Синтез и исследование функциональных свойств комплексных полифункциональных присадок

При испытании присадки в стакан с осадком и фильтром вносят 100 мл 0,05 н раствора трилона  Б (с помощью мерной колбы), 15 мл 0,5 н раствора едкого натра и 50 мл дистиллированной воды.

При испытании масла  с присадкой количество добавляемого трилона Б и раствора едкого натра  устанавливают в зависимости  от предполагаемого содержания бария (см. таблицу 36).

Таблица 36

Предполагаемое содержание бария в %	Количество добавляемого 0,05 н раствора трилона Б в мл	Количество добавляемого 0,5 н раствора едкого натра в мл
До 0,3	25	5
Св. 0,3-0,4	50	10
Св. 0,4-0,6	75	15
Св. 0,6	100	15

Стакан закрывают часовым  стеклом и ставят на плитку. Содержимое кипятят до полного растворения осадка, после чего раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 200-250 мл. Следы трилона Б смывают с фильтра струёй воды из промывалки в эту же мерную колбу. Затем раствор в мерной колбе доводят дистиллированной водой до метки и содержимое тщательно перемешивают. После этого из колбы берут по 50 мл раствора, вносят в стакан и в каждый стакан добавляют 50 мл дистиллированной воды, 5 мл аммиачного буферного раствора, 0,02-0,05 г индикатора хромогена чёрного ЕТ-00 до появления сине-голубой окраски раствора и титруют 0,05 н раствором хлористого магния до перехода сине-голубой окраски раствора в вишнёвую.

2.5.2. Определение содержания цинка.

Солянокислый раствор, содержащий цинк, переносят из стакана  в мерную колбу вместимостью 200-250 мл, объём раствора доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Затем берут из колбы пипеткой две равные части раствора, вносят в стаканы и в каждый стакан добавляют 50 мл дистиллированной воды, нейтрализуют аммиаком из капельницы по универсальной индикаторной бумаге до рН 4-5 по п. 1.3, добавляют 15 мл ацетатного буферного раствора и 3-4 капли индикатора ксиленолового оранжевого. Раствор титруют 0,05 н раствором трилона Б из микробюретки до перехода красно-фиолетовой окраски раствора в жёлтую.

2.5.3. Определение содержания кальция.

Солянокислый раствор, содержащий кальций, переносят из стакана в  мерную колбу вместимостью 250 мл, объём  раствора доводят дистиллированной водой до метки и тщательно  перемешивают.

Затем из колбы берут 50 мл раствора, вносят в стаканы и в каждый стакан добавляют 50 мл дистиллированной воды, нейтрализуют едким калием по универсальной индикаторной бумаге до рН 10, приливают 20 мл едкого калия (избыток) и проводят титрование 0,05 н раствором трилона Б в присутствии 0,02-0,05 г смеси индикаторов мурексида и флуорексона до перехода розовой с зелёным свечением окраски раствора в малиновую (зелёное свечение пропадает) или индикатора мурексида в количестве 0,02-0,05 г до перехода розовой окраски раствора в малиново-фиолетовую.

Титрование следует  проводить на чёрном фоне.

Примечания.

1. Наличие нерастворимого  осадка солей бария в соляной  кислоте не влияет на определение  содержания бария, так как впоследствие  происходит его полное растворение  в растворе трилона Б.

2. Если неизвестно, какой  металл содержится в присадке, раствор, содержащий металлы,  делят на несколько частей  и испытание каждой из них  проводят с учётом того, что:

при добавлении сульфата аммония осаждается барий;

при рН 5 с добавлением 15 мл ацетатного буферного раствора и индикатора ксиленолового оранжевого титруется цинк;

при рН более 10 с добавлением  избытка щёлочи 20 мл в присутствии  индикатора мурексида титруется  кальций.

3. При наличии в  анализируемой пробе железа перед  установлением рН раствора добавляют 10 мл водного раствора триэтаноламина.

2.6. Определение содержания металлов в присадках и маслах с присадками, содержащих два металла (барий и цинк или кальций и цинк).

2.6.1. Определение содержания бария проводят по п. 2.5.1. В фильтрате, полученном после промывания осадка BaSO₄, определяют содержание цинка по п. 2.5.2.

2.6.2. Определение содержания кальция и цинка.

Раствор, содержащий хлориды  цинка и кальция, обрабатывают по п. 2.5.2, как при определении содержания цинка. Из мерной колбы пипеткой отбирают две равные части раствора и к каждой из них добавляют по 50 мл дистиллированной воды.

В одной части раствора оттитровывают кальций и цинк, для этого раствор нейтрализуют аммиаком (по каплям) до рН 8, вносят 15 мл аммиачного буферного раствора и индикатор хромоген чёрный ЕТ-00 до интенсивной вишнёвой окраски раствора. Полученный раствор титруют 0,05 н раствором трилона Б до перехода вишнёвой окраски раствора в сине-голубую.

В другой части определяют содержание цинка при рН 5 с добавлением ацетатного буферного раствора в присутствии индикатора ксиленолового оранжевого по п. 2.5.2.

2.7. Определение содержания металлов в присадках и маслах с присадками, содержащих три  металла (барий, кальций и цинк).

2.7.1. Определение содержания бария проводят по п. 2.5.1.

2.7.2. Определение содержания кальция и цинка.

В фильтрате, полученном после промывки осадка сульфата бария, определяют содержание кальция и  цинка по п. 2.6.2.

3. Подсчёт  результатов испытания.

3.1. Содержание металла  (Х) в испытуемом продукте в массовых процентах вычисляют по формулам:

Х_бария = ((V₅ – KK₁V₆)*T_бария*100)/m,

Х_цинка = (V₇K₁T_цинка*100)/m,

Х`_{кальция} = (V₈K₁T_{кальция}*100)/m,

Х``_{кальция} = ((V₁₁ – V₇)* K₁T_{кальция}*100)/m,

где V₅ – объём 0,05 н раствора трилона Б, пошедший на растворение осадка сернокислого бария, в мл;

V₆ – объём 0,05 н раствора хлористого магния, пошедший на титрование избытка 0,05 н раствора трилона Б, в мл;

V₇ – объём 0,05 н раствора трилона Б, пошедший на титрование цинка, в мл;

V₈ – объём 0,05 н раствора трилона Б, пошедший на титрование кальция, в мл;

V₁₁ – объём 0,05 н раствора трилона Б, пошедший на титрование кальция и цинка, в мл;

m – навеска продукта в г;

T_цинка – титр 0,05 н раствора трилона Б, выраженный в г цинка на 1 мл;

T_бария – титр 0,05 н раствора трилона Б, выраженный в г бария на 1 мл;

T_бария = 2,1010* T_цинка;

T_{кальция} – титр 0,05 н раствора трилона Б, выраженный в г кальция на 1 мл;

T_{кальция} = 0,6131* T_цинка;

К – коэффициент нормальности раствора хлористого магния;

К₁ – коэффициент разбавления;

К₁ = V₉/V₁₀,

где V₉ – объём раствора, полученный после разложения присадки соляной кислотой и доведённый дистиллированной водой в мерной колбе до 250 мл в мл;

V₁₀ – объём раствора хлоридов металлов, взятый для титрования, в мл;

2,1010 – соотношение грамм-эквивалентов бария и цинка;

0,6131 – соотношение  грамм-эквивалентов кальция и  цинка. 

3.2. Содержание бария,  кальция и цинка в испытуемом  продукте вычисляют как среднее  арифметическое двух параллельных  определений. 

Расхождения между параллельными  определениями не должны превышать ±4% от среднего арифметического полученных результатов.

Метод определения содержания фосфора (ГОСТ 9827-75).

Настоящий стандарт распространяется на присадки и масла с присадками и устанавливает фотометрический метод определения фосфора свыше 0,1%.

Сущность метода заключается  в сжигании испытуемого продукта в калориметрической бомбе, в  атмосфере кислорода в присутствии  воды с образованием ортофосфорной  кислоты и колориметрическом  определении содержания фосфора  в присутствии ванадиевокислого аммония и молибденовокислого аммония.

1. Подготовка к проведению анализа.

1.1. Внутреннюю часть  новой бомбы или бомбы после  ремонта последовательно промывают  бензином, спиртом или эфиром  и после этого промывают дистиллированной  водой. 

1.1.а. 0,25%-ный раствор ванадиевокислого аммония готовят следующим образом: 2,5 г ванадиевокислого аммония растворяют в колбе вместимостью 1000 см³ в 500 см³ дистиллированной воды, добавляют 20 см³ азотной кислоты, нагревают до полного растворения осадка, охлаждают и доводят объём раствора в колбе до метки дистиллированной водой.

5%-ный раствор молибденовокислого аммония готовят следующим образом: 50 г молибденовокислого аммония растворяют в колбе вместимостью 1000 см³ в дистиллированной воде, доводят объём раствора в колбе до метки дистиллированной водой и фильтруют.

1.2. Приготовление контрольных растворов.

В колбу вместимостью 1000 см³ помещают 0,4395 г однозамещённого фосфорнокислого калия, взвешенного с погрешностью не более 0,0002 г, и растворяют в дистиллированной воде. После растворения объём воды в колбе доводят до метки и тщательно перемешивают. 1 см³ полученного раствора содержит 0,1 мг фосфора (раствор А).

В колбы вместимостью по 100 см³ каждая пипетками помещают 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 см³ раствора А. Одну колбу берут без раствора А. Затем в каждую колбу приливают 4 мл азотной кислоты, 10 см³ 0,25%-ного раствора ванадиевокислого аммония; 10 см³ 5%-ного раствора молибденовокислого аммония. Добавление проводят в указанном порядке и после добавления каждого из них содержимое колб тщательно перемешивают. После этого дистиллированной водой доводят объём раствора до метки, содержимое колб вновь тщательно перемешивают и оставляют стоять 30 мин. 1 см³ контрольных растворов содержит следующие количества фосфора (мг) соответственно: 0,0005; 0,0010; 0,0015; 0,0025; 0,0040; 0,0060; 0,0100; 0,0160; 0,0250.

1.3. После 30-минутного  отстоя определяют оптическую  плотность каждого контрольного  раствора в кюветах с расстоянием  между рабочими гранями 10 мм с синим светофильтром (476-400 нм). В качестве раствора сравнения применяют раствор без фосфорнокислого калия (раствор А).

1.4. Построение градуировочного графика.

Полученное значение оптической плотности контрольных  растворов откладывают по оси  ординат, а соответствующее им содержание фосфора в растворе в мг на 1 см³ раствора – по оси абсцисс.

Градуировочный график проверяют один раз в два месяца по отдельным точкам. Для этого  приготовляют несколько контрольных  растворов с различным содержанием  фосфора по п. 1.2 и определяют их оптическую плотность.

При ремонте фотоэлектроколориметра градуировочный график строят заново.

1.5. Перед испытанием  редуктор, манометры, ниппели и  кислородопроводные трубки должны  быть обезжирены в соответствии  с инструкциями по эксплуатации газового оборудования. Смазка соединительных частей приборов со сжатым кислородом не допускается. При загрязнениях их смазочным или другим маслом, оно должно быть тщательно удалено промыванием бензином, а затем спиртом или эфиром.

Бомба, манометр и соединительные кислородопроводные трубки должны подвергаться испытанию гидростатическим давлением не реже одного раза в год, а также при износе, повреждении и после ремонта; при этом бомба испытывается на давление в 10 МПа (100 кгс/см²).

2. Проведение анализа.

2.1. В калориметрическую  бомбу наливают 20 см³ дистиллированной воды, устанавливают бомбу в подставку и присоединяют её через редуктор к кислородному баллону.

2.2. В предварительно  взвешенный тигель помещают испытуемый  продукт, массу которого берут в зависимости от предполагаемого содержания в нём фосфора (см. таблицу 37).

Таблица 37

Содержание  фосфора, %	Масса испытуемого  продукта, г
До 1	0,40-0,60
От 1 до 2	0,20-0,35
От 2 до 3	0,15-0,20
От 3 до 4	0,10-0,15
От 4 до 5	0,05-0,10
Свыше 5	0,03-0,05

Массу тигля и испытуемого  продукта определяют с погрешностью не более 0,0002 г.

2.3. Тигель с испытуемым  продуктом устанавливают в кольцо  внутри калориметрической бомбы.  В испытуемый продукт погружают  запальную проволоку, предварительно  укреплённую зачищенными концами к токоведущему штифту и кислородопроводной трубке.