Файл: Шептала, Н. Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей и реагентов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 83

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ем нерастворимых солей алюминия,

железа

или

магния.

В результате взаимодействия изменяется

природа

поверхности

глинистых частиц (поверхность

хромируется),

ослабляются

водородные связи и снижаются силы взаимного

притяжения.

Это проявляется в ингибировании

растворов от действия высо­

ких температур и в предохранении от загустеваиия

(рис.

10, 11)..

Рис. 11. Электронно-микроскопический

снимок

исходной глинистой частицы.

 

Добавки хромовых солей усиливают растворимость извести в связи с понижением pH системы. Однако соли хрома затруд­ няют определение кальция, так как ионы хрома окрашены, в ре­ зультате затемняется наблюдение изменения окраски индика­ тора (мурексида). Поэтому необходимо к анализируемому фильтрату, в котором определяют кальций в присутствии хроматов, добавить 7—10 мл 1 и. NaOH, а затем 5—15 мл 5%-ного раствора трмэтинолами-іиа с небольшим количеством NaF (0,5% к объему триэтинолаім'ина). Добавки триэтаноламина вво­ дятся в зависимости от концентрации хроматов.

В дальнейшем кальций определяют трилононом в присутст­ вии индикатора мурексида.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ИЗВЕСТИ В ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРАХ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Гидрат окиси кальция, входящий в состав известковых раст­ воров, относительно малорастворим. Растворимость Са(ОН)о в 100 г воды при 20° С 0,165 г, при 100° С — 0,077 г. Произведе­ ние растворимости Са(ОН)г при 25° С — 3,1 • ІО-5.

Добавление" электролитов, содержащих одноименные ионы, такие, как СаСП или NaOH, вызывает снижение растворимости Са(ОН)2. Так как в глинистых растворах присутствует щелочь,

61


можно считать, что известь практически нерастворима и нахо­ дится в твердой фазе, а вся щелочь, обусловленная наличием щелочных реагентов (УЩР, NaOH іи др.), находится в жидкой фазе.

Определение выполняется следующим образом. На аналити­

ческих весах взвешивается навеска глинистого

раствора

1— 2 г

и помещается в сурьмяную чашу мономера.

Сюда же

добав­

ляется 50 мл дистиллированной воды. Смесь быстро титруется €,02 и. раствором серной кислоты до рН=8,2. После титрования раствор выливается из сурьмяной чаши, чаша іи полуэлемент промываются водой. Затем в чашу отбирается 1 мл фильтрата, добавляется 50 мл дистиллированной воды и титруется H2SO4 до рН = 8,2.

Для определения количества кислоты, необходимой для тит­ рования точно 1 г глинистого раствора, необходимо объем кис­ лоты, пошедшей на титрование, разделить на вес глинистого раствора, взятого для анализа. Содержание извести в глини­ стом растворе определяется по формуле

С = 0,02-37 (VT- V

x .F).yrp,

где 0,02 — нормальность серной

кислоты; Ѵт — количество

0,02 и. раствора серной кислоты, пошедшее на титрование 1 г

глинистого

раствора,

в мл; Рж— количество

0,02

н. раствора

серной

кислоты, пошедшее

на титрование

1

мл

фильтрата,

в мл;

F — весовая

доля

жидкой

фазы

в глинистом

растворе;

У'г.р — плотность глинистого

раствора

в

г/см3;

37 — эквивалент­

ный вес Са(ОН)а.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е р .

Плотность

раствора 1,9

г/см3;

содержание

воды:

в процен­

тах— 35,17,

в долях — 0,3517;

вес

сухой

чашечки— 18,2683

г;

вес

чашечки с

тлинистым

раствором— 20,2655

г;

тогда

вес глинистого

раствора

(20,2855—

—18,2683) =2,0172. На

его

титрование пошло

6

мл

0,02

н. PESO;,

а на тит­

рование 1 г пойдет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На титрование 1 мл фильтрата пошло 1,3 мл H2SO4. В результате содер­

жание извести в глинистом растворе

С = (2,98 —.1,3-0,3517) 0,02-3701,9 = 3,5 г/л.

ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ ХРОМАТОВ

Анионные соединения хрома в виде водных растворов защи­ щают многие реагенты от термической деструкции (табл. 8 ) и значительно снижают набухание выбуренной породы, увеличи­ вая глиноемкость растворов. Применяются они для обработки как пресных, так и минерализованных глинистых растворов в концентрациях на сухое вещество от сотых до десятых долей процента по весу к объему раствора.

462


 

Т а б л и ц а 8

 

Температура

Термическая

 

прогрева

Реагент

деструкция

реагента в

 

течение 6 ч,

методом мед­

 

ного числа, г

 

°С

 

 

У Щ Р .............................•

200

5,01

УЩР+ 0 ,5%-ный Na„Cr,0;

200

1,08

ССБ.....................................

200

8,67

ССБ+0,5%-ный Na2Cr20 7

200

2,23

' Обработка солями хрома сочетается с обработкой всеми" известными рагентами, которые применяются как отдельныедобавки или комбинированные реагенты (хромлигносульфонаты, модифицированные гуматы, хромированные КССБ или КССБ-3, окзил и пр.). Действие хроматных реагентов устойчиво- и длительно, в результате сокращается число повторных обра­ боток.

В процессе обработки растворов хроматами может наблю­ даться временное загустевание растворов, зависящее от вели­ чины добавки, которое под воздействием высокой температуры (свыше 100° С) исчезает, и растворы разжижаются иногда доочень низких значений СНС и Т. Это следует учитывать при подборе рецептуры обработки.

Хроматы могут добавляться в глинистый раствор в сухом

ирастворенном виде.

Вслучае необходимости точного определения содержания хро'матов в приготовленном водном растворе пользуются тио­ сульфатным или колориметрическим методом. По этим мето­

дам можно определять хроматы в фильтрате глинистого раст­ вора.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ БИХРОМАТА НАТРИЯ

ВВОДНЫХ РАСТВОРАХ ТИОСУЛЬФАТНЫМ МЕТОДОМ

Ре а к т и в ы

1)

0,1 н. раствор

тиосульфата натрия (Na2S203 • 5Н20 ) ;

2 ) 0,1 н. раствор бихромата калия (К2СГ2О7);

3)

2 0 %-ный раствор йодистого калия

(KJ);

4)

раств-ор серной кислоты (1:5);

*

5)

0,5%-ный раствор

крахмала.

 

Метод основан на

восстановлении шестивалентного хрома

в трехвалентиый йодистым калием в кислой среде

Na2Cr20 7 + 6KJ +

14НС1 = 31+ 6ХС1 -|- 7СгС13 + 7Н20.

63"


Непосредственным титрованием бихромата йодистым кали- •ем фиксировать точку эквивалентности невозможно, так как момент прекращения образования иода заметить нельзя. По­ этому в данном случае применяется метод замещения, а именно: выделившийся при реакции иод титрируется тиосульфатом нат­ рия:

СггС>7 4- 14Н+ +

61-

ЗІ2 +

2Сг3+ + 7НаО;

2S20 S“ +

Іа -> S4Ol~ +

2I-.

Число грамм-эквивалентов тиосульфата равно числу грамм-эк­ вивалентов пода, а последнее — числу грамм-эквивалентов бпхромата.

Определение выполняют следующим образом. 50 мл раствора Na2Cr20 7 помещают в мерную колбу объемом 500 мл и до­ ливают дистиллированной водой до метки. 10 мл разбавлен­ ного раствора помещают в коническую колбу емкостью 500 мл, приливают 10 мл серной кислоты, 10 мл раствора йоди­ стого калия, закрывают часовым стеклом и оставляют на 5 мшн в темном месте. Разбавляют водой до 200 мл и оттитровывают выделившийся иод раствором тиосульфата натрия. Когда раст­ вор в процессе титрования приобретает соломенно-желтый цвет, добавляют 1 мл крахмала и продолжают титрование до исчез­

новения синей окраски (жидкость получается

зеленой от

трех­

валентного хрома, но она должна

оставаться

прозрачной).

Необходимое количество

Ыа2Сг20 7 в мг-экв на 100 мл

фильт­

рата

 

 

 

 

 

 

„ Кн 100-500

,

 

 

 

 

а = ------------

 

 

 

 

50Р

 

 

 

 

где К — количество тиосульфата, пошедшее

на

титрование,

в мл; н •—нормальность

,

натрия;

500

 

 

тиосульфата

----- — пазбавле-

ние исходного раствора;

 

 

50

1

раст­

V — количество разбавленного

вора, взятого для титрования, в мл;

 

 

 

 

а в дроцентах

 

 

 

 

 

. С = 3-0,04367, где 0,04367 — эквивалентный вес бихромата натрия в г.

П р и м е р . На титрование 10 мл разбавленного раствора (50 а 500 мл) бихромата натрия пошло 23 мл 0,1 н. раствора тиосульфата. Содержание Ма2Сг207 в мг-экв на 100 мл исходного раствора равно

23-0,1-100-500

--------------------- = 230, 50-10

а в процентах

230-0,04367 = 10,04.

Для определения содержания Na2Cr2C>7 необходимо брать не менее трех

параллельных -проб, а результат взять средний.

64


Р е а к т .а в ы

 

1. 0,1 н. раствор тиосульфата натрия (Na2S20 3-5H20)

(мо­

лекулярный вес 248,21; эквивалентный вес 248,21).

быть

Титрованные растворы тиосульфата натрия не імогут

приготовлены отвешиванием точной навески, так как они яв­ ляются 'соединениями неустойчивыми. Поэтому растворы гото­ вятся приблизительно требуемой концентрации и только после выдержки 6—10 дней устанавливается титр. Растворы тиосуль­ фата натрия при хранении должны быть защищены от дейст­ вия углекислоты, света и воздуха.

25 г кристаллического препарата и 0,1 г х. ч. безводного карбоната натрия (Na2C03) растворить в свежепрокипяченной, охлажденной воде и разбавить этой водой до 1 л. После стоя­ ния 6—10 дней определить титр. Если во время стояния в раст: воре появляется сильная муть, то его следует изъять из упот­ ребления.

2. 0,1

и. раствор бихромата

калия

(КгСггО?)

(молекулярный

 

 

9Q4

22

\

 

 

 

вес 294,22; эквивалентный вес —61— =49,012)

і.

калия

раство­

4,9 г

перекристаллизованного

бихромата

рить в

1 л дистиллированной

воды.

Для

установки

титра

взять три пробы по 10 мл раствора бихромата калия, добавить по 10 мл раствора йодистого калия, по 10 мл серной кислоты

и после пятиминутного стояния в темном месте

добавить по

200 мл воды и титровать тиосульфатом натрия,

как указано

вметодике определения содержания бихромата натрия. Пользуясь формулой

НіЕі = н2Ѵ2,

где Н\ — нормальность бнхромата

калия; Ѵ\ — объем бихро­

мата калия, взятый для анализа;

Ѵч — объем тиосульфата нат­

рия, пошедший на титрование; можно определить нормальность тиосульфата

П-ример. 1-я проба: на титрование 10 мл 0,1 и. раствора КгСпСЬ пошло 10,05 мл Na2S20 3; 2-я проба: на 10 мл 0,1 н. раствора КгСг20 7 пошло 9,90 мл Na2S20 3; 3-я проба: на 10 мл того же раствора пошло 10,1 мл Na2S20 3.

В среднем на каждые 10 мл использовали Na2S20 3

10,05 + 9 , 9 + 10,1

= 10,017 мл.

3

Откуда нормальность тиосульфата равна

0 , 1-10

н2 = ------- = 0,0998. '

10,017

3. 20%-ный раствор K.J.

3 Н. Е. Шептала

65