(一)测定原理
将试样溶解在水中,用过量氢氧化钠与聚乙烯醇树脂中醇解未完全的残留乙酸根反应,反应式如下:
再用定量硫酸中和剩余的氢氧化钠,过量的硫酸用氢氧化钠标准溶液滴定,计算得到试样中残留乙酸根含量和醇解度。
(二)仪器及试剂
(1)仪器
a.分析天平:称量范围1mg。b.移液管:20mL。c.酸式滴定管:25mL,最小刻度0.1mL;50mL,最小刻度0.1mL。d.碱式滴定管:25mL,最小刻度0.1mL;50mL,最小刻度0.1mL。e.三角瓶:300mL,磨口。f.回流冷凝器:球型,300mm。g.量杯:250mL。
(2)试剂
① 分析方法中,应使用分析纯试剂及蒸馏水。
② 硫酸(GB/T 625—2007)标准溶液:c(1/2H2SO4)=0.5mol/L,0.1mol/L,按GB/T 601—2016配制与标定。
③ 氢氧化钠(GB/T 629—2002)标准溶液:c(NaOH)=0.5mol/L,0.1mol/L,按GB/T 601—2016配制与标定。
④ 酚酞:1%乙醇溶液,按GB/T 603—2002配制。
(三)测定方法
对于醇解度大于97%(mol/mol)的PVA都可用如下方法检测:
在分析天平上称取4~5g试样,准确至1mg,移入带回流冷凝器的三角瓶内,加入200mL蒸馏水,滴加3滴酚酞,准确加入5.0mL硫酸标准溶液[c(1/2H2SO4)=0.1mol/L],将三角瓶与冷凝器连接,在热水浴中边加热边摇动。待试样溶解后,以少量蒸馏水冲洗冷凝器,洗液并入三角瓶内。取下三角瓶,冷却后用氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]滴定至粉红色。
用测定完氢氧化钠的试样:再准确加入20.0mL氢氧化钠标准深液[c(NaOH)=0.5mol/L],盖紧瓶盖,充分摇匀,在室温下放置2h后,准确加入20.0mL硫酸标准溶液[c(1/2H2SO4)=0.5mol/L]中和。过量的硫酸用氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]滴定至粉红色,30s不褪色为终点。同时用200mL蒸馏水做空白试验。
(四)结果计算
1.残留乙酸根含量
残留乙酸根含量按式(7-43)进行计算:
式中 w残留乙酸钠——残留乙酸钠含量,%
V0——滴定空白消耗的氢氧化钠标准溶液体积,mL
V3——滴定试样消耗的氢氧化钠标准溶液体积,mL
c——氢氧化钠标准溶液的浓度,mol/L
0.06005——与1.00mL氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=1.000mol/L]相当的以克表示的乙酸的质量,g/mmol
m——试样质量,g
w5——纯度,%
w挥发分——挥发分,%
wNaOH——氢氧化钠含量,%(www.xing528.com)
w乙酸钠——乙酸钠含量,%
2.醇解度
醇解度按式(7-45)进行计算:
式中 X6——醇解度,%(mol/mol)
w残留乙酸钠——残留乙酸钠含量,%
纯试样量——试样质量,g
已醇解量——试样中发生醇化反应的量,g
未醇解量——试样中未发生醇化反应的量,g
60.05——乙酸的摩尔质量,g/mol
44.05——聚乙烯醇链节的摩尔质量,g/mol
86.09——聚乙酸乙酸酯链节的摩尔质量,g/mol
(五)其他通用聚乙烯醇醇解度测定方法
在分析天平上称取1g试样,准确至1mg,放入500mL具塞磨口瓶中,加入100mL蒸馏水,加热回流直到聚乙烯醇完全溶解。冷却后加入酚酞指示剂,用0.01mol/L氢氧化钠乙醇溶液中和至微红色。加入25mL 0.5mol/L氢氧化钠水溶液,在水浴上回流1h,冷却,用0.5mol/L盐酸滴定至无色。同时用100mL蒸馏水做空白试验。乙酰氧基含量(%)按式(7-46)进行计算:
式中 c——盐酸标准溶液的浓度,mol/L
V2——空白实验所消耗的盐酸,mL
V1——样品所消耗的盐酸,mL
m——样品的质量,g
0.059——乙酰氧基毫摩尔质量,g/mmol
w乙酰氧基——乙酰氧基含量,%
(六)注意事项
① 实验需要做平行试验。
② 取平行试验结果的算术平均值作为试验结果,取到小数点后两位;残留乙酸根含量平行试验结果的两值之差不大于0.03%。
③ 反应过程中所使用的的氢氧化钠溶液浓度应不大于盐酸溶液浓度,即应保证空白值为正值,若碱浓度高于酸的浓度,空白滴定数为零,则测量值会偏小,相应的醇解度会偏高,增大分析误差。
④ PVA的溶解很重要,可在电磁搅拌器中进行,温度不宜过高,因为PVA的水溶液浊点较低,温度过高会影响溶解速度。高醇解度PVA可控制在80℃左右,低醇解度应不高于50℃。
总的原则是溶解温度宁低勿高,搅拌同样可加快溶解速度,如不慎使溶液混浊可用冷水冲洗瓶壁,降温后即可澄清。若溶解完毕,液中有絮状物存在且较混浊,则证明溶解不成功,须重新溶解。溶解不完全会导致滴定数偏高,所测醇解度偏低。
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