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第八節 亞氯酸鈉(Sodium Chlorite)

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第八節 亞氯酸鈉(Sodium Chlorite)

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第八節 亞氯酸鈉(Sodium Chlorite)
概述

亞氯酸鈉的商品形態有三種:
1.無色粉末,分子式NaClO2,分子量90.45;
2.含三分子水的晶體,分子式NaClO2‧3H2O,分子量144.45;3.水溶液。

亞氯酸鈉的製備

亞氯酸鈉的製備 亞氯酸鈉製備的方法有很多種,現舉兩例如下:

1.由二氧化氯、過氧化氫及氫氧化鈉相互作用而製得。反應式如下:

   2ClO2+H2O2+2NaOH→2NaClO2+2H2O+O2

2.在加有亞硫酸鈉的燒鹼溶液中吸收二氧化氯而製得。反應式如下:

   2ClO2+2NaOH+Na2SO3→2NaClO2+Na2SO4+H2O



亞氯酸鈉的性質

1.純淨的亞氯酸鈉都是純白色,但常因含有微量的二氧化氯ClO2而成為黃綠色。產品常因製造方法不同,不論固體或液體常帶棕色。固體亞氯酸鈉均帶潮解性,但不致粘結成塊。

2.亞氯酸鈉的性質很穩定,在乾燥的黑暗處,可以保存較長時期而不起變化。當加熱到150℃以上時,即按下式分解:

   NaClO2→NaCl+O2

   3NaClO2→2NaClO3+NaCl

3.在亞氯酸鈉和有機物共存下,受到撞擊會發生強烈的氧化作用而引起爆炸,與硫黃混合也要引起爆炸(注意:不能應用橡皮製品,因橡皮是含硫物品)。

4.亞氯酸鈉易溶於水,它的溶解度如下表:

亞氯酸鈉溶解度

溫度(℃) 17 30 45 60
100克水內溶解
NaCl2的克數
14 19 46 53 55

5.亞氯酸鈉的水溶液很穩定,它的稀溶液即使在煮沸時也不會迅速分解。在鹼性介質中(pH值10以上),亞氯酸鈉的穩定性更高。在酸性溶液中,亞氯酸鈉分解產生二氧化氯氣體,隨著溶液酸性的增強,ClO2量也逐漸增加。

6.亞氯酸鈉的酸性溶液具有退漿和煮練的雙重作用,能與棉籽殼及果膠物質等雜質作用而使之溶解。因此,用亞氯酸鈉漂白棉布,似乎可以不經鹼液煮練,對於退漿的要求亦可降低。但在實際上,這樣做要消耗多量的亞氯酸鈉;且蠟狀物質去除較少,棉布的吸水性一般較低。所以一般退漿後,仍需經過輕度的鹼液煮練,或在漂白後再經碳酸鈉溶液處理。

7.亞氯酸鈉在漂白過程中有刺激性而有毒的黃綠色二氧化氯氣體逸散,不但造成浪費,更嚴重的是有害工作人員的健康和侵蝕機器設備。

8.亞氯酸鈉一般的漂白工藝均選擇適當的酸化方法,從而獲得良好的漂白效果,並且以減少二氧化氯的逸散為基礎。酸化時有的是直接使用酸類,有的則採用高溫下分解出酸的物質,如酒石酸乙酯、氯化銨、硫酸銨等銨鹽。

注 上述酸、酯和銨鹽通常稱為活性劑。使用酸類作活化劑,以蟻酸或醋酸等有機酸較常用。為了降低成本,可先用無機酸降低溶液的pH值至4~5之間,然後再用有機酸調整至所需的pH值。採用酯類活化劑,溶液的pH值借酯的水解而逐漸降低,所以二氧化氯氣體釋出較慢,對設備的腐蝕較輕,但亞氯酸鈉的用量較多,酯類的價格較貴,因此成本很高。採用銨鹽作活化劑時,先用硫酸將溶液的pH值調整至6左右,然後再加入氯化銨10克∕升,棉布經浸軋後在100℃汽蒸45~60 分鐘,布上漂液最後的pH值可降至4左右。這時便可獲得良好的漂白效果,而二氧化氯氣體的逸散不多。

9.亞氯酸鈉在酸性介質中的反應甚為複雜,到目前為止,它的確切反應過程尚無從得知。當亞氯酸鈉溶液pH=2時,它所含有的亞氯酸可能轉化為二氧化氯、氯化氫等:

   5HClO2→4ClO2+HCl+2H2O

當亞氯酸鈉溶液pH=3~4時,分解就慢得多,而越近中性就分解更慢。鹼性亞氯酸鈉溶液只要不被光線照射,就非常穩定。


亞氯酸鈉的分析

碘量法 分析原理是基於亞氯酸鈉在酸性介質中,氧化碘化鉀釋放出游離的碘,反應式如下:

   NaClO2+2H2SO4+4KI→NaCl+2I2+2K2SO4+2H2O

釋放出的碘,再用硫代硫酸鈉標準溶液滴定,反應式如下:

   I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

操作 稱取樣品1克溶解在水裡,移入500毫升量瓶中,並加水稀釋至刻度,充分搖勻。用單標移液管吸取25毫升,放入250毫升定碘燒瓶中,加10%碘化鉀溶液30毫升,再加1N硫酸20毫升。放置1~2分鐘,然後用0.1N硫代硫酸鈉溶液滴至淡黃色時,加入澱粉溶液3~5毫升,繼續用0.1N硫代硫酸鈉溶液滴至藍色消失時即為終點。

計算

    o254.bmp (11926 bytes)

式中 NNa2S2O3─硫代硫酸鈉溶液的規定濃度;

   VNa2S2O3─滴定NaClO2溶液時耗用硫代硫酸鈉溶液毫升數。

   o254a.bmp (6842 bytes)   

    o254b.bmp (4218 bytes)

或1毫升0.1N硫代硫酸鈉=0.0023克NaClO2

    o255.bmp (11774 bytes)



亞氯酸鈉在印染上的用途

(一)作漂白棉布用劑 亞氯酸鈉是一種新型的漂白劑,主要用於棉纖維漂白,同時又是化學纖維的良好漂白劑。應用亞氯酸鈉漂白纖維素的最大優點是不損傷纖維素的條件,能破壞色素和纖維素雜質,同時漂白的織物能得到較次氯酸鈉或漂白粉漂白的永久性的白度。用亞氯酸鈉漂棉布,一般是在pH為3.5~4.0溶液中進行的。在這樣的條件下,即使溫度高至80~100℃,纖維亦幾乎不受損傷,這是因為亞氯酸鈉僅氧化纖維素的醛基(CHO),而不侵及它的羥基(OH),同時亦不會使纖維素的分子鏈斷裂。

   R-CHO+NaClO2+2H+→

   R-COOH+NaCl+H2O

亞氯酸鈉漂白時,棉纖維不會因少量銅、鐵等金屬化合物的存在而發生嚴重的脆損。

亞氯酸鈉的漂白作用是由二氧化氯,還是由亞氯酸所引起,這個問題在目前尚未取得結論。但從一般亞氯酸鈉的漂白都在酸性溶液中進行,而二氧化氯也隨著 pH值的下降而增加的事實,和二氧化氯能去除棉籽殼等雜質的作用來看,可知二氧化氯在漂白過程中起著重要的作用。 用亞氯酸鈉軋漂棉布,漂液的濃度一般為10~20克∕升,漂白條件根據棉布的含雜程度而定。濃度過高對棉布的白度並無多大幫助。漂白的溫度一般可在90~100℃之間,因為在這溫度下可以獲得良好的漂白效果,而纖維不致脆損。如溫度較低,則漂白時間大大延長,而漂白的效果很差;如在90~100℃的溫度下,漂白時間只需45~60分鐘,在60℃漂白時則需4~6小時。用亞氯酸鈉漂白,有許多優點,可以使棉布獲得良好的白度和手感,而不致損傷纖維,縮短漂練工藝過程,節約人力和水、電、蒸汽、化學品的消耗,減少設備投資和縮減機器占地面積,所以是一種很有發展前途的漂白方法,特別適用於混紡織物和合成纖維織物的漂白。

注 目前用亞氯酸鈉漂白的工藝有間歇式和連續式漂白等,現舉履帶式的連

續漂白一例。履帶式汽蒸漂白採用的聯合機由浸軋槽、履帶式汽蒸容布器和水洗槽等組成。把未退漿棉布在80~90℃浸軋含10~15克∕升的燒⿲(100%)和3~5克∕升的潤濕劑溶液,在汽蒸布容器中汽蒸40~45分鐘,接著用熱水水洗。然後在室溫浸軋亞氯酸鈉溶液,溶液的成分為:亞氯酸鈉(100%)10~15克∕升、硫酸銨 5~10克∕升、平平加3~5克∕升,用硫酸將溶液pH值調節至6左右。浸軋後將棉布在汽蒸容布器同汽蒸45分鐘,最後以熱水、冷水洗滌。

(二)作漂白維綸用劑 維綸纖維適用的漂白劑有次氯酸鈉和亞氯酸鈉等,維綸纖維與羊毛混紡織物的漂白,則採用雙氧水為漂白劑。亞氯酸鈉與次氯酸鈉比較,亞氯酸鈉的漂白作用較為溫和,因此較適用於維綸。
注 1.維綸纖維用亞氯酸鈉漂白有一浴法和二浴法兩種。

2.一浴法的漂液組成大致為含有效氯1.5~2克∕升,醋酸3~6克∕升,或硫酸0.5~1克∕升,浴比1:20。纖維在60~70℃的漂白液中處理30分鐘,然後取出、沖洗乾淨。

3.二浴法的漂液組成中僅含亞氯酸鈉,不含其它促進劑,有效氯的濃度提高到5克∕升。在室溫下,把維綸纖維處理10~30分鐘後,取出,脫水。再以0.5克∕升硫酸處理,溫度70℃,時間30分鐘,取出用水沖洗。

(三)作漂白醋酸纖維用劑 醋酸纖維在製造過程中已經過一定程度的漂白。為了獲得更高的白度,可用亞氯酸鈉或雙氧水進行漂白。採用亞氯酸鈉法漂白時大致用量為含有效氯0.75克∕升,醋酸(40%)約1毫升∕升。織物在pH值4.5~5.5 的漂液中浸漬40分鐘。

(四)作漂白錦綸用劑 錦綸和耐綸都屬聚醯胺類合成纖維。高錳酸鉀和次氯
酸鈉均能侵蝕這類纖維,因此不能採用這些化合物作漂白劑。錦綸和耐綸的練漂方法大致相同。就煮練來說,在含有純鹼1~2克∕升和平平加 1~2克∕升的溶液中,溫度60℃下處理20~30分鐘。漂白時大致用100%亞氯酸鈉 1~3克∕升,以醋酸調整pH值為3~4,溫度80℃,處理30~60分鐘,再經充分水洗。漂白後如再用少量螢光增白劑溶液處理,可更增白。

(五)作漂白滌綸用劑 滌綸是聚酯類合成纖維,它的練漂工藝大致與錦綸相同。在市場供應的滌綸纖維僅占著極輕微的色素,但用已知的漂白方法來除去這最後一些著色痕跡,以求得潔白是有困難的。雙氧水、高錳酸鉀、次氯酸鈉這些漂白劑在滌綸纖維上的應用,均不能獲得滿意的白度,只有亞氯酸鈉漂白是唯一適用的方法。此法大致用100%亞氯酸鈉3~5克∕升、非離子潤濕劑1克∕升,以蟻酸調整pH值至3,在70~98℃溫度下處理1~2小時。

 

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