1. Trang chủ >
  2. Cao đẳng - Đại học >
  3. Chuyên ngành kinh tế >

Hình 1.11: Dạng phức của dipropyl dithiophotphat với ion kim loại nặng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.81 MB, 82 trang )


CHƯƠNG II : THỰC NGHIỆM

2.1. Hóa chất

- Acrylic axit (TQ), d = 1,045, C = 99%

-N,N’-metylen bisacrylamit (TQ)

- Amoni pesunfat (TQ)

- Ống chuẩn Na2S2O3 0,1 N

- KI (TQ)

- NaOH (TQ)

- HNO3 0,01 M

- NaNO3 1N

- Axeton (TQ)

- Etanol (TQ)

- Methanol (TQ)

- Acrylamit (TQ)

- Acrylcarbohydroxamic axit (TQ)

- Dung môi được chưng cất và làm khô trước khi sử dụng.

- Các muối dạng tinh thể : PbCl 2, CuCl2.6H2O, NiCl2. 6H2O Các hóa chất

dùng cho q trình nghiên cứu đều ở dạng tinh khiết phân tích.

- Dung dịch HCl 10%

cân chính xác 27.8g axit HCl 36% bằng cốc cân sạch sau đó thêm 72.2 g

nước cất hai lần

- Dung dịch NH4Ac 10%; NH4Na 10%; NH4Cl 10%:

Cân mỗi muối với khối lượng tương ứng 10g, sau đó hồ tan chúng bởi 90g

nước cất hai lần(tương đương với 90 ml) ta sẽ thu được dung dịch mong muốn.

2.2. Dụng cụ

- Máy khuấy từ có gia nhiệt Heidolph, Serial No: 129603072

- Cân phân tích

- Hệ thống lọc, hút, kết nối tủ sấy chân không Karl Kolb.

- Dụng cụ thủy tinh: cốc thủy tinh 100, 250, 400 ml; bình tam giác; ống

đong 50ml; pipet; buret; phễu lọc; đũa thủy tinh.

- Bình lọc, giấy lọc



Lớp KTMT 2012B



31 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



- Nhớt kế Ubbelohde

- Phổ hồng ngoại được ghi trên Quang phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier

FTIR IMPACT Nicolet 410 tại phòng phổ hồng ngoại, Viện Hóa học, Viện Khoa

học và Cơng nghệ Việt Nam.

- Phân tích nhiệt trọng lượng TGA (Thermal Gravimetric Analysis) được ghi

trên thiết bị phân tích nhiệt TA-50 Shimadru tại Phòng Phân tích nhiệt, Viện Hóa

học, Viện Khoa học và Cơng nghệ Việt Nam.

- Phân tích AAS

2.3. Phương pháp tổng hợp polyme

 Tổng hợp poly(acrylic axit)

Chuẩn bị 100 ml dung dịch phản ứng 0,5N gồm acrylic axit và nước cất vào

cốc thuỷ tinh 250 ml, lắc đều cho tan hoàn toàn. Nhiệt độ được nâng lên bằng máy

khuấy từ trong thời gian 140 phút, hỗn hợp được khuấy đều để các chất tham gia

phản ứng tiếp xúc tốt, đồng thời sục khí nitơ vào hỗn hợp phản ứng để đuổi khí oxi

hồ tan. Giữ hỗn hợp phản ứng tại nhiệt độ nhất định, cho xúc tác amoni pesunfat

vào hỗn hợp phản ứng, tại thời điểm này là thời điểm bắt đầu của phản ứng. Ở từng

thời điểm lấy một lượng mẫu nhất định để xác định mức độ chuyển hoá. Sau 140

phút dừng phản ứng kể từ khi bắt đầu cho amoni pesunfat vào và làm lạnh hỗn hợp

phản ứng xuống nhiệt độ phòng.

Tách hỗn hợp sản phẩm: Quá trình tách polyme ra khỏi monome dư dựa trên

cơ sở khác nhau về độ hoà tan. Phương pháp thường dùng là kết tủa. Hỗn hợp phản

ứng sau khi làm lạnh xuống nhiệt độ phòng thì được rót vào 300 ml axeton để kết

tủa sản phẩm phản ứng. Kết tủa này sau đó rửa lại với khoảng 100 ml axeton để

đảm bảo loại bỏ hoàn toàn monome dư. Kết tủa được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ

70C đến trọng lượng khơng đổi.

Xác định độ chuyển hố của polyme: Dùng phương pháp chuẩn độ nối đôi

Xác định khối lượng phân tử: Bằng nhớt kế Ubbelohde



Lớp KTMT 2012B



32 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ: Trùng hợp poly(acrylic axit) với 1%

(NH4)2S2O8 so với axit acrylic trong 2 giờ ở các nhiệt độ khác nhau: 90C, 80C,

70C, 60C, 50C, 40C, 30C.

 Tổng hợp poly(acrylamit)

Cách tiến hành tương tự như trùng hợp acrylic axit, chỉ khác là

poly(acrylamit) được kết tủa trong etanol và thời gian phản ứng là 120 phút.

Xác định độ chuyển hoá của polyme: Dùng phương pháp chuẩn độ nối đôi

Xác định khối lượng phân tử: Bằng nhớt kế Ubbelohde

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ: Trùng hợp poly(acrylamit) với 1%

(NH4)2S2O8 so với axit acrylic trong 2 giờ ở các nhiệt độ khác nhau: 90C, 80C,

70C, 60C, 50C, 40C, 30C.

 Tổng hợp poly(hydroxamic axit)

Chuẩn bị 100 ml dung dịch phản ứng 0,5N gồm acrylcarbohydroxamic axit

và nước cất vào cốc thuỷ tinh 250 ml, lắc đều cho tan hoàn toàn. Nhiệt độ được

nâng lên bằng máy khuấy từ trong thời gian 30 phút, hỗn hợp được khuấy đều để

các chất tham gia phản ứng tiếp xúc tốt, đồng thời sục khí nitơ vào hỗn hợp phản

ứng để đuổi khí oxi hồ tan. Giữ hỗn hợp phản ứng tại nhiệt độ nhất định, cho xúc

tác amoni pesunfat vào hỗn hợp phản ứng, tại thời điểm này là thời điểm bắt đầu

của phản ứng. Ở từng thời điểm lấy một lượng mẫu nhất định để xác định mức độ

chuyển hoá. Sau 30 phút dừng phản ứng kể từ khi bắt đầu cho amoni pesunfat vào

và làm lạnh hỗn hợp phản ứng xuống nhiệt độ phòng.

Tách hỗn hợp sản phẩm: Quá trình tách polyme ra khỏi monome dư dựa trên

cơ sở khác nhau về độ hoà tan. Phương pháp thường dùng là kết tủa. Hỗn hợp phản

ứng sau khi làm lạnh xuống nhiệt độ phòng thì được rót vào 300 ml methanol để kết

tủa sản phẩm phản ứng. Kết tủa này sau đó rửa lại với khoảng 100 ml methanol để



Lớp KTMT 2012B



33 Viện Khoa học và Công nghệ Mơi trường



đảm bảo loại bỏ hồn tồn monome dư. Kết tủa được sấy trong tủ sấy ở nhiệt độ

60C đến trọng lượng khơng đổi.

Xác định độ chuyển hố của polyme: Dùng phương pháp chuẩn độ nối đôi

Xác định khối lượng phân tử: Bằng nhớt kế Ubbelohde

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ: Trùng hợp poly(acrylamit) với 1%

(NH4)2S2O8 so với axit acrylic trong 2 giờ ở các nhiệt độ khác nhau: 90C, 80C,

70C, 60C, 50C, 40C, 30C.

2.4. Các phương pháp nghiên cứu quá trình tổng hợp polyme

2.4.1. Xác định độ chuyển hố bằng phương pháp chuẩn độ nối đơi

a) Chuẩn bị dung dịch ICl

Dung dịch ICl có thể được xác định theo ba phương pháp khác nhau: phương

pháp Hip (Hubl), phương pháp Vit (Wijs), phương pháp Hanui (Hanub), ở đây

chúng tôi tiến hành theo phương pháp Hip.

Cơ sở lý thuyết của phương pháp Hip:

Phản ứng trong dung dịch Hip:

HgCl2 + I2



HgICl + ICl



ICl có màu nâu, dưới tác dụng của khơng khí ẩm bị thuỷ phân tạo I 2O5 bám trên

thành bình.

Phản ứng vào liên kết đơi:



C C + ICl



C C

I Cl



ICl có khả năng cộng hợp dễ dàng, chọn lọc và định hướng vào liên kết đôi.

Phản ứng chuẩn độ:



Lớp KTMT 2012B



34 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



ICl + KI



KCl + I2



I2 + 2 Na2S2O3



2 NaI + Na2S4O6



Thực nghiệm:

Chuẩn bị dung dịch Hip: Hoà tan 25 g iot trong 500 ml etanol, 30g HgCl 2

trong 500 ml etanol. Hai dung dịch này giữ riêng trong hai bình thuỷ tinh sẫm màu

có nút nhám. Trước khi tiến hành thử 48 giờ phải trộn lẫn hai dung dịch trên với thể

tích bằng nhau. Trường hợp có lắng cặn phải đem lọc trước khi dùng.

b) Chuẩn bị dung dịch KI 10%

Dung dịch KI phải trong suốt, khơng màu, nếu có màu hơi vàng thì thêm

từng giọt Na2S2O3 0,001 N cho đến khi dung dịch mất màu hoàn toàn.

Cách tiến hành xác định phần trăm chuyển hoá: Tại một thời điểm nhất định

lấy chính xác 5 ml dung dịch phản ứng (hỗn hợp phản ứng) vào bình tam giác 250

ml có nút nhám, để nguội. Dùng pipét lấy chính xác 10 ml dung dịch Hip, đậy bình

bằng nút nhám có tẩm dung dịch KI để tránh iot bay hơi, để bình vào trong tối

khoảng 1 giờ, và khoảng 15 phút lắc một lần. Sau đó cho thêm vào bình 15 ml dung

dịch KI 10%, lắc đều và lại để trong tối 10 phút rồi đem ra chuẩn độ với Na 2S2O3

0,1 N cho đến khi xuất hiện màu vàng nhạt, cho tiếp 1-2 ml dung dịch hồ tinh bột

1%, và tiếp tục chuẩn độ cho đến khi màu xanh hoàn toàn biến mất trong 30 giây.

Mẫu trắng khơng có sản phẩm được tiến hành tương tự như trên.

Tính kết quả: Phần trăm chuyển hố được tính theo cơng thức:

H (%) = m  m i = C  Ci



m



C



Trong đó Ci được tính:

Ci =



Lớp KTMT 2012B



1 (V o  V ) .N

2

Vi



35 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



Vậy:



H (%) =



C



1 (V o  V ) .N

2

Vi

C



Trong đó:

m : là trọng lượng của monome ban đầu

mi : là trọng lượng của monome tại thời điểm i

C : là nồng độ của monome ban đầu

Ci : là nồng độ của monome tại thời điểm i

N : nồng độ của Na2S2O3

Vo : thể tích của Na2S2O3 ở mẫu trắng

V : thể tích của Na2S2O3 ở mẫu (hỗn hợp phản ứng) tại thời điểm i

Vi : thể tích của mẫu (hỗn hợp phản ứng) tại thời điểm i

Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của kết quả hai lần xác định, chênh

lệch cho phép giữa hai lần xác định không quá 1%.

2.4.2. Xác định trọng lượng phân tử bằng phương pháp đo độ nhớt

Để thay đổi trọng lượng phân tử trung bình của polyme chúng tôi sử dụng

phương pháp đo độ nhớt.

Xác định độ nhớt của dung dịch polyme: Tiến hành đo thời gian chảy bằng

giây một thể tích bằng nhau của dung môi nguyên chất t o và dung dịch polyme t qua

mao quản của nhớt kế Ubbelode ở một nhiệt độ nhất định.

Để xác định trọng lượng của polyme theo phương pháp này ta lần lượt tính

đại lượng sau đây:



Lớp KTMT 2012B



36 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



rel =



Độ nhớt tương đối:

Độ nhớt riêng: sp =



t  to

to



t

to



= rel - 1



Độ nhớt thu gọn:



sp

C



(dl/g)



Độ nhớt đặc trưng (độ nhớt thực):



 sp 

 ln sp 









[] =

(dl/g) hoặc [] =

 C 

 C 



C 0



C 0

Độ nhớt đặc trưng là giới hạn của tỷ số



sp

C



hoặc



ln sp

C



trong một vài giá trị của



C  0 được xác định bằng phương pháp ngoại suy đồ thị của



hoặc



ln rel

C



sp

C



hoặc



ln sp

C



.



Thời gian tương đối của các nồng độ C1, C2, C3, C4, C5 là t1, t2, t3, t4, t5.



P.V1 .100

Nồng độ C được tính theo cơng thức sau: C =



V.(V1 V 2 ).



1



2



Trong đó:

P



: Trọng lượng polyme tính bằng gam



V



: Thể tích dung mơi đã dùng chuẩn bị dung dịch polyme



V1 : Thể tích dung dịch polyme ban đầu đưa vào nhớt kế

V1 : Thể tích dung mơi thêm vào nhớt kế



Lớp KTMT 2012B



37 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



1/2: Là tỷ số tỷ trọng của dung môi ở t 1 (C) (nhiệt độ chuẩn bị dung dịch)

và t2 (C) (nhiệt độ đo).

Khi t1 và t2 khơng khác nhau nhiều lăm thì 1/2  1.

Biết  sẽ tính được trọng lượng phân tử trung bình M v của polyme theo phương

trình:

[] = K. [M]

Trong đó: K và  là hằng số đối với một hệ polyme - dung môi xác định ở một

nhiệt độ xác định.

Thực nghiệm:

 Xác định trọng lượng phân tử của PAA bằng phương pháp đo độ nhớt.

Cân 1 gam poly(acrylic axit) (PAC) đã khơ vào bình tam giác 250 ml, lấy

chính xác 100 ml dung dịch NaOH 2N, lắc cho polyme tan hồn tồn. Sau đó dung

dịch polyme được pha thành các dung dịch có nồng độ nhỏ hơn bằng NaOH 2 N

tương ứng là: C1 = 0,2; C2 = 0,4; C3 = 0,6; C4 = 0,8 và C5= 1, các dung dịch có nồng

độ nhỏ hơn tan hồn tồn trong dung mơi NaOH 2N.

Tiến hành đo thời gian chảy của các nồng độ C o, C1, C2, C3, C4, C5 tương ứng

với thời gian chảy to, t1, t2, t3, t4 và t5. Tính được [] bằng phương pháp ngoại suy đồ

thị và xác định được trọng lượng phân tử của polyme theo phương trình Mark Houwink:

[] = K . M

Trong đó: K và  là hằng số phụ thuộc vào polyme, dung môi, nhiệt độ và M

là trọng lượng phân tử của polyme. Ở đây K và  được quy định trong bảng 3.

Bảng 2.1: Hằng số quan hệ giữa độ nhớt và trọng lượng phân tử trung bình của

poly(natri acrylat) và poly(acrylic axit) .



Lớp KTMT 2012B



38 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



Form



Dung môi



Nhiệt độ, C



Hằng số

K.104







Na



NaBr, 1,5 Naq



15



12,4



0,5



H



NaCl, 1,0 Naq



25



3,75



0,64



Na



NaOH, 2,0 Naq



25



10,5



0,54



H



Dioxan



30



8,5



0,50







K.102: Khi [] là ml/g.

 Xác định trọng lượng phân tử của PAM bằng phương pháp đo độ nhớt

Trọng lượng phân tử của poly(acrylamit) được xác định bằng cách đo độ



nhớt trong các dung môi sau: nước, NaCl 0,1N, NaNO 3 1N bằng nhớt kế

Ubbelohde. Từ phương trình Mark - Houwink xác định trọng lượng phân tử

polyme.

Trong nước ở 25C:

[] = 6,8 . 104 ( M v )0,66 (dl/g)

Trong NaNO3 1 N ở 30C:

[] = 3,73 . 104 ( M v )0,66 (dl/g)

Ở đây chúng tôi đo độ nhớt trong NaNO3 1 N. Cách tiến hành tương tự như đo độ

nhớt trong poly axit acrylic.

 Xác định trọng lượng phân tử của PHA bằng thiết bị GPC

2.5. Phương pháp tiến hành tạo phức polyme – kim loại [19,20]

2.5.1. Chuẩn bị mẫu polyme – kim loại

- Chuẩn bị mẫu Polyme - Pb2+: 0.1g mỗi polyme PAM, PAA, PHA cho vào

cốc hòa tan với 50ml nước cất. Khuấy đều bằng máy khuấy từ gia nhiệt đến khi các



Lớp KTMT 2012B



39 Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (82 trang)

×