实验一低分子量聚丙烯酸钠合成表征与阻垢性能评价

1、实验一、低分子量聚丙烯酸钠地合成、表征与阻垢性能评价聚丙烯酸钠（PAANa是一类高分子电解质，是一种新型功能高分子材料，用途广泛，可用 于食品、饲料、纺织、造纸、水处理、涂料、石油化工、冶金等 PAANa地用途与其分子量有很大关系，一般来说，低分子量（5005000 产品主要用作颜料分散剂、水处理剂等； 中等分子量（10 410 6 主要用作增稠剂、粘度稳定剂、保水剂等；高分子量主要用作絮 凝剂、增稠剂等在造纸工业，随着高浓度涂布机地引进和铜版纸生产地发展，对分散剂地需求越来越大低分子量PAANa作为造纸工业地有机分散剂，能提高颜料地细度、分散体系地稳定性，提高 纸张地柔软性、强度、光泽、白度

2、、保水性等，且具有可溶于水、不易水解、不易燃、无毒、无腐蚀性特点，因此低分子量PAANa在造纸工业越来越受到重视一、低分子量聚丙烯酸钠地合成1.1实验目地1）2）3）4）了解聚丙烯酸钠水处理剂地合成原理和应用； 掌握丙烯酸聚合反应地基本操作；掌握聚丙烯酸分子量测定地基本原理和基本操作; 掌握阻垢剂和分散剂地评价原理和方法1.2实验原理.本实验采用先中和PAANa地合成路线主要有先聚合再中和、先中和再聚合等几种 再聚合地路线其反应式如下所示：NaOHCO2H =CO2Na聚合1.3试剂和仪器试剂：丙烯酸，CP；过硫酸铵，AR ;氢氧化钠，CP;丙醇，CP;去离子水仪器：四口烧瓶；滴液漏斗；球形冷

3、凝管；电热套；调压器；水循环真空泵；布氏漏斗；真空烘箱；乌氏粘度计 （0 6mm ;恒温水浴；干燥箱等1.4实验方法在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计、滴液漏斗地250 ml四口烧瓶中，加入20ml去离子水和100ml链转移剂丙醇，在不断搅拌下加热至 80-82C左右，开始滴加由1.8g引发剂过硫 酸铵、10ml水和29g单体丙烯酸配成地溶液 首先将引发剂溶解于水中，再加丙烯酸），并在 23h内将单体和引发剂滴加完毕，之后保温反应 2 h.改成蒸馏装置，加热蒸出链转移剂丙醇 冷却至4050C时 取样5ml待测定分子量），然后逐渐滴加 30 %地氢氧化钠溶液 约 42g）中和至pH=78,得到淡黄

4、色透明粘稠地 PAANa溶液将该溶液滴加至丙酮中，再过滤，真空干燥可得到聚丙烯酸钠地固体粉末二、低分子量聚丙烯酸钠地表征2.1 分子量测试用端基法测定聚丙烯酸地分子量，丙烯酸聚合物地酸性比单体要弱，当其只溶解于水中不 易被精确滴定，但是如果溶解于001-1mol/L地中性电介质中时，滴定终点是清楚地，滴定是准确地，进而可求出相应聚丙烯酸钠地分子量.具体方法为：在聚合反应结束蒸出链转移剂后而未进行中和前取样，称取02 g（精确至00001g样品，放入100ml烧杯中，加入50ml 1 mol/L地NaCI溶液用0.2 N地Na OH标准溶液滴定，测定其pH值，用消耗地Na OH标准溶液毫 升数对

5、p H值作图，曲线地拐点即为滴定地终点 .找出终点所消耗地碱量，按下式计算聚丙烯 酸地分子量：M=2 / (1 / 72 > -(V N/ W X 1000 > 式中：M聚丙烯酸地分子量；V滴定终点消耗地 Na OH标准溶液体积，m L ;N Na OH标准溶液地摩尔浓度 mol/L ;W试样重量,g;2聚丙烯酸一个分子链两端各有一个内酯；1 / 72 1 g样品中所含有地羧基克当量地理论值.2.2特性粘度测试采用乌氏粘度计，以2 mol/L Na OH为溶剂，将聚丙烯酸钠配制成 0 2 %地溶液，在(30 ±0.5> C下分别测定溶剂和溶液流出时间，按下式分别求出

6、n 和Mv :2(t=to)/to=ln(t/to)/Cn =3.3 8 X 1 0 - 3M v0.43式中：n 特性粘度，d L / g ； t0溶剂流出时间，s;t溶液流出时间，s； C溶液浓度，g/ d L ;M v粘均分子量2.3固含量测试称取一定量产品，置于801 2 0C干燥箱内，待干燥恒重后，记录其重量，并按下式计算 固含量：固含量=(干燥恒重后重量/取样重量> X 1 0 0%三、低分子量聚丙烯酸钠地阻垢性能评价3.1实验目地与要求<1 ) 了解阻垢性能测定地原理和应用；<2 )掌握碳酸钙沉积法、鼓泡法等测定阻垢性能地技术3.2碳酸钙沉积法3.2.1 方法提

7、要以含有一定量碳酸氢根和钙离子地配制水和水处理剂制备成试液.在加热条件下，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙.达到平衡后测定试液中地钙离子浓度.钙离子浓度愈大则该水处理剂地阻垢性能愈好.3.2.2 试剂和材料氢氧化钾溶液：200g / L ;硼砂缓冲溶液：pH疋9,称取3.80g十水四硼酸钠 (Na2B4O7O- 10H20>溶于水，并稀释到1L;钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂：称取1g钙黄绿 素，0.35g百里酚酞，置于破璃研钵中，加入100g经120 C烘干后地氯化钾研细混匀，贮于棕色磨口瓶中；溴甲酚绿一甲基红指示液：3 体积1.00g/L 溴甲酚绿乙醇溶液与1体积2.00g/L甲基红乙醇溶

8、液混合；乙二胺四乙酸二钠(EDTA：标准滴定溶液：0.01mol/L<具体标定见附录1);盐酸标准滴定溶液：0.1 mol/L< 具体标定见附录2);碳酸氢钠标准溶液：18.3mg/mL HCQ <具体标定见附录 3);氯化钙标准溶液：6.0mg/mLCa <具体标定见附录4);水处理剂试样溶液：5000mg/L，称取2.5g水处理药剂，溶于500mL容量瓶中，即可得到5000mg/L地水处理溶液.仪器和设备恒温水浴：温度可控制在 (80 土 1>°C;锥形瓶：250mL.3.2.4 分析步骤 (1> 试液地制备在250mL容量瓶中加入125mL水

9、,用滴定管加入10mL地氯化钙标准溶液，使钙高子地量 为60mg.用移液管加人2.5mL水处理剂试样溶液,摇匀然后加入10mL硼砂缓冲溶液,摇匀. 用滴定管缓慢加入 10mL 地碳酸氢钠标准溶液 ( 边加边摇动 >, 使碳酸氢根离子地量为 183mg, 用水稀释至刻度，摇匀(2> 空白试液地制备在另一 250mL容量瓶中，除不加水处理剂试样溶液外，按“试液地制备”步骤操作 (3> 分析步骤将试液和空白试液分别置于两个洁净地锥形瓶中，两锥形瓶浸入(80 ± 1>C地恒温水浴中 <试液地液面不得高于水浴地液面)，恒温放置5h.冷却室温后用中速定量滤纸干过滤各

10、移取25.00mL滤液分别置于250mL锥形瓶中，加水至约80mL，加 5mL氢氧化钾溶液和约 0.1g 钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂用EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮蓝色即为 终点并按分别计算试液和空白试液钙离子地浓度(mg/mL>.325分析结果地表述以百分率表示地水处理剂地相对阻垢性能(n >按下式计算：1 2 2n = (C ca2+ - C ca2+ >/ (0.240 - Cca2+>(3-1>式中C幕2+加入水处理剂地试液实验后地钙离子<Ca2+)浓度，mg/mL;Cfca2+未加水处理剂地空白试液实验后地钙离子<Ca2+)浓

11、度,mg/ mL;0.240实验前配制好地试液中钙离子<Cf)浓度,mg/mL.3.2.6 允许差取平行测定结果地算术平均值为测定结果 ， 平行测定结果地绝对差值不大于5 3.3 鼓泡法方法提要冷却水中地结垢 ，通常是因为水中地碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解 ，生成难溶地碳 酸钙垢而引起地 . 其反应式可以表示为：2+ -Ca + 2 HCO 3> CaCOj + CQ + H 20 <3-2)本方法以含有 Ca(HCO>:地配制水和水处理药剂制备成试液 (模拟冷却水 >.为了模拟冷 却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程 ， 本方法在升高了地温度下 ， 向试

12、液中鼓入 一定流量地空气 ，以带走其中地二氧化碳 ，使反应式地平衡向右侧移动 ，促使碳酸氢钙加速分 解为碳酸钙 ， 试液迅速达到其自然平衡 pH. 然后测定试液中钙离子地稳定浓度 . 钙离子地稳 定浓度愈大 ， 则该水处理药剂地阻垢性能愈好 .3.3.2 试剂和材料：同碳酸钙沉积法 .3.3.3 仪器和设备 : 实验装置 (图1>，滴定管(酸式>： 10mL、50mL.-7QO IL ,J图2实验装置1 一鼓气装置；2一气体转子流量计；3 一控温仪；4一恒温水浴；5 一电加热器；6 一测温探头；7 一玻墒冷凝管；8 一长颈烧瓶；9 一温度计；10 一搅拌器,11 鼓泡头3.3.4

13、水处理剂试样溶液：5000mg/L同碳酸钙沉积法).测定步骤(1试液制备用滴定管加入碳酸氢钠溶液40mL于500mL容量瓶中.移入3.0mL水处理剂样品溶液，加250mL水，摇匀.用滴定管缓慢加入氯化钙溶液40mL，用水稀释至刻度，摇匀，即制备成1L含有15.0mg水处理药剂、240mg(6.00mmol钙离子(Ca 和732mg (12.0mmol碳酸氢根离子 (HCO 地试液.(2阻垢性能测定量取约450mL试液于500mL三颈烧瓶中.将此烧瓶浸入(60 ± 0.2 oC地恒温水浴中，按 实验装置安装，同时，以80L/h地流量鼓入空气.经5h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至

14、室温，此溶液即为钙离子稳定浓度溶液 .移取25.00mL此溶液于250mL锥形瓶中，加约80mL 水.按标定氯化钙溶液地方法，记下所消耗地EDTA标准滴定溶液地体积 V3.3.3.6 分析结果地表述水处理剂地阻垢性能以钙离子稳定浓度CCa2+(mg/L表示,按下式计算：CCa2+ = V 3 CEdtaX 40.08 X 1000/25.00 = 1603 X V3 CEdta 3-3 )式中V 3测定钙离子稳定浓度时所消耗EDTA标准滴定溶液地体积，mL；CEdtaEDTA标准滴定溶液地浓度，mol/L ；25.00 移取钙离子稳定浓度溶液地体积，mL;40.08 与1.00mLEDTA标准

15、滴定溶液Cedta= 1.000mol/L相当地以毫克表示地钙离子地质量.所得结果应表示至二位小数.3.4附录3.4.1 0.01mol/L乙二胺四乙酸二钠(EDTA=#准溶液地配制及标定.称取分析纯EDTA乙二胺四乙酸二钠) 3.7g于250mL烧杯中，加水约150mL和两小片氢 氧化钠 片状)，微热溶解后，转移至试剂瓶中，用水稀释至1000mL，摇匀.此溶液地浓度约为 0.015mol/L.准确称取于110C干燥至恒重地高纯碳酸钙0.6g准确至0.2mg)，置于250mL烧杯中，加水100mL,盖上表面皿，沿杯嘴加入1+1盐酸溶液100mL,加热煮沸至不再冒小气泡，冷至室温,用水冲洗表面皿

16、和烧杯内壁 ，定量转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀.移取上述溶液25.00mL于400mL烧杯中，加水约150mL，在搅拌下加入10mL20%氧化钾 溶液，使其pH> 12,加约10mg钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂，溶液呈现绿色荧光，立即用 EDTA标准溶液滴定至绿色荧光消失并突变为紫红色时即为终点.记下消耗地EDTA溶液地体积.EDTA溶液地浓度按下式计算：CEdta= m X 1000/<100.08 X VX 10)<3-4)式中 m - 碳酸钙地质量 ，g 。V - 滴定消耗地EDTA溶液地体积，mL。100.08 碳酸钙地摩尔质量 ，g/mol.3.4

17、.2 0.1 mol/L 盐酸标准溶液地配制及标定取 9mL 市售含 HCl 为 37%、密度为 1.19g/mL 地分析纯盐酸溶液 ，用蒸馏水稀释至 1000mL.此溶液地浓度约为 0.1mol/L.准确称取于 270300 C灼烧至恒重地基准无水碳酸钠0.15g<准确至 0.2mg),置于250mL锥形瓶中，加水约50mL,使之全部溶解.加12滴0.1%甲基橙指示剂，用0.1mol/L盐 酸溶液滴定至由黄色变为橙色 ， 剧烈振荡片刻 ， 当橙色不变时 ， 读取盐酸溶液消耗地体积 . 盐 酸溶液地浓度为：CHCl = m X 1000/<VX 53.00 ) mol/L <

18、3-5)式中 m - 碳酸钠地质量 ，g 。V 滴定消耗地盐酸体积 ，mL。53.00 1/2 碳酸钠地摩尔质量 ，g/mol.3.4.3 含18.3mg/mLHCG碳酸氢钠标准溶液地配制及标定：称取25.3g碳酸氢钠置于100mL烧杯中，用水溶解.全部转移至1000mL容量瓶中，用水 稀释至刻度 ， 摇匀 . 贮存期 30d.移取5.00mL碳酸氢钠标准溶液置于250mL锥形瓶中，加约50mL水,35滴溴甲酚绿-甲基红指示液 ， 用盐酸标准滴定溶液滴定至溶液由浅蓝色变为紫色即为终点 .以mg/mL表示地碳酸氢根离子(HCO >地浓度按下式计算：3Chco3= V 1 GciX 0.06

19、10 X 10/V = 61 V CW V<3-6)式中V1滴定中消耗地盐酸标准溶液地体积，mL;Chci盐酸标准滴定溶液地实际浓度，mol/L ;V 所取碳酸氢钠标准溶液地体积 ，mL;0.0610 一一与 1.00mL盐酸标准溶液Oci= 1.000mol/L相当地以克表示地碳酸氢根离子 <HCo3 )地质量 .2+含0.6mg/mLCa地氯化钙标准溶液地配制及标定称取16.7g无水氯化钙置于100mL烧杯中，用水溶解，全部转移至1000mL容量瓶中，用 水稀释至刻度 ， 摇匀 .移取2.00mL氯化钙标准溶液置于 250mL锥形瓶中，加约80mL水、5mL氢氧化钾溶液和 约0

20、.1g钙黄绿素-百里酚酞混合指示剂，溶液呈现绿色荧光，立即用EDTA标准滴定溶液滴定 至绿色荧光消失并突变为紫红色时即为终点.记下消耗地EDTA溶液地体积.2+以mg/ mL表示地钙离子(Ca >地浓度Cca2+按下式计算：3Cca2+ = V 1 CX 0.04008 X 10/V = 40.08 V C/V <3-7)式中V1滴定中消耗乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液地体积，mL;C Ca2乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液地实际浓度,mol/L ;V 所取氯化钙标准溶液地体积，mL;0.04008 与I.OOmL乙二胺四乙酸二钠标准溶液Cedtf 1.000mol/L相当地以克表 2+

21、示地钙离子（Ca 地质量.四、低分子量聚丙烯酸钠地红外光谱分析光是一种电磁波，红外光是介于可见光和微波之间地电磁波，对有机化合物而言，重要地是 2.5m-15m即 4000 cm-1-660cm-1）.分子地运动有平动、转动和振动，而分子中存在着两种基本地振动：伸缩振动 键长改变地振动）和弯曲振动键角发生改变地振动）.各个化学键地振动品频率不仅与化学键本身有关，而且受到整个分子地影响.当一定频率地红外光照射分子时，如果分子地一个振动频率与红外光地频率相同，红外光则被吸收.这样连续改变红外光地频率就可以观察到一红外吸 收光谱 频率或波长为横坐标，吸收率或透射百分率为纵坐标），如图2-28 所示.

22、一般红外光谱图分为两个主要区域：官能团区2.51 m -7.51 m（4000-1300 cm-1 ；指纹区7.7- i m 15 1m（1300-660 cm-1.前一个区域一般是由两个原子振动所产生地，与整个分子地关系不大，这个区域对判别化合物地官能团起着重要作用.指纹区地基本振动是多原子体系地伸缩和弯曲振动,与整个分子有关，这个区域中每个化合物有着彼此不同地谱图，就象人们地指纹一样，没有两个指纹是相同地，所以这个区域称为指纹区.指纹区对鉴定两个化合物是否相同起着很大地 作用.图4-1甲苯和正己烷地红外光谱图由此可见，分子地振动频率大小决定了红外光谱横坐标地位置，而分子地振动有多种形式影响

23、因素也有很多.对双原子地振动频率 如图2-29所示）可用下式表示：m1m2图4-1双原子地振动示意图v =式中：v =振动带地波数c=光速k=键地力常数i =所涉及原子地折合质量mg?m1 m2m1=第一个原子地质量，丫-H类型地官能团Y=O、N、C、m2=第二个原子地质量由上述公式可知：原子质量地增加使吸收频率减少 卤素等）地吸收频率最大，同时键地力常数增加吸收频率增加，如碳碳叁键地伸缩振动频率大 于碳碳双键地伸缩振动频率 .因此红外光谱可以测定有机化合物地有关官能团地吸收，进而可以测定有机化合物地结构.各官能团地特征吸收谱带位置见附录4 - 1.进行红外光谱分析地样品一般要求是纯样品，不能

24、含有水气体和液体样品有相应地池子装样固体样品一般与溴化钠压片 ，也可与石蜡油或氟油<Fluorolub ）等混合成糊状，再将这种 糊状夹在两块盐片之间形成一种半透明地薄膜进行测定实验二、氨基三甲叉膦酸VATMP ）地合成、表征与缓蚀性能评价一、氨基三甲叉膦酸VATMP ）地合成1.1实验目地<1）了解氨基三甲叉膦酸水处理剂地合成原理<Ma nnich反应）和应用；<2）掌握氨基三甲叉膦酸合成地基本操作；<3）掌握聚丙烯酸分子量测定地基本原理和基本操作；<4）掌握阻垢剂和分散剂地评价原理和方法2.2实验原理ATMP<氨基三甲叉膦酸）系有机多元膦水处理药剂

25、它具有良好地化学稳定性，不易水解,耐较高温度和用量小等优点，而且兼具有缓蚀和阻垢性能，是一种良好地碱性水处理药剂其合成方法一般是三氯化磷与甲醛、氨<常用氯化铵）进行 Mannich反应，反应式如下所示：NH4CI + 3HCHO+ 3PCb + 6H2O N（CH2PO3H2）3 + 10 HCl2.3试剂和仪器试剂：甲醛,CP;氯化铵,AR ;三氯化磷,CP;去离子水.仪器：四口烧瓶；滴液漏斗；乌氏粘度计 （0.6mm> ;恒温水浴；干燥箱等2.4实验方法在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计、滴液漏斗地250 ml四口烧瓶中，加入37%地甲醛溶液24.5g<0.3mol ）地和

26、氯化铵 5.3g<0.1mol），搅拌溶解，在不断搅拌下开始滴加三氯化磷 41.5g<0.3mol），期间控制温度在 40C左右,滴加完毕,升温到5060C ,恒温1h,再继续升温 至7080C ,恒温1h,再继续升温至 7080C ,恒温0.5h,二、氨基三甲叉膦酸VATMP ）地表征2.1ATMP含量地测定测定地原理在pH约为10地NH3-NH4CI缓冲溶液中，ATMP可与Zn2+形成络合物，络合比为1:1.以 铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定过量地 Zn2+.主要试剂和主要仪器<1 ）氯化锌标准溶液 c=0.015mol/L ；<2） EDTA 标准溶液 c

27、=0.015mol/L ；<3） NH3-NH4CI 缓冲溶液 pH=10 ；<3）铬黑T指示剂1g/L水溶液.测定步骤准确称取ATMP样品4g,用水溶解并定容于 500mL容量瓶中，制备成试液备用.移取20.00mL试液于锥形瓶中，加入1滴中性红溶液，逐滴加入0.2mol/L地氢氧化钠溶液,使试液由红色变为黄色加入12mL NH3-NH4CI缓冲溶液 再加入20.00mL氯化锌标准 溶液,加热至4070C，冷却，加入12滴铬黑T指示剂，溶液呈紫红色，加入100mL水,用 EDTA标准溶液滴定至蓝色时即为终点 .计算试样中ATMP地百分含量为：X!100(C2V2 -cM) 299

28、.0 10" mo x (V /V0)式中C2ZnCI2标准溶液地浓度,mol/L ;V2加入ZnCl 2标准溶液地体积,mL ;C1 EDTA标准溶液地浓度,mol/L ;V1滴定时消耗 EDTA标准溶液地体积，mL ;m0试样地质量，g;V0试样地总体积,mL ；V被滴定地试样体积,mL;299.0ATMP地摩尔质量,g/mol.注意事项<1 ）缓冲溶液不可加入过多，否则会影响终点地观察；<2）在加入铬黑 T后,若溶液呈蓝色，则表明ZnC2I加入量过少，可多加入一些 ZnCl2标准 溶液或减少被测试液地体积；<3 ）被滴定溶液一定要冷却至室温，若趁热滴定，将会使

29、结果偏低.2. 2亚氨基二甲叉膦酸<IDPA）含量地测定测定地原理试样中主要是 ATMP和IDPA.在pH约为10地NH3-NH4CI缓冲溶液中，ATMP和IDPA 均可与Cu2+形成络合物，紫脲酸铵可指示终点从测定结果中减去 ATMP地含量即为IDPA 地含量.主要试剂和主要仪器<1）硫酸铜锌标准溶液c<CuSO4）=0.02mol/L,用EDTA标准溶液标定其浓度；<2） EDTA 标准溶液 c=0.015mol/L ；<3） NH3-NH4CI 缓冲溶液 pH=10 ；<4）紫脲酸铵指示剂：1g紫脲酸铵与100g氯化钠研磨，混匀.测定步骤移取20.00

30、mL试液于锥形瓶中加入20mL水和12滴中性红溶液，逐滴加入0.2mol/L 地氢氧化钠溶液，使试液由红色变为黄色.加入2025滴NH3-NH4CI缓冲溶液，加少许紫 脲酸铵，溶液呈紫红色.用CuSO4标准溶液滴定至亮黄色或亮绿色时即为终点. 计算亚氨基二甲叉膦酸IDPA地百分含量为：X2孑叫299.° 1旷m *(V/V0)100 - X1205.0299.0=0.68560.299CV2V。m°V100 - X1式中c CuSO4标准溶液地浓度,moI/L ；V2CuS04标准溶液地体积,mL ;ci EDTA标准溶液地浓度，mol/L ;Vi滴定时消耗 EDTA标准溶

31、液地体积，mL ;mo试样地质量，g；Vo试样地总体积,mL ;V被滴定地试样体积,mL ；Xi ATMP地百分含量；299.0ATMP地摩尔质量,g/mol ；205.0 IDPA地摩尔质量,g/mol.注意事项<1)缓冲溶液不可加入过多，因为ATMP和IDPA与Cu2+地络合常数都不是很大例如与Cu2 + 在 pH = 5.30 时,K=4.07 X 105,在 pH = 3.-0 时,K=2.18 X 104,IDPA 与 Cu2 + 在 pH = 5.00 时,K=1.78 X 104虽然pH增大时条件稳定常数会随之略有增加 ，但加入过多地 NH3-NH4CI时 Cu2+与NH

32、3形成络合物，将造成结果偏大；缓冲溶液也不可加入过少若NH3-NH4CI缓冲溶液加入过少，滴入Cu2+地酸性溶液后，缓冲 溶液地缓冲容量不足，使pH值下降,条件稳定常数降低过多，使滴定突跃减少甚至消失，终点 难于观察或延后，使结果不准确<2 )终点之前，溶液是由紫脲酸铵地红色与紫脲酸铵Cu2+形成地黄色、Cu2+ ATMP络合物地蓝色地混合色而显出不明亮地黄到黄绿色，只有ATMP、IDPA全部和Cu2+络合后，过量地Cu2+和紫脲酸铵络合物才会显出明亮地黄色若所用地Cu2+较多，终点也可以是紫脲酸铵Cu2+形成地黄色和 Cu2+ ATMP络合物地蓝色地混合成地绿色 .快到终点时滴定一定要

33、慢. <2) 一般讲，终点为黄色时,ATMP含量较高，突跃也明显若IDPA含量过多，终点将会变绿,终 点不敏锐，这是因为IDPA Cu2+络合常数较小地缘故.2. 3氯化钠含量地测定测定地原理在酸性介质中氯离子与银离子形成氯化银沉淀，沉淀分离后，以KIO3和淀粉为指示剂，用KI标准溶液滴定滤液中地过量硝酸银.主要试剂和主要仪器<1) AgNO 3 标准溶液：c<AgNO 3) =0.02moI/L ；<2) NaCI标准溶液：c<NaCI) =0.02moI/L,用已在500600 C灼烧恒重地优级纯氯化钠配制；<3) 2,4 二硝基苯酚饱和溶液.测定步骤移

34、取25.00mL试液于锥形瓶中，加入20mL水和35滴2,4 二硝基苯酚饱和溶液，此时 溶液为无色.逐滴加入氢氧化钠溶液至溶液刚变为黄色 ，此时pH=2.83.5.移入10.00mL硝酸 银标准溶液，有白色沉淀产生.再加入23滴甲基紫溶液，溶液呈蓝色.用NaCI标准溶液滴定 至红紫色并伴有沉淀凝聚现象即为终点 .计算氯化物 < 以CI计)地百分含量为：X3汕-) 3546 苗 100m)(v/V0)0.03546计"30100m°V式中 c1 AgNO 3标准溶液地浓度 ,mol/L ；V 1加入 AgNO 3标准溶液地体积 ,mL； c2 NaCl 标准溶液地浓度

35、,mol/L ； V 2滴定用去 NaCl 标准溶液地体积 ,mL； m0试样地质量，g;V 0试样地总体积 ,mL ；V 被滴定地试样体积,mL;35.46Cl-地摩尔质量，g/mol.2.3.5 注意事项<1）因为测定时 pH = 2.83.5，因此磷酸银不会发生沉淀 ，故用这种方法磷酸根、亚磷酸 根不干扰氯地测定;<2）在酸性条件下，ATMP与Fe3+能形成沉淀，因此不宜采用铁铵矶为指示剂地佛尔哈德 法测定 Cl-;<3）甲基紫有好几种同名试剂 ，其结构和性质都有些区别 ，必须用按 GB603 生产地甲基紫 作指示剂 .三、氨基三甲叉膦酸 <ATMP ）地缓蚀性能

36、评价3.1 实验目地<1 ）了解缓蚀剂性能评价地原理和应用; <2）掌握缓蚀性能评价地方法 .3.2 方法提要为了防止工业循环冷却水系统地腐蚀问题 ， 一般要寻找最佳地缓蚀剂或复合缓蚀剂配 方， 或对合成、生产地药剂进行评价 ， 往往首先要进行实验室实验 ，以评定在一定条件下药剂 地缓蚀性能 .用来测定冷却水腐蚀性地方法之一是测定金属试片质量损失法（也称挂片法 >， 即在实验室给定条件下 ， 用试片地质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率. 挂片法是冷却水系统中经典测定金属腐蚀率地方法 ，简单，经济， 实用.冷却水地线速度是影响腐蚀率地重要因素之一 ， 故本方法采用旋转挂片法 .3.3

37、 试剂和材料3.3.1 试剂无水乙醇 <化学纯）;盐酸溶液： 1 十 3 溶液;氢氧化钠镕液： 60g/L ;酸洗溶液：1000mL盐酸溶液<1+3）中，加入10g六次甲基四胺，溶解后，混匀成1升.3.3.2 仪器实验装置 <图14-1 ）;试片：A钢<或黄铜、18-8不锈钢），塑料镊子、脱脂棉、电吹 风、干燥器 .图14-1理装置I 連潮I： z- KAtt. JFMh敦弑肾囲宦慕阳舀T-I3.4 实验条件341 试液温度：(50 ± 1> C;342 试片旋转速度：80 ± 1 r/mi n ;试片上端与试液面地距离：应大于2cm；344重

38、复实验数目：对每个实验条件，应有23片相同地试片进行重复实验；3.4.5 实验周期：72h.3.5 实验步骤3.5.1 在试杯<2000mL中加入15mL水处理剂贮备溶液 <见附录)，精确到0.1mL,加实验 用水到2000mL,混匀，即为含60mg/L药剂地试液.3.5.2 在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线，并加一盖子，将试杯置于恒温(50 ± 1>C水浴中.3.5.3 将干燥后地试片取出称量，精确到0.001g,置于试片固定装置上.3.5.4 启动电动机，使试片按80± 1 r/min地旋转速度转动，并开始计时.3.5.5 当水蒸发后，低于刻度线时，

39、可补加蒸馏水，使液面保持在刻线处.3.5.6 试片运行72小时后，停止试片转动，取出试片并进行外观观察.3.5.7 按上述操作步骤，做未加水处理剂地空白实验.3.5.8 将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液<2.4 )中浸泡35min,取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液 <60g/L )中约30s,取出，用自来水，水冲洗，用滤纸擦拭并 吸于,在无水乙醇中浸泡约3min,用滤纸吸干，置于干燥中0.5h以上,称量，精确到0.001g.3.6 结果地表示和计算3.6.1 以mm7年表示地腐蚀率 b按下式计算：b = 8760 x (m°- m > x 10 /

40、 ( A 丫 t >=87600 (m0 - m > / ( A 丫 t >(14-1>式中m. 试片地原质量,gm试片酸洗后地质量,gA试片地表面积,cm2；y试片地密度,g/m 3;t 一一试片地实验时间,h8760与1年相当地小时数,h年10与lcm相当地毫 M数,mm/cm362以质量分数表示地缓蚀率 n按下式计算：n = b o - b） / b o （14-2式中：b.试片在未加水处理剂空白实验中地腐蚀率，mm/年；b试片在加有水处理剂实验中地腐蚀率,mm/年.3.7精密度取二片以上试片平行测定结果地算术平均值作为测定结果；平行测定结果试片质量损失）地偏差不

41、超过算术平均值地土10% .3.8附录3.8.1 推荐地标准配制水（1试剂和材料二水氯化钙 化学纯）；硫酸镁MgSO 7"0化学纯）；碳酸氢钠 化学纯）；氯化钠化学纯）（2标准配制水地制备称取1.470g二水氯化钙0.986g硫酸镁、1.316g氯化钠溶于约1.5L水中，完全溶解后 混匀；另称取 0.336g碳酸氢钠溶于约 0.2L水中，完全溶解后，混匀，转移到上述溶液中，用 水稀释到2.0L，混匀.水处理贮备溶液地配制称取2.000克水处理药剂，溶于250mL容量瓶中，配制成8000mg/L地水处理复合药剂试片地准备将试片用滤纸把油脂擦拭干净，然后分别在无水乙醇中用脱脂棉擦洗（每1

42、0片试片用50mL无水乙醇 ，用滤纸吸干，置干燥器中4h备用.腐蚀率地换算系数（表1表1腐蚀率换算系数表换算单位 换算系数-给定单位毫M/年 <mm 年)克/M2 时 g/vm2 - h)毫克/分M 天 mg/vdm - d)毫M/年mm年）10.114 Xy 27.4 X 丫 克/M2 时g/<m2 - h)8.76/ 丫 1240毫克 / 分 M 天mg/vdm2 - d)3.65 X 1Q'2/ y 4.16 X 10-31y为试片地密度,g/cm四、氨基三甲叉膦酸VATMP ）地核磁共振谱对自旋量子数I为1/2地核R如；H、163C19F、；5P、1/N等在外加磁场

43、H0中有两个取向，具有不同地能量.若外加一适当频率 V地电磁辐射，就可能导致核跃迁地发生 ，上述 电磁辐射地频率为 V:汨0V =2式中丫 一一旋磁比或磁旋比，为基本常数，代表有关核地特性.根据上式，若保持磁场强度不变，改变射频 称为扫频，相反称为扫场），直至磁场强度和 射频地组合达到有关核地特征要求，就能观察到核地跃迁.这种情况通常称为共振.因此不同地核在地磁场强度和频率下发生核磁共振，这样就出现了 1H- NMR 13C- NMR和 31P- NMR.<1）核磁共振谱仪一般地核磁共振谱仪地结构下图所示.主要包括磁铁、扫描发生器、射频发生器、接受器线圈和记录仪等图15-1核磁共振谱仪示

44、意图<2 ）化学位移虽然从上式得到相同地核在同一磁场强度或同一频率下发生核磁共振，实际上并不如此因为实际上共振频率不完全取决于外加磁场也而是取决于作用于共振核上地实际磁场值地大小.因为实际上在质子地周围还存在着运动地电子等影响，这些电子产生了屏蔽作用此外苯环、双键、叁键地 n电子对周围地质子也可产生屏蔽作用<或去屏蔽作用），这些称为磁地各向异性因此因为分子中电子云密度地不同和磁地各向异性地不同使得不同环境地质子 在不同地频率发生核磁共振 ，即产生了化学位移图15-2氢原子周围电子对质子地屏蔽作用IL-f图2-34与磁地各向异性基团有关地屏蔽区化学位移地定义是标准化合物地共振频率与某

45、一个质子地共振频率之差.因为该差值相对于共振频率而言非常小，因此常常用相对值来表示化学位移，通常用符号3来表示，单位是百万分之一 <Parts per million,简称ppm） 一般地核磁共振谱图地横坐标是化学位移< 由大到小），即磁场是小到大，纵坐标为吸收强度 <如2-35图所示）图2-35溴乙烷地核磁共振谱图常用地标准化合物是四甲基硅烷<Tetramethylsilane，简称TMS ）.一些常见基团质子地化学位移见附录7.<3）峰面积在核磁共振谱图中，每组峰地面积与产生这组信号地质子数目成正比，如果把各组信号地面积进行比较，就能确定各种类型质子地相对数目

46、.目前所使用地核磁共振谱仪一般将每个吸收峰地面积进行了积分，并在谱图上记录了积分曲线.<4）自旋-自旋偶合峰地裂分我们从溴乙烷地核磁共振谱图上可以看到不是两个单峰，而是两组峰.这种裂分现象是因为质子与邻近质子相互作用地结果，称为自旋-自旋偶合.一般说来，对某一个质子来将只有在和它直接相邻地碳上有非等性质子时才产生自旋-自旋偶合 < 当然同一碳上地两个非等性质子之间也可以表现出偶合）.所谓非等性质子是指电子环境不同地质子，也就是在核磁共振谱图上化学位移不同地质子.一般而言，裂分数与相邻质子数有关，即裂分数为n+1,n是相邻质子 地数目.综上所述,从有机化合物地核磁共振谱可以得到大量地

47、结构信息：质子地类型<化学环境）、质子地数目和相邻质子地数目等.13此外，从 c-NMR也可以得到许多有关化合物结构地信息，主要是从峰地数目可知化合物中C地种类,从化学位移可知 C地类型.例如下述化合物a和b.23.143.024.843.023.1O24.8图15-2化合物b地13C NMR图同样,31P NMR可以给出含P化合物地结构信息，例如ATMP化合物中地三个 P原子具 有相同地化学环境，因而具有相同地化学位移，但是如果其31P NMR给出了不只一个峰，这 表明该化合物不纯，可能含有杂质或副产物样品做核磁共振时一般配制成溶液来进行测试 ，为了避免干扰，在做1H NMR时一般用

48、非质子溶剂，如 CCl4,CS2和D代溶剂，如D2O、DCCI3等在分析有关谱图时需注意 D代不完 全时溶剂地干扰实验三、杀菌剂1227地合成与其表面活性地测定1实验目地<1 ）学习季铵盐地制备原理和合成方法；<2）掌握表面张力、临界胶束浓度、等温吸附线地测定和计算等基本操作；<3 ）掌握评价1227杀菌性能地方法.2实验原理反应式：C12H25N （CH3）2+ C6H5CH2CI C6H5CH2N（CH 3）2C12H25 Cl3试剂：二甲基十二碳胺，苄氯4仪器：10mL圆底烧瓶，球形冷凝管，干燥管，玻璃漏斗5实验步骤：在10mL圆底烧瓶中，放入4.2g二甲基十二碳胺 &

49、lt;月桂胺）和3g苄氯沸石1颗装上球 形冷凝管回流反应1h.停止加热，冷却加入5ml无水乙醇，待固体产物析出后抽滤，尽量抽去 液体，用少量乙醚洗涤，干燥，称重6表面活性地测定：6.1表面张力地测定：见实验 27.6.2临界胶束浓度、等温吸附线地测定与计算：见实验 30. 7杀菌性能地评价：见实验37.实验四、水地混凝和絮凝杯罐实验方法4.1实验目地<1 ）了解混凝、絮凝地作用原理与应用；<2）掌握混凝、絮凝性能地评价方法和实验技术4.2方法担要混凝、絮凝是通过投加一些药剂<絮凝剂）使水中难以沉淀地胶体颗粒脱稳，使之聚集，絮凝成较大地颗粒而沉淀，这是工业用水预处理、给水处理地

50、一个重要环节为了确定水地絮凝过程地工艺参数，如絮凝剂地种类、用量、水地pH值、温度以及各种药剂地投加顺序等一般要作模拟实验.即在一定地水温与控制合适地搅拌强度与时间地条件下.用不同絮凝剂和投量，调节不同地水地pH值作实验，看絮凝效果.该方法包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤.投加地絮凝剂经快速搅拌而迅速分散并与水样中地胶粒接触，胶粒开始聚集产生微絮体.通过慢速搅拌，微絮体进一步相互接 触长成较大地颗粒.停止搅拌后，形成地胶粒聚集体依靠重力自然沉降至底部4.3装置参见图34-1.匿34-1簿住拯样爲義重黍5ASH：T-Plltll4.4操作步骤根据所设置地烧杯数目，各量取1000mL水样装

51、入烧杯中,并将烧杯定位.然后把搅拌桨 放入水中，桨片地轴要偏离烧杯中心，桨片与烧杯壁之间至少要留有 6.4mm地间隙.记录实验 开始时地温度.把絮凝剂装入试剂架地试管中.投药前,用水将各试管中地药剂稀释至 10mL.若某种药 剂地投加量大于 10mL,其他试管也应补水，直至体积与用量最大地药剂体积相等 .添加悬浮液 药剂时，应在投加前摇匀药剂.4.4.3 开动搅拌器，在120r/ min转速下快速搅拌.按药剂投加量为5、8、10、15、20、30mg/L同时向各个烧杯中投加药剂，搅拌1min.降低转速至2040r/ min，转速以能够保持烧杯内颗粒均匀悬浮起来为度.慢速搅拌约20mi n.记录

52、初始絮片产生地时间.完成慢速搅拌后，把搅拌桨从水中提出来，观察絮体地沉降，记录大部分絮体沉降所需 地时间.沉降l5min后，记录烧杯底部絮片地外观.用移液管在烧杯中溶液地二分之一处吸取水 样，测定水样地pH值和浊度.4.5实验结果地表述做出浊度、pH值、COD与药剂浓度地关系曲线.4.6 附录 浊度地测定方法 HG/T 5-1503-85 ）4.6.1 仪器分光光度计：420nm4.6.2 准备工作（1溶液A:溶解1.00g硫酸肼NH2）2“SQ于水中，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度.（2溶液B:溶解10.00g六次甲基四胺CH2） 6朋于水，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度.（3量取5

53、.0mL溶液A和5.0mL溶液B,放在100mL容量瓶内，混匀后，在25± 3C静置24小 时,然后稀释至刻度，并混匀.此贮存混悬液地浊度是 400毫克/升.注：各种溶液和贮存混悬液每月配一次.（4>标准浊度混悬液吸取lO.OOmL贮存混悬液于100mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度混匀此混悬液地浊 度为40毫克/升.（5>标准曲线地绘制用移液管分别吸取上述标准浊度混悬液<40毫克/ 升） 5、10、15、20、25、30mL置于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀.以上各溶液浊度分别为2、4、6、8、10、12毫克/升.在分光光度计上于 420nm波长处，用

54、3cm比色皿，以蒸馏水为对照，测定上述各 液地吸光度，以浊度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线.4.6.3 实验步骤取色度不大，未经过过滤地水样于 3cm比色皿中，在分光光度计上 420nm波长处，以蒸馏 水为对照，测定其吸光度，在标准曲线上查得相应地水样地浊度.注：色度较大地水样，可将该水样用慢速滤纸过滤后作为对照，测定未过滤地水样地吸光度，在标准曲线上查得相应地水样浊度.4.7 附录 HACH DR/890 colorimeter COD 测定操作规程方法简介本法采用反应器消解、然后进行比色分析地方法测定水样地COD.仪器药品<1）HACH DR/890 colorimeter

55、和 HACH COD REACTOR 各一套；<2）1.00mL和2.00mL吸量管各两根，洗耳球一个；<3）试管架一套；<4）耐热工作手套一副；<5）纸巾一包；<6 ） HACH COD Digestion Reagent Vials 三套 <0 150mg/L、0 1500mg/L 和 0 15000mg/L 各一套）.操作规程<1）用500mL量筒量取约500mL待测样品于500mL烧杯中，置于磁力搅拌器上搅拌2min,使样品均匀.<2）打开COD反应器电源开关，预热至150 C .注意：此时应将COD反应器置于通风橱或在其朝向操作者地方向

56、放置一塑料挡板<3）根据样品地 COD浓度范围选择合适地 COD消解试剂瓶，如下表所示：样品浓度范围,mg/LCOD消解试剂瓶类型0 150低浓度范围<Low Rang ）0 1500咼浓度范围<High Rang ）015000超咼浓度范围High Rang Plus )<4）将选择地 COD消解试剂瓶瓶盖打开，用吸量管吸取2.00mL待测样品于COD消解试剂 瓶中 <若选择地样品COD浓度范围是015000mg/L,则应吸取0.2mL样品）.注意：COD消解试剂瓶使用前应检查其中地试剂，试剂不可有泼洒损失，否则易导致结果不准确，并且此试剂对人体有害.<5）盖上COD消解试剂瓶瓶盖，拧紧，用去离子水冲洗 COD消解试剂瓶外部并用纸巾擦干.