《天大高化2014、11、27.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天大高化2014、11、27.（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化工专业实验报告实验名称： 未知高聚物的鉴别 实验人员： 实验地点：天大化工技术实验中心 427 室实验时间： 2014.11.14 班级/学号： 2011 级 1 班3011208015 号指导教师： 孙希明 实验成绩： 天津大学化工技术实验中心印制实验六 未知高聚物的鉴别未知高聚物的简易鉴别聚合物中含氮量的定量分析一、 目的要求（1） 了解简易鉴别各类型高聚物的一般程序和方法（2） 掌握一些常见高聚物的溶解，燃烧等特性。二、 原理高聚物制品如橡胶、塑料与合成纤维等，可应用于红外光谱、裂解气相色谱、质谱、核磁共振以及X射线光谱等仪器分析方法进行分析，而且既快速又准确，但因为设备费用高，同时试
2、样也不容易制备，所以一般单位采用简易鉴别方法，诸如燃烧法、显微镜法、比重测定法、溶剂溶解法以及元素分析法、染色法等，当然，由于高分子化合物种类繁多，在某些方面性质相似者并不罕见，因此具体实践中往往必须采用数种方法测试，同时对所得结果进行综合分析，并与已知试样进行对照，才能获得正确的答案。1. 高聚物塑料的简易鉴别方法：燃烧法和溶解法（1） 饱和烃：先熔化后燃烧，易燃不自熄，火焰底蓝顶黄，石蜡味，中性，可判断为PP或者PE。（2） 含不饱和烃的聚合物，易燃不自熄，橙黄色火焰，伴有大量的黑烟，中性，有PS味，如天然橡胶、顺丁橡胶、PS、ABS等。（3） 含卤素的聚合物：不易燃，自熄，呈强酸性，如含
3、有氯离子，则火焰为绿色，如PVC，聚四氟乙烯、氯化聚乙烯。（4） 尼龙：易燃，离火不熄灭，熔融起泡，毛发臭味，燃烧气体呈碱性。（5） 聚甲醛：先熔化后燃烧，蓝色火焰，有甲醛气味，离火不熄灭，中性。（6） 聚碳酸酯：易燃，熔融起泡，花果臭味，黄色火焰，离火熄灭。2. 利用聚合物于溶剂中的溶解情况来鉴别未知聚合物取少量样品（1-2粒）于试管中，加2ml溶剂，必要时加热至沸腾，如在溶剂的沸点加热5分钟后仍保持两相，则认为聚合物是不溶解的。三、 主要试剂和仪器未知聚合物：聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、ABS、聚苯乙烯（PS）、尼龙、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、聚氯乙烯（PVC）溶剂：甲苯、乙
4、酸乙酯、四氯化碳、环乙酮、甲酚、苯乙烯四、 实验步骤图1. 由燃烧性能鉴别聚合物流程表图2.由溶解性能鉴别聚合物流程图1， 取少量1-8号未知样品，置于干净的铜丝上，置于酒精灯火焰中，观察其燃烧特性，并把现象仔细记录下来，按图3所示流程图确定各样之结构。2， 根据图2，将聚合物样品逐个作溶解试验，仔细观察溶解情况，并把观察到的现象详细记录下来。具体操作如下：取少量样品放在一个小试管中，添加4ml左右的所需溶剂，必要时刻把试管放在有热水的烧杯中加热（一般有机溶剂均需在通风橱内进行），并用搅拌棒不断搅拌。如果在溶剂的沸点加热5分钟后仍保持两相，则认为聚合物是不溶的。如果聚合物在溶剂中是溶解的，则另
5、取样品，按表向左进行，直到确定各未知样未知。五、实验记录：样品号实验现象聚合物种类判断1号先熔后燃烧、不自燃、无烟、浮于StPP2号燃烧有黑烟、不熔、不自燃、不透明ABS3号黑烟、不熔、不自燃、透明PS4号燃烧、离火不息、透明POM5号熔融起泡、燃烧、pH7PA6号不自燃、蓝色火焰、沉于StPE7号起泡、离火自熄、蓝色火焰PC8号不易燃、自熄、火焰绿色PVC六、 思考题1.聚合物的溶解有何特点？晶态聚合物和非晶态聚合物的溶解过程有何区别？特点为:（1）溶解过程缓慢，首先溶胀，然后溶解；（2）可溶性结晶聚合物只有破坏结晶之后才能溶解；（3）高分子的溶解能力随分子量的增大及结晶度的提高而下降。晶态
6、聚合物如果不破坏结晶则只溶胀不溶解，非晶态聚合物先溶胀，后溶解。3. 在什么情况下，可应用“溶解度参数相近”原则来判断聚合物的溶解性能？评判聚合物的溶解性能有三条原则: 1. 极性相似原则。即极性相近的物质可以互溶。2. 溶剂化原则。溶剂化是指溶剂分子对溶质分子产生的相互作用，当作用力大于溶质分子的内聚力时，便使溶质分子彼此分开而溶于溶剂中。3. 溶解度参数原则。即如果溶剂的溶解度参数和聚合物的溶解度参数相近或相等时，就能使这一聚合物溶解。但是原则3即溶度参数原则只适用于非极性或弱极性的聚合物，对于强极性的聚合物不适用。由此可知只有极性较弱的情况下才可以用溶度参数相近的原则来判断聚合物溶解性能
7、。附：聚合物中氮含量的定量分析一、 原理这个方法是将含氮聚合物用浓硫酸煮解分解，使样品中所含氮元素转变为硫酸铵。反应液在整流器中用NaOH碱化后，析出的NH3借水蒸气蒸馏出来，用标准酸溶液吸收后以标准碱溶液回滴，从而计算样品中含氮量。为促使样品迅速分解，在硫酸中加入硫酸钾以提高硫酸的沸点，同时加入适当的催化剂。常用的催化剂用硒粉、汞、硫酸铜和过氧化氢等：可以单独使用一种或适当的混合使用两种催化剂。用汞或汞盐做催化剂时，在蒸煮完毕后，由于产生不挥发的硫酸氨汞Hg（NH3）2SO4，因而需要加入硫酸钠或硫代硫酸钠溶液使它分解和将它沉淀，然后再加饱和硫酸铜溶液，除去过量的沉淀剂，以免蒸馏时产生挥发性
8、的硫化物，妨碍滴定终点的观察。可以用硼酸溶液代替标准酸溶液来吸收蒸出的氨，生成硼酸铵可直接用标准酸溶液滴定，这样就无须使用标准碱溶液。定达尔法的局限性在于它不能使硝基物、亚硝基物、偶氮物、肼或腙等含氮化合物中的氮元素完全变成硫酸铵。因此，当分析这些类型的样品时，须要在分解以前用适当的还原剂将这些官能团还原。本实验原理简明总结：K2SO4+CuSO4+硒粉煮解 含氮化合物+浓硫酸 硫酸铵 煮解蒸馏(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2O3NH3+H3BO3(NH4)3BO3(NH4)3BO3+3HCl3NH4Cl+H3BO3 滴定 二、 仪器装置（1） 煮解瓶 由耐酸硬质玻
9、璃制成，长16cm，口径15mm，底部圆球形部分的内径30mm。（2） 水蒸气蒸馏装置 水蒸气蒸馏装置如图所示b是1L圆底烧瓶，用作水蒸气发生器，瓶口配有装有两导管a1、a2橡皮塞，c是接受导管中冷凝的水及蒸馏完毕后自蒸馏瓶d中回吸过来的反应液用的漏斗。蒸馏瓶d有夹层真空保温套，瓶口有一带旋塞的漏斗，用以加入物料。漏斗底端与蒸气倒入管相通，后者伸入蒸馏瓶底部。蒸馏瓶瓶口还熔接有一个安全蒸馏泡，借以防止蒸馏时d瓶中的碱液冲入冷凝器e中。F是吸收瓶。三、 试剂浓硫酸、硫酸钾硫酸铜混合物（三份无水硫酸铜与一份硫酸钾混合而成）、过氧化氢（不含氮的30%过氧化氢）、硒粉、40%氢氧化钠溶液、饱和硼酸溶液
10、、0.025M标准盐酸溶液、混合指示剂10ml（0.1%溴甲酚绿加4ml0.1%甲基红，二者都是溶于95%乙醇中的溶液）四、 操作步骤（1） 煮解 取8-10mg固体样品，加入19mg复合催化剂（K2SO4+CuSO4+硒粉）、2ml浓硫酸，加热，反应物由焦黑草绿色淡蓝色几乎无色；若加热半小时，反应物仍呈深色，冷却后加入3-4滴过氧化氢，再加热，直至无色。冷却后，加蒸馏水3ml，同样条件下做空白试验。（2） 蒸馏a） 洗涤装置：于蒸馏瓶中加入2/3容积蒸馏、沸石、2滴浓硫酸，加热沸腾5-10分钟。b） 蒸馏、吸收：仪器洗净后，冷凝管通冷水，锥形瓶中加10ml饱和硼酸溶液、3滴指示剂，放在冷凝管
11、下面，冷凝管尾端浸入液面一下，将煮解液全部、10ml40%NaOH溶液先后加入系统，关闭漏斗，收集30ml流出液后，脱离再收集10ml，并用少量蒸馏水冲洗尾端外壁。（3） 滴定用0.025M盐酸滴定以上收集的蒸馏液，终点时由蓝色变成灰色。（4） 空白实验用完全相同的步骤与试剂用量进行空白试验，从每一次含有样品的试液的滴定值减去试剂所做空白试验的滴定值，即为样品所消耗盐酸数值。五、 分析计算N%=VN14.01/W100%式中：V=样品消耗标准盐酸溶液体积，ml N=标准酸溶液的浓度，mol/L W=样品的重量，mg实验数据及计算：空白实验耗酸量V1=0.25 ml实验组耗酸量V2=4.45 mlV=V2 V1=4.2 mlN=0.02579 mol/LW=9mgN%=16.86%
