Лабораторные работы по общей химической технологии (стр. 10 )

D. ГП =        E.

Контрольные вопросы

Перечислите виды коррозии Какие существуют механизмы коррозии? В чем суть гравиметрического метода определения скорости коррозии? На чем основан объемный метод определения скорости коррозии? Дайте понятие коррозионной устойчивости металлов. Как рассчитывается глубинный показатель коррозии? Какие способы защиты металлов от коррозии вы знаете? Для каких металлов может представлять опасность щелочная среда? Чем отличается коррозия железа в кислой среде от коррозии в нейтральной среде? Как влияет перенапряжение водорода на коррозию металлов в кислой среде?

Литература

, и др. Основы химической технологии / Под редакцией . М.: Высшая школа, 1991. 463с. Практикум по прикладной электрохимии. Учебное пособие для вузов /, , и др. / Под редакцией , . 3-е издание, перераб. Л.: Химия, 1990.304 с. , , и др. Лабораторный практикум по общей химической технологии. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. – 279 с.

Работа 7. ПОЛУЧЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ КРАСОК

1. Цель работы

1. Получение баритовых белил

2. Получение цинковых белил

3. Получение берлинской лазури

4. Получение  зеленой краски яр-медянки

5. Получение  зелени Гинье

2. Теоретическая часть

Краски минеральные (на основе неорганических вяжущих веществ) применяют для фасадных защитно-декоративных покрытий при нанесении на оштукатуренные фасады из керамического или силикатного кирпича, бетона, керамзитобетона, а также в случаях, проведения реставрационных и ремонтных работ.

Минеральные краски в основном являются порошковыми и доводятся до нужной консистенции добавлением воды. Создание покрытий при помощи минеральных красок может производиться исключительно при плюсовой температуре воздуха.

Минеральные краски получают на основе минерального сырья, поэтому они являются экологически чистыми. В отличие от органических красок, которые изготовляют с добавлением смол и масел, минеральные краски имеют достаточную паропроницаемость, позволяющую предотвратить увлажнение (а значит разрушение) стен. Благодаря этому декоративное покрытие не деформируется, а длительность эксплуатации здания увеличивается. Минеральные краски часто являются морозостойкими, а введение в их состав функциональных добавок (синтетических смол) повышает технологические и строительно-технические качества: адгезия к основам, укрывистость, гидрофобность, пластичность, седиментационная стойкость.

Минеральные краски делятся на следующие группы:

1. Известковые краски.

Связующим веществом известковых красок является гашеная известь (иногда в виде известкового молока). Для повышения водоудерживающей способности в процессе изготовления краски добавляют специальные добавки: хлорид кальция, кухонную соль, алюминиевые квасцы. Для получения известковых красок используют неорганические пигменты, а в гамме цветов преобладают светлые оттенки. Известковая краска недолговечна, но процесс карбонизации извести со временем улучшает эксплуатационные характеристики помещения. Известковая краска не наносится на цементные штукатурки. Известковая краска является дешевым, доступным и широко используемым средством для окраски фасадов и проведения различных реставрационных работ.

2. Цементные краски.

В цементных красках связующим веществом является белый или цветной портландцемент, поэтому используют стойкие к щелочам пигменты. Для увеличения водоудерживающей способности в цементную краску вводят до 15 % гашеной извести, а также хлорид кальция. Для повышения атмосферостойкости добавляют 1 % гидрофобизующих веществ (стеарат кальция). Цементные краски являются водостойкими, поэтому их используют для внешних малярных работ и внутренней окраске влажных производственных помещений по бетону, кирпичу, штукатурке. Цементные краски после нанесения на поверхность подвергают увлажнению на протяжении некоторого времени.

3. Силикатные краски.

Силикатные краски являются суспензией щелочестойких пигментов и наполнителей (преимущественно в виде сепарированного мела и талька). В качестве силикатизаторов используют сухие цинковые белила или борат кальция. Также добавляют жидкое калийное стекло. В качестве щелочестойкого пигмента используют охру, металлический сурик. В качестве активного кремнеземистого наполнителя добавляют измельченный кварцевый песок, диатомит или трепел.

В зависимости от силикатизатора силикатные краски делят на две марки:

Марка А включает в себя силикатные краски содержащие в сухой пигментной части цинковые белила.

Марка Б включает в себя силикатные краски, содержащие в своем составе борат кальция. Силикатные краски поставляют в двутарной упаковке — отдельно сухая часть и жидкое калийное стекло. Перед употреблением жидкое стекло и сухую часть смешивают в пропорции 2:1 по массе. Силикатные краски являются водорастворимыми, нетоксичными, позволяют получать паропроницаемые и относительно стойкие к действию воды и перепадов температуры покрытия. Также, силикатные краски отличаются низкой гидрофобностью. Силикатные краски применяют для декорирования фасада и внутренних помещений (при выполнении работ по камню, бетону, штукатурке) а также для защиты деревянных конструкций от огня. Силикатная краска нанесенная на основу, содержащую свободный гидроксид кальция (цементная или цементно-известковая штукатурка) повышает атмосферостойкость наружного покрытия.

4. Масляные краски.

Масляные краски — это суспензии пигментов в различных олифах с добавлением сиккатива, а в случае необходимости разнообразных добавок, препятствующих появлению осадка. Масляные краски изготовляют на заводах путем растирания олифы с пигментами в специальных машинах (краскотёрках). При растирании возникает однородная суспензия. Масляные краски не меняют объем в процессе твердения, характеризуются стойкостью и долговечностью. Масляные краски имеют преимущество, состоящее в их высокой укрываемости. Недостатком служит длительное высыхание. Масляные краски нередко используют в качестве грунтовок. Диапазон использования масляных красок необычайно широк. Масляные краски используют для защиты стальных конструкций от коррозии, для сохранения оконных рам и прочих деревянных элементов от увлажнения.

3. Экспериментальная часть

Химические реактивы, посуда, приборы

Сульфат натрия Na2SO4 безводный, сухой.  Хлорид бария BaCl2.2H2O (крист.) Цинковый купорос ZnSO4·7H2O Углекислый натрий Na2CO3 10H2О Раствор железного купороса FeSO4.7H2O Железисто-синеродистый калий K4[Fe(CN)6].3H2O (желтая кровяная соль) Сернокислая медь CuSO4, 1М Углекислый натрий Na2CO3, 1 М Уксусная кислота CH3COOH Кристаллическая борная кислота H3BO3 Едкий натрий NaOH, 1% Двухромовокислый калий K2Cr2O7 Серная кислота Н2SO4 (конц) Азотная кислота НNО3 (1:1) Технические весы Мерные колбы Химический стакан на 300 мл Фильтровальная бумага, воронка Стакан на 500 мл Фарфоровый тигель или фарфоровый стакан Ступка

Порядок проведения работы

Получение  баритовых и цинковых белил

Для получения баритовых белил приготовьте раствор сернокислого натрия и хлористого бария на 0,5 М.

В химический стакан емкостью приблизительно 300 мл влейте раствор хлористого бария и нагревайте его до 800С. Затем при быстром помешивании раствора приливайте тонкой струей небольшими порциями раствора сернокислого натрия.

Получившейся молокообразной жидкости дайте отстоятся, после  того, как мелкокристаллический осадок сернокислого бария BaSO4 осядет, слейте прозрачную жидкость – раствор хлористого натрия на фильтр и соберите фильтрат. Если он окажется мутным, то снова пропустите эту жидкость через тот же фильтр. Промывания проводить 2-3 раза. После этого фильтруйте все содержимое стакана. Затем, не вынимая фильтра с осадком из воронки, просушите полученное вещество в сушильном шкафу.

После того, как сернокислый барий высохнет, переместите его в чистую стеклянную баночку или пробирку. Испытайте общую способность и чистоту этой краски.

Для получения цинковых белил приготовьте 0,5 М раствора цинкового купороса и углекислого натрия. Когда растворы будут приготовлены, влейте в стакан емкостью около 500 мл раствор соды, нагрейте до кипения. Затем при сильном помешивании влейте горячий раствор соды тонкой струей в раствор сернокислого цинка, такого же объема, как у предыдущего раствора. В результате реакции обмена образуется рыхлый объемный осадок углекислого цинка. Дайте осадку отстоятся и немного уплотнится. Затем путем сливания (декантации) удалите раствор сернокислого натрия, находящегося над осадком и промойте несколько раз чистой водой. Каждый раз нужно перемешивать осадок с чистой водой, дать отстоятся и снова сливать жидкость с осадка (декантировать). После промывания отделите углекислый цинк фильтрованием, просушите на фильтре, затем сухой порошок поместите в фарфоровый тигель или фарфоровую чашку и прокалите на голом огне. Чтобы определить конец реакции разложение углекислого цинка, возьмите небольшую пробу этого вещества из чашки, перенесите в пробирку и прилейте к ней несколько капель р-ра кислоты (HCl или H2SO4).

Если углекислый цинк еще не весь разложился, он будет реагировать с кислотой. Напишите уравнение реакции.

В результате реакции будет выделяться углекислый газ. Если же в чашке не осталось углекислого цинка, то с кислотой будет реагировать окись цинка без выделения газа. Напишите уравнение реакции.

Получение берлинской лазури

В стакане нагреть почти до кипения 120 мл 1М раствора FeSO4  и прилить туда же тонкой струей при сильном помешивании 90 мл 1М раствора железистого синеродистого калия. Полученному белому осадку дать осесть, затем слить с него раствор, промыть дважды чистой водой, нагретой до 70-800 и снова слить раствор с  осадка.

Для окисления полученного бесцветного или слегка окрашенного осадка нужно добавить к нему 20 мл Н2SO4 (конц), нагреть ее до 70-800  и влить в нее 30 мл крепкой азотной кислоты при быстром перемешивании.