На какие каучуки распространяется стандарт
ГОСТ 19816.5-74 распространяется на синтетические высоко- и низкомолекулярные каучуки всех типов, кроме каучуков на основе кремнийорганических соединений, и устанавливает метод определения в них массовой доли воды.
Сущность метода заключается во взаимодействии воды с реактивом Фишера, представляющим собой раствор йода, сернистого ангидрида и пиридина в метанол-ядe.
Сущность метода
Количество воды в каучуке определяют титрованием реактивом Фишера. В зависимости от типа и свойств материала анализ проводят:
- по спирто-толуольному экстракту высокомолекулярного каучука;
- по непосредственно введённой навеске низкомолекулярного каучука;
- по раствору в хлороформе для вязких низкомолекулярных каучуков;
- по дистилляту с толуолом для каучуков, взаимодействующих с реактивом Фишера или образующих плёнку на электродах.
Аппаратура, материалы и реактивы
Основная аппаратура
- лабораторные весы по ГОСТ 24104-88;
- магнитная мешалка;
- рН-метр-милливольтметр pH-673(М) или электрическая схема по ГОСТ 14870-77;
- бюретка 7-2-10 по ГОСТ 20292-74 с тёмной склянкой;
- плоскодонная колба с тремя горловинами вместимостью 250–500 см³;
- конические и мерные колбы;
- трубка по ГОСТ 25336-82;
- пипетки и цилиндры;
- эксикатор.
Материалы и реактивы
- хлористый кальций или силикагель;
- толуол с содержанием воды не более 0,03 %;
- хлороформ с содержанием воды не более 0,03 %;
- метанол-яд абсолютированный с содержанием воды не более 0,04 %;
- спирто-толуольная смесь 70:30 по объёму;
- реактив Фишера, 1 см³ которого соответствует 0,0002–0,0012 г воды.
Подготовка к анализу
Подготовка аппаратуры
В реакционную колбу, установленную на магнитной мешалке, наливают такое количество метанол-яда, чтобы концы платиновых электродов были полностью погружены. В колбу помещают магнит, тубус закрывают хлоркальциевой трубкой, подключают бюретку и включают мешалку.
Остаток влаги в метанол-ядe титруют концентрированным реактивом Фишера, вводя его через боковой тубус. Допускается использовать:
- метанол-яд;
- смесь метанол-яда и хлороформа 1:3 по объёму;
- хлороформ.
При использовании хлороформа для увеличения электропроводности в реакционную колбу вводят одну каплю воды согласно инструкции к прибору. Вся применяемая посуда должна быть максимально обезвожена по ГОСТ 14870-77.
Приготовление реактива Фишера
Реактив Фишера выпускается комплектом из двух бутылок:
- в бутылке 1 — раствор сернистого ангидрида в пиридине;
- в бутылке 2 — раствор йода в метанол-ядe.
Концентрированный реактив
В тёмной склянке смешивают 100 см³ раствора из бутылки 1 и 217 см³ раствора из бутылки 2.
Титрованный раствор
Для приготовления титрованного раствора в тёмную склянку вносят 100 см³ раствора из бутылки 1, 217 см³ раствора из бутылки 2 и доводят объём до 1 дм³ абсолютированным метанол-ядом. Раствор тщательно перемешивают.
Верхний конец бюретки закрывают хлоркальциевой трубкой с краном, а трубку для передавливания раствора из склянки в бюретку также соединяют с хлоркальциевой трубкой, закрытой заглушкой.
Установление титра реактива Фишера
Титр реактива устанавливают на следующие сутки после его приготовления. Для этого готовят смесь с известной массовой долей воды:
- В мерную колбу вместимостью 50 см³ наливают 20–30 см³ абсолютированного метанол-яда.
- Колбу закрывают и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
- Добавляют 0,1–0,2 см³ воды и снова взвешивают.
- Доводят объём до метки тем же метанол-ядом и перемешивают.
- В реакционную колбу с предварительно оттитрованным метанол-ядом наливают 2 см³ приготовленной спиртоводной смеси и титруют реактивом Фишера.
- Параллельно титруют 5 см³ метанол-яда, использованного для приготовления смеси.
Проводят 3–4 параллельных титрования и рассчитывают среднее арифметическое по результатам, расхождение между которыми не превышает:
- 0,3 см³ — для спиртоводной смеси;
- 0,1 см³ — для метанол-яда.
Титр раствора проверяют каждые 2–3 суток.
Подготовка пробы к анализу
Высокомолекулярный каучук
В коническую колбу вместимостью 100 см³ помещают 2 г измельчённого каучука, взвешенного с погрешностью не более 0,0002 г, добавляют 15–20 см³ спирто-толуольной смеси 70:30 и кипятят с обратным холодильником, закрытым сверху хлоркальциевой трубкой, на песчаной бане.
Через 1 ч колбу охлаждают и отбирают пипеткой 10 см³ экстракта на титрование. Параллельно проводят контрольный опыт в тех же условиях.
Низкомолекулярный каучук
1–2 г низкомолекулярного каучука вводят непосредственно в реакционную колбу титратора при помощи стеклянной палочки или пипетки из стаканчика вместимостью 50 см³. Массу навески определяют по разности масс стаканчика с каучуком и палочкой либо пипеткой до и после введения пробы.
Вязкий низкомолекулярный каучук
Если низкомолекулярный каучук обладает значительной вязкостью, его предварительно растворяют в хлороформе. Для этого во взвешенную плоскодонную колбу вместимостью 100 см³ помещают 1–2 г каучука, снова взвешивают, затем добавляют 20 см³ хлороформа и перемешивают до полного растворения.
На титрование отбирают 10 см³ раствора. Параллельно проводят контрольный опыт.
Каучук, взаимодействующий с реактивом Фишера
Для низкомолекулярного каучука, который взаимодействует с реактивом Фишера или образует плёнку на платиновых электродах, применяют отгонку с толуолом:
- Во взвешенную колбу для отгонки вместимостью 100 см³ помещают 2,0–2,5 г каучука и снова взвешивают.
- Добавляют 20 см³ толуола, закрывают пробкой и встряхивают до растворения каучука.
- После растворения в колбу помещают несколько кусочков пористого материала и присоединяют к прибору для отгонки.
- К отводу холодильника присоединяют хлоркальциевую трубку и отгоняют 16–18 см³ растворителя.
- Приёмник отсоединяют, закрывают пришлифованной пробкой, встряхивают и переводят содержимое в реакционную колбу титратора.
Параллельно проводят контрольный опыт с 20 см³ толуола, который предварительно перегоняют в приёмник аналогично анализируемой пробе.
Проведение анализа
В реакционную колбу титратора, подготовленную по п. 2.1, вводят пробу каучука, приготовленную одним из способов, и титруют её реактивом Фишера до положения стрелки прибора, соответствующего концу титрования. Аналогично титруют растворы контрольных опытов.
Расчёт результатов
Массовую долю воды в процентах рассчитывают по формулам стандарта в зависимости от способа подготовки пробы:
- по экстракту высокомолекулярного каучука;
- по непосредственно введённой навеске низкомолекулярного каучука;
- по раствору низкомолекулярного каучука в хлороформе;
- по дистилляту после отгонки с толуолом.
При расчёте учитывают:
- объём реактива Фишера, израсходованный на титрование пробы;
- объём реактива Фишера, израсходованный на контрольный опыт;
- титр реактива Фишера в г воды/мл;
- объём растворителя, использованного для экстракции или растворения пробы;
- массу навески каучука;
- объём экстракта или раствора, отобранного для анализа.
Допускаемое расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 15 % относительно найденного среднего значения.
Основные параметры метода
| Параметр | Значение по стандарту |
|---|---|
| Объект анализа | Синтетические высоко- и низкомолекулярные каучуки |
| Исключения | Каучуки на основе кремнийорганических соединений |
| Метод определения | Титрование реактивом Фишера |
| Содержание воды в толуоле | Не более 0,03 % |
| Содержание воды в хлороформе | Не более 0,03 % |
| Содержание воды в метанол-ядe | Не более 0,04 % |
| Соотношение спирто-толуольной смеси | 70:30 по объёму |
| Эквивалентность реактива Фишера | 1 см³ = 0,0002–0,0012 г воды |
Ссылочные нормативные документы
| Обозначение документа | Назначение в стандарте |
|---|---|
| ГОСТ 24104-88 | Лабораторные весы |
| ГОСТ 14870-77 | Электрическая схема и обезвоживание посуды |
| ГОСТ 20292-74 | Бюретки, пипетки |
| ГОСТ 25336-82 | Колбы, трубки и лабораторная посуда |
| ГОСТ 1770-74 | Мерные колбы и цилиндры |
| ГОСТ 3956-76 | Силикагель |
| ГОСТ 5789-78 | Толуол |
| ГОСТ 20015-88 | Хлороформ |
| ГОСТ 6995-77 | Метанол-яд |