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氧化與還原的概念

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第一節 氧化與還原的概念

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第一節 氧化與還原的概念

氧化、氧化劑;還原、還原劑;這幾個名詞,我們對它並不陌生。但是進一步問,什麼是氧化、氧化劑,什麼是還原、還原劑?也許我們還需思考一下才能回答的,但這些名詞在我們日常印染工程中確常會遇到。為此,對這幾個名詞照字面給以粗淺的解說。

(一)氧化 氧O2或新生氧[O]和別的物質所起的化學反應叫做氧化。例如:木柴燃燒,就是木柴中的炭份與空氣中的氧直接化合而成為二氧化碳。反應式如下:

  加熱
C+O2→CO2
碳 氧 二氧化碳

(二) 氧化劑 凡能供給氧的物質都叫做氧化劑。例如:氧氣是氧化劑。雙氧水、氯酸鈉、過硼酸鈉等都能供給氧,作印染上的應用,也都是氧化劑。氯酸鈉可以促使阿尼林氧化。

(三) 還原 氫H2或新生氫[H]和別的物質所起的化學反應叫做還原。氫燃燒時和空氣裡的氧化合成水,而且還能奪取若干化合物裡的氧,並與氧化合成水。這是氫的一個重要性質。例如,氧化銅被氫還原成銅(Cu),這是由於氫把氧化銅裡的氧奪取出來,並與氧化合成水,而銅被還原。反應式如下:

o227.bmp (5718 bytes)

(四)還原劑 凡能供給氫的物質都叫做還原劑。例如:氫氣是還原劑。保險粉、雕白粉等都能供給氫,作印染上的應用,也都是還原劑。保險粉可以促使還原染料在鹼性液中還原。

(五)氧化與還原在印染上的應用 氧化與還原是印染工程中最基本的化學變化。例:納夫妥地色進行拔染印花前,印前坯布軋吃防染鹽 S作地色保護劑,防止印漿裡的雕白粉對地色產生浮雕現象。防染鹽 S是氧化劑,雕白粉是還原劑。又如,靛藍 染色 採用保險粉法,貫串著氧化和還原變化的過程。保險粉是還原劑放出新生氫,並加氫於靛藍結構中的羰基1)上,促使藍還原成靛白隱色體溶於鹼性液中而染著纖維。染色後水洗畢,再用過硼酸鈉溶液處理。過硼酸鈉是氧化劑放出新生氧,過新生氧和靛白隱色體羰基上的氫化合成水,並使靛白重又回復成不溶性的靛藍,沈澱於纖維內,從而完成染色任務。反應式如下:

   o228.bmp (78454 bytes)

(六)氧化與還原作用的介質 我們知道印染工程絕大部分都是在氧化和還原作用下進行的。所以氧化、還原藥劑常和酸性、鹼性化合物同時應用。

1.氧化劑時常和酸類一起使用。例如阿尼林染液裡應用鹽酸和氧化劑氯酸鈉,又如納夫妥染料顯色液裡應用鹽酸和氧化劑亞硝酸鈉,更如印地科素染料顯色液裡要用硫酸和氧化劑亞硝酸鈉,還有一些硫化染料雜色染色氧化液裡也用硫酸和氧化劑紅礬鈉等。

2.還原劑則常和鹼類一起使用。例如,煮布液內應用燒鹼和還原劑亞硫酸鈉,又如還原染料染液內應用燒鹼和還原劑保險粉,更如還原染料過氧化而色萎糾正液內也用肥皂和還原劑葡萄糖,還有納夫妥染料地色拔染印花拔白漿內又用燒鹼和還原劑雕白粉,再有阿尼林地色防染印花防白漿內要用純鹼、鋅氧粉和還原劑雕白粉、重亞硫酸鈉等。

3.以上種種都是說明氧化、還原作用應處何種介質的例證。

(七)正確掌握氧化作用 工藝過程中的氧化作用要掌握適當,否則就會造成疵布或棉纖維的脆損。例如:

1.煮布鍋中的氧氣未驅走,氧就會和棉纖維化合成氧化纖維,將棉纖維脆裂。

2.漂白是氧化作用,漂白不足,白度不夠,漂白過度,布匹損傷。

3.阿尼林染色時氧化不足,發色不好,氧化過度,布匹強力降低。

(八)正確掌握還原作用 工藝過程中的還原作用如果掌握不適當,也同樣會造成疵布。例如:

1.還原染料染液內用保險粉做還原劑,如果應用不當,就會造成保險粉用量的浪費,而且染色深淺不勻。

2.還原染料印花色漿還原得不好,印出花布的色澤就會萎暗不明。

3.納夫妥大紅、棗紅色地布用雕白粉拔染,如在蒸化機內蒸化不足,雕白粉還原作用就不完全。拔染效果不好,花色就不鮮艷。

以上這些例子充分說明了掌握氧化作用和還原作用,在印染工藝中對提高產品質量起著極為重要的作用。

注 1. 鹽類中有許多具有極強的氧化作用或還原作用,我們為便於歸納它們的用途和儲運,特自鹽類中劃出,稱為氧化劑或還原劑。顯然,部分氧化劑或還原劑也有非鹽類的,如自然氧氣、雙氧水、過氧化鈉等。

2. 氯酸鈉、次氯酸鈉、過硼酸鈉等極易直接或間接產生氧氣,促使其它物質起氧化作用,所以稱為氧化劑。猛烈的氧化作用就是燃燒,所以氧化劑應避免和易燃物放在一起。印染工業上常用的氧化劑是氯酸鈉、紅礬鈉、雙氧水和過硼酸鈉等。

3. 保險粉、雕白粉、亞硫酸鈉等的作用,適和氧化劑相反,能直接或間接自其它物質中吸取氧(或放出氫),所以稱為還原劑。印染工業上常用的還原劑有保險粉、雕白粉、硫化鈉、大蘇打、氯化亞錫等。

4. 以上所述的氧化和還原,僅是狹義的解釋,即物質與氧化合稱為氧化,物質中的氧被還原劑奪去稱為還原。廣義的解釋是:凡化合物中某一元素的正化合價的增加,或負化合價的減少的作用叫做氧化;正化合價的減少或負化合價的增加的作用叫做還原。

5.氧化劑遇還原劑產生強熱,所以避免放在一起。

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1)
羰:碳氧切,讀如“湯”。羰字是從氧字中取“羊”,碳字中取“炭”。把羊

和炭兩字合併為“羰”。羰基‧CO‧代表碳氧基。

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