的 H2 SO 4 体积/ mL 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
活性氧 含量/ %
13. 74 13. 91 15. 89 13. 32 11. 33 11. 30 8. 69 8. 45 10. 26 10. 31 9. 04 9. 34
平均 值 /% 13. 83 14. 61 11. 32 8. 55 10. 29 9. 91
1998 年
溶剂, 再加入 Mg SO 4 和 N a2SiO3
表 1 过碳酸钠产品的原料配比及收率*
#9H 2O 作稳定剂, 反 应温度为 0 e 以下, 可得到较 高收率的过碳 酸钠晶体 1
我们发现, 在过滤时 用少量 的有机溶剂, 经洗涤 2~ 3 次, 对 产品的干燥有效, 能更好地去除 产品中的水份和有机溶剂; 否则
212 KM nO 4 溶液的浓度标定162
V 1: 滴定后 KM nO4 的体积读数 1
KM nO4 溶液浓度的标定如表 2 所示 1
KM nO4 溶液浓度的计算式:
M
=
2 W @ 1000 5Z( V1- V0)
式中: W 为 N a2C2O4 的质量, g ; Z 为 N a2C2O4 的分子量 1
第2期
张小林等: 过碳酸 钠的制备及其活性氧含量分析测定方法研究
# 47 #
过碳酸钠活性氧含量的分析数据及结果见表 31
表 3 过碳酸钠活性氧含 量分析数据及结果
项 序号 目
1 2 3 4 5 6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
过碳酸钠 量/ mg 231. 4 241. 8 202. 0 231. 8 158. 0 152. 4 154. 4 154. 8 156. 0 158. 8 152. 0 154. 4
4
30 50 60 10 50 34. 1
5
20 40 75 11 38 25. 3
6
20 45 50 11 35 25. 4
得到的产品难以干燥, 不利于过 收率/ %
81. 5 85. 6 78. 1 78. 0 85. 3 85. 8
碳酸钠 产品的 制备和 产率的 提
* 反应温度: - 2~ 0 e
用 N a2C2O 4 标定 KM nO 4 溶液的反应如下:
2MnO-4 + 5C2O24- + 16H + = 2Mn2+ + 10CO2 { + 8H2O
213 过碳酸钠活性氧含量的分析 21311 分析方法的建立
过碳酸钠活性氧含量的分析, 其分析方法尚很少见诸报道 1 我们参考过氧化氢含量的测 定方法162, 建立了用于过碳酸钠活性氧含量的分析测定方法, 该法较为可靠 1 实验结果表明, 产品中活性氧含量在 14161% 和 8155% 之间, 这是因为过碳酸钠在冷水中能迅速溶解, 随着溶 液接触时间过长( 比如没有及时分离出产物等原因) , 反应体系温度升高, 其溶解度增大, 故出 现活性氧含量的变化 1 21312 分析数据及结果
21313 计算活性氧含量的公式
活性氧含量=
4CV Q
@
100 %
式中: C 为 KM nO4 溶液的浓度, mol/ L ; V 为 KM nO4 溶液的用 量, mL ; Q 为 过碳酸钠的质
量, g.
参考 文 献
112 汪体乾 1 化工工艺手册 1 上海: 上海科学技术出版社, 1992 122 于慧生 1 过碳酸钠的改性及其应用 1 无机盐工业, 1987( 1) : 31 132 陈克增等 1 一种新型的氧系漂白剂 ) ) ) 过碳酸钠 1 现代化工, 1994( 2) : 41 142 成都科技大学, 浙江大学 1 分析化学实验 1 北京: 高等教育出版社, 1982 152 王万林等 1 过碳酸钠的开发、生产及应用 1 现代化工, 1997( 6) : 17~ 19 162 中国化工产品分析方法手册: 无机分册 1 北京: 农业出版社 172 曾之平等 1 改良湿法制备过碳酸钠配料及收率的理论研究 1 无机盐 工业, 1997( 4) : 3~ 5
前言
目前, 在欧美及日本等一些工业化国家, 广泛研究和应用了一种新型的氧系漂白剂 ) ) ) 过 碳酸钠 1 过碳酸钠又名过氧碳酸钠, 为碳酸钠和过氧化氢的加成化合物, 属于正交晶系层状结 构, 其分子式为 2N a2CO 3#3H 2O2112, 在水中的溶解度: 10 e 时为 1213 g/ 100 g H2O , 30 e 时为 1612 g/ 100 g H2O, 随着温度的升高, 溶解度也相应地增加 1 浓度为 1% ( 重量) 的过碳酸钠溶 液在 20 e 时的 pH 值为 1015, 与相同条件下的过氧化氢和碳酸钠的性质相似122, 是一种优良 的无磷洗涤助剂, 与过硼酸钠( N aBO 2#H 2O2#3H2O ) 相比, 过碳酸钠活性氧含量高, 低温时溶解 性好, 更适宜于冷水洗涤, 因此, 在能源日益紧张之际, 用过碳酸钠替代过硼酸钠作漂白剂具有 明显的经济效益 1
2 结果与讨论
211 过碳酸钠产品的原料配比及收率 21111 原料配比
按表 1 的组成, 配比各种原料 1 在碳酸钠与过氧化氢反应过程中, 加入有机螯合剂或各种无机盐类作稳定剂, 可提高制得 的过碳酸钠的稳定性1321 我们对碳酸钠的制备采用溶剂法, 在配制好的饱和溶液中加入有机
# 46 #
南昌大学学报( 工科版)
原料配比即碳酸钠与过氧化氢的摩尔比, 这是影响产品收率和活性氧含量的一个重要因 素 1 过氧化氢比例太高, 不利于提高产品的质量, 且会由于过氧化氢分解而提高成本; 过氧化 氢比例太低, 则会造成过碳酸钠产品的收率太低, 产品不合格 1 实验证明, 碳酸钠与过氧化氢 的摩尔比以 1B1144 左右为宜 1 11212 产品制备
( 南昌大 学化学工程系, 南昌 330029)
摘要 利 用碳酸钠、过氧化氢以及 一些稳 定剂在 冰- 水体系下 的反应, 制 取在干 燥情况下 稳 定性很好的过碳酸钠产品, 并对该产品的活性氧 含量分析测定方法进行了研究 1
关键词 过碳酸钠, 碳酸钠, 过氧化氢, 活性氧 中图法分类号 T Q 1141172
K MnO4 溶液 V 0/ mL V 1/ mL
1. 70
41. 30
6. 58
48. 50
9. 64
49. 64
9. 84
48. 33
21. 28
43. 58
0. 75
22. 22
1. 40
18. 00
1. 39
17. 69
0. 47
20. 41
20. 41
40. 81
2. 40
19. 52
19. 52
高1
21112 反应方程式及反应的稳定剂选择
过碳酸钠产品的反应方程式为: 2N a2CO3+ 3H 2O2= 2N a2CO 3#3H2O2
反应过程中适量加入稳定剂, 可以提高产率, 减少原料用量, 有较好的经济效益 1 稳定剂
分为两大类: 无机稳定剂和有机稳定剂 1 无机稳定剂包括可溶性硅酸盐、镁盐、硫酸盐、缩合磷
为解决上述问题, 我们研究了利用碳酸钠、过氧化氢溶液以及一些稳定剂在冰- 水体系下
收稿日期: 1997- 12- 19
第2期
张小林等: 过碳酸 钠的制备及其活性氧含量分析测定方法研究
# 45 #
的反应, 制取了在干燥情况下稳定性很好的过碳酸钠产品, 其产率可达 85% , 并建立了活性氧 含量的分析测定方法 1 经测定, 以该法制备的过碳酸钠产品, 其活性氧含量可达 14161% 1