Đang tải... (xem toàn văn)
Natri silicat: 1. Giới thiệu về Natri silicat: Natri silicat còn gọi là thủy tinh lỏng hay nước thủy tinh, ngoài dạng lỏng ra cò tồn tại ở dạng rắn. Natri silicat ở dạng lỏng sản xuất từ xút và cát thạch anh, dùng để sản xuất xà phòng, kem giạt, bột giặc tổng hợp, và các mục đích khác. 2. Tính chất lý hóa của Natri silicat: Công thức hoá học : Na2SiO3, mNa2O. nSiO2. Khối lượng phân tử : 284,22. Ngoại quan : là chất lỏng trong, sánh, không màu hoặc màu vàng xanh. Có phản ứng kiềm. Có độ nhớt rất lớn như keo . Nếu được bảo quản kín thì có thể để được lâu dài nhưng dễ bị phân dã khi để ngoài không khí, độ phân dã càng lớn khi modul silic càng cao. Dễ bị các axít phân hủy ngay cả H2CO3 và tách ra kết tủa keo đông tụ axít silicsic Để sản xuất Natri silicat, có thể dùng phương pháp (công nghệ) khô và ướt.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC MƠN: PHÂN TÍCH CƠNG NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH MODUL SILICAT TRONG Na2SiO3 NGUYÊN LIỆU NỘI DUNG: I II III Natri silicat Modul silic Xác định Modul silic Natri silicat nguyên liệu I Natri silicat: Giới thiệu Natri silicat: - Natri silicat gọi thủy tinh lỏng hay nước thủy tinh, dạng lỏng cò tồn dạng rắn - Natri silicat dạng lỏng sản xuất từ xút cát thạch anh, dùng để sản xuất xà phòng, kem giạt, bột giặc tổng hợp, mục đích khác Natri silicat dạng lỏng Natri silicat dạng rắn Tính chất lý hóa Natri silicat: - Cơng thức hố học : Na2SiO3, mNa2O nSiO2 - Khối lượng phân tử : 284,22 - Ngoại quan : chất lỏng trong, sánh, khơng màu màu vàng xanh Có phản ứng kiềm - Có độ nhớt lớn keo - Nếu bảo quản kín để lâu dài dễ bị phân dã để ngồi khơng khí, độ phân dã lớn modul silic cao - Dễ bị axít phân hủy H2CO3 tách kết tủa keo đông tụ axít silicsic - Để sản xuất Natri silicat, dùng phương pháp (công nghệ) khô ướt 2 Yêu cầ kỹ thuật: Các tiêu lý hóa ngoại quan Natri silicat dạng lỏng phải phù họp quy định sau: Tên tiêu Trạng thái bên Tỷ trọng 200C, khoảng Hàm lượng SiO2 tính theo % khoảng Hàm lượng Na2O tính theo % khoảng Modul silic khoảng Cặn khơng tan nước tính theo % không lớn Mức yêu cầu Chất lỏng đồng nhất, sánh, suốt cho phép có màu trắng đục ngà vàng 1.4 - 1.5 10.0 – 12.0 23.0 – 30.0 2.3 - 2.5 0.5 Quy trình sản xuất Natri silicat Theo phương pháp ướt Theo phương pháp khô 3.1 Sơ đồ sản xuất Natri silicat theo phương pháp ướt: Hơi nước 0.7-0.8 MPa NaOH 30% Cát trắng (SiO3) Phối liệu Tháp chứa Trộn lỏng Loại Phản ứng Lọc chân khơng Cơ đặc Quay vòn nước rữa Rữa Cặn bỏ Sơ đồ công nghệ sản xuất Natri silicat Haangzhop Asia Chemical Engineering Co.,Ltd (trung quốc) - Natri silicat nhận có nồng độ Na2O > 0.5%; SiO2 > 22.1% (modul 2.2- 2.5); tỷ trọng 1,368-1.394 - Trong sản xuất Natri silicat theo công nghệ ướt, người ta cho cát thạch anh (SiO2) phản ứng với dung dịch NaOH nóng áp suất cao (khoảng 10 at) Phản ứng xảy sau: SiO2 + 2NaOH + (x-)H2O = Na2SiO3xH2O - Cơng nghệ đòi hỏi chi phí thấp, hoạt động đơn giản, chi phí nguyên liệu không cao (do giá NaOH thấp so với soda tính theo Na2O), chi phí sản xuất thấp thu sản phẩm có chất lượng tương đối cao vói giá thành thấp sản xuất theo cơng nghệ khơ - Với cơng nghệ sản xuất sản phẩm Natri silicsat có modul tỷ trọng khác theo yêu cầu sử dụng 3.2 Sơ đồ sản xuất Natri silicat phương pháp ướt: Nước công nghiệp Cát Thạch anh Cân, nung Lò nung Sơda Gia nhiệt Hòa tan Cơ đặc Sản phẩm (thủy tinh lỏng) - Để sản xuất Natri silicat theo công nghẹ khô người ta dùng nguyên liệu cát thạch anh soda Cát soda phối liệu theo tỷ lượng (thường cho dư soda) nung lò nhiệt độ 15000C Có thể gia nhiệt cho lò cách gián tiếp dùng nhiên liệu than đá hay trực tiếp dầu FO (hoặc gas) Phản ứng xảy ra: SiO2 +Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 - Khối nóng chảy lò rót trưc tiếp vào thùng chứa nước để hòa tan, xảy phản ứng hòa tan tạo thành thủy tinh lỏng: Na2SiO3 + xH2O = Na2SiO3xH2O - Dung dịch cô bay theo tỷ trọng theo yêu cầu - Thực ra, tùy thuộc tỷ lệ cát soda phối liệu đưa vào lò mà người ta nhận khối nóng chảy lò (và thủy tinh lỏng thành phẩm) cóa tỷ lệ SiO2/Na2O khác Đây modul sản phẩm thủy tinh lỏng 4 Ứng dụng Natri silicat chất tẩy rữa: - Natri silicat nguyên liệu quan trọng sản xuất chất tẩy rữa Nguyên liệu có tác dụng tạo mơi trường, làm giảm ăn mòn thiết bị; có tác dụng điều chỉnh độ nhớt dung dịch đồng thời liên kết ion gây độ cứng làm hiệu lực chất tạo bọt (caxi, magie, nhơm, sắt) - Ngồi làm giảm hút ẩm khả gây bụi bột giặt - Trong thành phần chất tẩy rữa tổng hợp (kem giặt, bột giặt) Natri silicat chiếm 3-8% cao - Natri silicat chất tạo keo cho vào hỗn hợp tạo thành H2SiO3 chất kết tủa làm đặc sản phẩm - Hàm lượng Natri silicat chất tẩy rữa II Modul silic: - Modul silic (còn gọi hiệ suất silic) đặc trưng xác định độ tan số tính chất khác thuỷ tinh lỏng, tính tỉ số m n công thức tổng quát: mNa2O nSiO2 chất hoạt động hố học tác dụng với nhiều chất dạng rắn, khí, lỏng - Modul silic tính theo cơng thức: M= CSiO2 CNa2O Trong đó: CSiO2 : hàm lượng SiO2 mẫu (%) CNa2O : hàm lượng Na2O mẫu (%) MNa2O 1.0323 = MSiO2 x 1.0323 Hàm lượng Na2O Xác định phương pháp thể tích Modul silicat Xác định phương pháp khối lượng Hàm lượng SiO2 Xác định phương pháp thể tích III Xác định modul silicat: Xác định hàm lượng Natri oxit (Na2O) phương pháp khối lượng: 1.1 Nguyên tắc: Dùng phương pháp chuẩn độ trung hòa để xác định hàm lượng Na2O mẫu với thị chuẩn bromothymol xanh Điểm tương đương nhận dung dịch chuyển từ xanh sang vàng Phương trình phản ứng: Na2O + HCl = NaCl + H2O 1.2Tiến hành xác định: HCl 0.5N 3-5 giọt bromothymol 3-5g mẫu 100ml nước nóng Dung dịch 1.4 Tính kết quả: Hàm lượng Na2O tính % theo cơng thức: X1 = V x 0.0155 x 250 x 100 m x 50 = V x 7.75 G Trong đó: V: lượng HCl 0.5N tiêu tốn trình chuẩn độ (ml) 0.0155: lượng Na2O tương ứng với 1ml HCl (g) m: lượng mẫu (g) Xác định hàm lượng Silic dioxit (SiO2): 2.1 Xác định SiO2 phương pháp khối lượng: 2.1.1 Nguyên tắc: Mẫu sau hòa tan HCl đậm đăc đem than hóa tro hóa 900 – 10000C tới khối lượng khơng đổi 2.1.2 Tiến hành xác định: H2O 10ml HCl đặc Khuấy để yên 10 phút Cân 2g mẫu Đun sôi 10 phút Nung 900-10000C Rửa kết tủa HCl 1% H2O 2.1.4 Tính kết quả: Hàm lượng SiO2 mẫu tính % theo cơng thức: X2 = m2 – m1 m 100 Trong đó: m2: khối lượng cốc cân SiO2 (g) m1: khối lượng cốc (g) m: lượng mẫu cân (g) 2.2 Xác định hàm lượng SiO2 phương pháp thể tích: 2.2.1 Nguyên tắc: Mẫu sau xác định Na2O cho thêm KF vào để tạo hợp chất K2SiF6 bền thêm lượng dư xác dung dịch HCl SiO2 + 6KF = K2SiO6 + 4KOH KOH + HCl dư = KCl + H2O Xác định lượng dư cách chuẩn độ với dung dịch NaOH tiêu chuẩn Điểm tương đương nhận xác định đổi màu thị Bromothymol xanh từ vàng sang xanh 2.2.2 Quy trình xác định: 50ml HCl 0.5N + 20g KCl 4g KF Lắc nhẹ cho tan hết Dung dịch Khấy cho tan hết để yên 30 phút NaOH 0.5N Chuẩn độ 2.2.3 Tính kết quả: Hàm lượng SiO2 chứa mẫu tính % theo công thức: X3 = = ( V1 – V2 ) x 0.0075 x 250 m x 50 S 100 3.75 x ( V1 –V2 ) m Trong đó: V1: lượng HCl 0.5N thêm vào (ml) V2: lượng NaOH 0.5N tiêu tốn chuẩn lượng HCl dư (ml) 0.0075: lượng SiO2 tương ứng với 1ml HCl 0.5N (g) m: lượng mẫu cân (g) ... tích Modul silicat Xác định phương pháp khối lượng Hàm lượng SiO2 Xác định phương pháp thể tích III Xác định modul silicat: Xác định hàm lượng Natri oxit (Na2O) phương pháp khối lượng: 1.1 Nguyên. ..NỘI DUNG: I II III Natri silicat Modul silic Xác định Modul silic Natri silicat nguyên liệu I Natri silicat: Giới thiệu Natri silicat: - Natri silicat gọi thủy tinh lỏng hay nước thủy... phẩm - Hàm lượng Natri silicat chất tẩy rữa II Modul silic: - Modul silic (còn gọi hiệ suất silic) đặc trưng xác định độ tan số tính chất khác thuỷ tinh lỏng, tính tỉ số m n công thức tổng quát: