ГОСТ 19816.5-74 Каучук синтетический. Метод определения массовой доли воды

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:

1. В мерную колбу вместимостью 50 см³ наливают 20–30 см³ абсолютированного метанол-яда.
2. Колбу закрывают и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
3. Добавляют 0,1–0,2 см³ воды и снова взвешивают.
4. Доводят объём до метки тем же метанол-ядом и перемешивают.
5. В реакционную колбу с предварительно оттитрованным метанол-ядом наливают 2 см³ приготовленной спиртоводной смеси и титруют реактивом Фишера.
6. 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:

1. Во взвешенную колбу для отгонки вместимостью 100 см³ помещают 2,0–2,5 г каучука и снова взвешивают.
2. Добавляют 20 см³ толуола, закрывают пробкой и встряхивают до растворения каучука.
3. После растворения в колбу помещают несколько кусочков пористого материала и присоединяют к прибору для отгонки.
4. К отводу холодильника присоединяют хлоркальциевую трубку и отгоняют 16–18 см³ растворителя.
5. 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

Ссылочные нормативные документы