化学检验员基础讲义

化学检验员基础讲义 专业知识 一 日用化工产品检验 (p 2) 二 化学化肥检验 (p 12) 三 化学农药检验 (p 19) 四 涂料和染料检验 (p 25) 五 煤炭和焦化产品的检验 (p37) 六 水泥的检验 (p 42) 第一章 日用化工产品检验 第一部分 简介 1 面活性剂 1.1 表面活性剂的分子结构 分子结构特点:他们的分子具有亲水集团又有憎水集 团，能明显降低表面张力。 1.2 表面活性剂分类: 依据在水溶液中显示表面活性剂的极性 部分的离子属性区分，可分为四大类: 1.2.1 阴离子表面活性剂: 羧酸盐、是硫酸盐、磺酸盐、磷酸 酯盐型。 1.2.2 阳离子表面活性剂: 胺盐、季胺盐。 1.2.3 非离子表面活性剂: 聚乙二醇型、多元醇型 1.2.4 两性离子表面活性剂: 氨基酸型、甜菜碱型。 2 油脂 从动、植物中提取的一类油性物质，主要由脂肪酸甘油 三酯构成。 牛羊油: 皂硬，去污好; 椰子油: 月桂酸甘油酯，白，起泡快，易溶于水: 棉籽油: 不饱和脂肪酸，软。 3 4A沸石 是一种无毒无臭无味、流动性好的白色粉末，它是一种人工合成的多孔的物质，对环境无污染，是聚磷酸盐的理想代用品。它是含有Na、K、Ca、Ba的铝酸盐。其90~95%的 -10-1空腔是4Å(10 m 、10 nm),习惯称4A。 它是以天然红辉沸石(有效成分91.67%)+铝酸钠+ NaOH?水热晶化合成?过滤清洗?干燥?产品 主要成分 Si、Al 现研究方向:高岭土Al Si O(OH) ?高温煅烧?44108 2 Si O 、Al O 223 4 水助溶剂 包括甲苯、二甲苯磺酸钠及尿素等。 作用:使混合物匀相，流动性好，增溶降粘，增加互 溶性。 5 无机盐助剂 (1) 三聚磷酸钠:水中呈弱碱性，螯合钙镁等离 子，软化水，提高织物洗后白度，还可节约 洗涤剂中的活性物质的用量。 (2) NaCO:最易获得的碱性助剂。不皂化，23 去污促进泡沫生成。 (3) NaSO:填充料，价低。有提高去污的效果。24 防结块，加入量20~ 45%(在粉膏状洗涤用 品中)。 (4) 硅酸钠:碱性脱脂剂，去油。维持水中一定 碱度，节约洗涤剂中的活性物质的用量，稳 定泡沫，防锈蚀、防结块，易于成型(粉 粒、片)，但织物手较粗。 (5) NaCl:对阴离子表面活性剂制作的洗涤剂有 明显增稠作用(1%)，最廉价，有益去血迹。 6 香精香料 6.1 香料: 有香气物质(芳香物)的总称，包括香(原) 3 料和香精 (天然:动、植物; 合成)。 6.2 香精: 7 离子交换树脂 (1)化学结构 高聚物的骨架，连接在骨架上的功能基团 和功能基团中有可交换的离子。 (2)离子交换树脂分类 A 按功能分类 强酸阳离子 磺基 弱酸阳离子 羧基 磷酸基 强碱阴离子 季胺基 弱碱阴离子 伯胺基等 B 按结构分类 凝胶型树脂 大孔树脂 C 聚合物单体 苯乙烯系树脂 丙烯酸树脂 酚醛树脂 环氧树脂 乙烯吡啶树脂 (3) 离子与树脂(在溶液中)之间的亲和性 (洗脱能力、交换性能相反) A 阳离子交换树脂 (溶液中离子交换树脂对阳离子的 亲和性) 正电性强 亲和强 3+>2+>1+ 4 2+2+2+2+2+ 同族:Be > Mg > Ca>Sr >Ba??强 3+3+2+2++++Fe > Al> Ca>Mg >K >NH>Na 4 B 阴离子交换树脂 (溶液中的阴离子亲和性) 2--- ---有 SO>HSO>ClO>NO>HSO>NO> 4 4 3 3 3 2 - -Cl >HCO>F 3 8 合成洗涤剂 由不同原料经过一定配比而组成的具有洗净、去污作用的产品。 (1) 表面活性剂(活性物质)，主要去污成分。 (2) 各种助剂 辅助和提高活性物质的去污能力及改 良洗涤剂的某些性能。三聚磷酸钠、硅酸钠、4A 沸石、增白剂、柔顺剂等等。 9 合成洗涤剂分类 (1) 用途: 家用、工业用、公共设施洗涤剂。 (2) 外观形态: 粉、液、粒、块等。 (3) 洗涤对象:毛织品、皮革用品、餐具、管道、 (4) 加入助剂分:加酶、增白、杀菌等。 第二部分 检验 第一节 合成洗涤剂的检验 (化学指标:总活性物质，聚磷酸盐， 4A沸石，水溶性硅酸盐) 5 1 合成洗涤剂理化指标检验 1.1 总活性物质 1.1.1 乙醇溶解物(A)法:(包括水助溶剂:甲苯、二甲苯 磺酸钠及尿素可溶在乙醇中) 对于粉粒膏液:加入乙醇? 提取? 洗? 蒸乙醇? 恒重 1.1.2 乙醇溶解物(B)法:(不包括水助溶剂:甲苯、二甲 苯磺酸钠及尿素不溶于氯仿) 将(A)法中乙醇溶解物，用氯仿溶解?提取?洗? 恒重不溶物，差减计算结果。 1.2 乙醇溶解物中的NaCl -1试样+乙醇 多步调pH, 铬酸钾(50g.L)作指示剂 AgNO滴定 由黄 ? 橙色(终点)[铬酸银:红色] 3 起始:铬酸钾(很稀) 浅黄色 ? 终点:铬酸银 红棕色(极少) 橙色 1.3 各种磷酸盐的分离测定 1.3.1 原理 试样溶液注入阴离子交换树脂柱(柱分析)，先用水洗阳离子和非离子表面活性剂，再用浓度递增的氯化钾溶液依次洗出正磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、三偏磷酸盐、多聚磷酸盐，经水解后用磷钼蓝比色测定。 离子色谱仪:分离、定量一次完成。 6 1.4 4A沸石含量的测定 1.4.1 原理及实验步骤 (1)试样用无机盐解出铝离子(消解)， 3+(2)pH=3~3.5 加过量EDTA，?与Al络合，冷 却，pH=5~6 (3)以二甲酚橙作指示剂，终点:由黄 ? 紫红。 (4)以标准乙酸锌回滴剩余的EDTA， (5) 将铝换算成4A沸石(6.77) 3.4.2 计算** (V0,V1)，c，0.02698，6.77 ，100% w= 25 m， 500 w — 4A沸石的质量分数 % V— 空白试验耗用乙酸锌标准液的体积 mL 0 V— 样品测定耗用乙酸锌标准液的体积 mL 1 c — 乙酸锌标准液的浓度 mol/L m — 称取试样的质量 g 0.02698 — 铝原子的摩尔质量 kg/mol 6.77 — 铝换算为4A沸石的系数 25/500 — 分取倍数 例题 称取洗涤剂试样2.000 g，处理成溶液，移入500 mL容 7 量瓶，稀释至刻度。吸取25.00 mL，加入浓度为0.01000 mol/L 的EDTA标准溶液10.00 mL及指示剂，用浓度为0.0100 mol/L的Zn(Ac)标准溶液返滴定至终点，消耗乙酸锌标2 准溶液5.85 mL。在同样的条件下进行空白试验，用去乙酸锌标准溶液9.85 mL。求试样中4A沸石的质量分数。 Vo=9.85 mL v=5.85 mL 1 c=0.0100mol/L m=2.000 g (v0,v1)，c，0.02698，6.77w= ，100%m，25/500 (9.85,5.85)，0.0100，0.02698，6.77 = ，100%2.00，1/20 ，，，，， =40.0100 0.02698 6.77 10 100% =7.31% 4 洗涤剂去污力的检验(非化学检验) 第二节 肥皂的检验 1 肥皂的生产 2 肥皂的感官指标检验 形状、外观、色泽、气味与香气。 3 肥皂的理化检验 3.1 原料检验(油脂) 3.1.1 碘值: 检验脂肪酸不饱和度、贮存期、稳定性。 8 3.1.2 皂化值、酸度: 游离脂肪酸、脂肪酸平均分子量 3.2 肥皂检验 3.2.1 干皂含量的测定 皂 ? 热水溶解 ? 加标准酸(酸化成游离脂肪酸) ? 石油醚提取(分离杂质:盐助剂等)?蒸干(纯脂 肪酸)?乙醇溶?标准KOH乙醇液滴定(游离脂肪酸 皂化?游离脂肪酸皂化物蒸干 ? 恒重。 3.2.2 醇不溶物的检验 3.2.3 氯化物含量的测定 氯化物含量过高，肥皂放置时会出现出汗、还潮现 象。氯化物含量与产品品质密切相关。 加酸分解试样，再加入过量的硝酸银，分离沉淀物 (氯化银、脂肪酸)滤液，以硫酸高铁铵为指示剂，用 硫氰酸铵滴定滤液中剩余的银离子滴定终点为棕红色。 硫氰酸银 ? 白，硫氰酸铁 红。 3.2.4 游离苛性碱的测定 试样溶于中性乙醇中，用标准酸(的乙醇液)滴定。 第三节 化妆品的检验 1 化妆品的定义与作用 2 化妆品的分类(用途) 护肤美容品 美发用品 香水 香粉 口腔卫生 其它 9 3 化妆品的感官检验 3.1 常见化妆品的感官质量问题 (1)霉斑 (2)颜色 (3)气泡怪味(4)变稀分层 4 化妆品的理化检验 4.1 pH 的测定 4.1.1 原理 试样溶在水中，测电极电位差。 4.1.2 仪器 标准缓冲溶液(多次使用) 两点、单点校正 工作电极: 玻璃电极 参比电极: 甘汞/饱和氯化钾 4.2 化妆品的耐热性和耐寒性测试(稳定性) ， 试样倒入20120mm的试管中高80mm，24h。观察是 否分层破乳。 4.2.1 耐热性 40 ? 1 ? 4.2.2 耐寒性 -5 ~ -15 ? 4.3 化妆品的卫生标准检验 4.3.1 Hg (1)原理: 汞蒸汽对253.7nm 紫外光有吸收，在一定浓 度范围内，吸收值与蒸气浓度成正比。 ++(2)步骤: 试样(1~2g)消化 ?Hg (消化不能干)? ++强酸介质SnCl还原Hg ? Hg 经蒸汽发生2 瓶用载气将Hg ?带入仪器测试，经标准系列 10 比较定量 注:Hg标中加入重铬酸钾，使Hg标稳定(玻璃器皿 吸收Hg) (3)仪器 冷原子吸收测汞仪 4. 3.2 As 5+3+ 试样(1~2g)?强酸消化 As经KI、SnCl还原 ? As2 在新生H?作用下，生成 HAs?然后与乙二胺基二硫23 代甲酸银(溶于三乙醇胺—氯仿)作用，生成红棕色 的胶态银，比色分析。 4.3.3 Pb 2+ 试样(1~2g)用4:1 硝酸:高氯酸 消化 ?Pb 用原子吸收光度计(石墨炉法)。 5 化妆品的微生物标准检验 第二章 化学化肥检验 第一部分 简介 1 化肥分类 1.1 按化肥所含营养元素多少分 (1) 单元肥 只含N、P、K 氨水 氯化钾 尿素 (2)多元肥 a 复混肥:几种养分物理混合 11 硝酸磷肥 磷酸铵 b 复合肥:几种养分以化合物形态结合 在一起。 磷酸二氢钾 过磷酸钙 钙镁磷肥 1.2 按植物所需营养元素划分化肥种类: 常量 N、P、K 中量 Ca、Mg、S 微量 Zn、Mo、B 1.3 按化肥形态分 固态 液态 1.4 钙镁磷肥: 磷矿石+钙镁矿石，1350~1500?熔融，水 淬，干燥、粉碎(复合肥) 1.5 硝酸磷肥:硝酸分解磷矿石，+氨处理。产物主要由: 正 磷酸铵、磷酸钙、硝酸铵、硝酸钙组成的复 混肥。 2 常见磷化物的溶解性 2.1 水溶性磷 磷酸二氢钾(化肥精) 重过磷酸钙 过磷酸钙(一水和磷酸二氢钙 + 硫酸钙) 2.2 枸溶性磷(柠檬酸性磷肥、弱酸性) 可被植物根分泌的弱酸吸收。 12 钙镁磷肥、钢渣磷肥 2.3 难溶性磷肥 磷矿石、骨粉 1 分析样品的采集与制备 3.1 样品的分缩保存 将采集对的样品经四分法缩分2 kg ? 1 kg，再分 两份，分存 于500 mL三角瓶中，一份分析;一份备用， 保存两个月。 3.2 采样品及样品制备注意事项 (1) 取样要随机，要有代表性。 (2) 取样过程要迅速，并将试样混匀 (3) 缩分用品时，颗粒过大(小)的用品不能随意丢 弃，应选用适当的粉碎。 第二部分 化肥的检验 1 总水分(游离、无结晶)的测定 1.1 烘箱干燥法 适用于钙镁磷肥、过磷酸钙 1.2 真空干燥法 用真空泵、在干燥剂存在下，25~30?， 66.7~73.3kPa。 1.3 真空干燥箱 T?50? 注:1.1~1.3适用于总水分(游离水、无结晶水)的测定 13 1.4 卡尔.费修法(游离+结晶水) 1.4.1 原理 依据碘与二氧化硫的氧化反应消耗定量的水，滴定 终点为棕色。 1.4.2 步骤 卡尔.费修试剂:在甲醇溶剂中加入碘、吡啶、二氧化 硫制成; 水标准液:定量水加入干燥甲醇中 (1) 准备(仪器零点):加入浸没电极的溶剂(甲 醇)，用卡尔.费修试剂滴 定到终点。 微弱黄棕色，由微量的碘。 (2)滴定标准空白:5mL甲醇溶液 V 0 (3)滴定标准: 5mL 水标准液 V 1 (4)滴定试样准备:加入浸没电极的溶剂(甲醇)， 用卡尔.费修试剂滴定到终点。 (5)滴定试样:迅速加入试样溶液(Va)，用卡尔. 费修试剂滴定到终点。(Vb) 1.4.3 计算 (1) 卡尔.费修试剂对水的滴定度 T/ KH2O mT/ = KH2O(V1,V0) 1) T/—卡尔.费修试剂对水的滴定度(g/mL)KH2O 14 2) m—所用水标准液中水的质量(g) 3) V1—标准空白(mL) 4) V2— 所用标准液(mL) (2) 样品中水分的质量W H2O Vb，TK/H2OW= ( 1 – 1 ) ，100% H2Om 1) W— 样品中水分的质量分数(%) H2O 2) Vb — 滴定试样所用卡尔.费修试剂的量(mL) 3) m — 所用水标准液中水的质量(g) (3) 样品中水分的质量W H2O Vb，TK/H2O，100%W= ( 1 – 2 ) H2OVa,， 1) ρ — 液体样品的密度(g/mL) 2) Va — 加入试样溶液的体积(mL) 2 化肥中N的测定 2.1 氨态氮 2.1.1 酸碱滴定法 试样与过量的标准酸溶液反应，用标准氢氧化钠溶液回滴剩余的酸然后计算试样中的含氮量。 2.1.2 蒸馏滴定法 试样在碱性条件下将氨态氮加热蒸出，并以酸溶液吸收，再用标准碱滴定，用甲基红-亚甲蓝作指示剂，终点为灰绿色。 2.2 硝态氮 15 试样在酸性介质中以铬粉(硒)和消化触媒(催 化剂): (1000gKSO:5gCuSO.5HO)将硝态氮还原为氨态2442 氮,在进行测定。 2.3 尿素态氮 在一定的酸度下，经尿素酶将试样中尿素态氮转化为 氨态氮， 3 化肥中磷含量的测定 3.1 有效磷的提取 3.1.1 钙镁磷肥 钢渣 -1 用20g?L柠檬酸溶液在28~30?振荡提取1h，过滤(弃去最初几毫升)，测定。 3.1.2 过磷酸钙 (1)水提 (2)渣再用碱性柠檬酸铵提取 合并提取液，测定。 3.1.3 磷酸一铵 用水提取或用中性柠檬酸铵提取。 3.1.4 复混肥 用37.5 g/L的EDTA提取。 3.2 磷的测定 磷钼酸喹啉法 16 磷钼黄法 【难溶性磷植物不吸收】 4 化肥中K的测定 4.1 四苯硼酸钾称量法 原理 在碱性条件下以四苯硼酸钠将钾离子沉淀、析出(白色沉淀物)，并以EDTA消除其它金属离子的干扰，以甲醛消除铵离子的干扰，经洗涤恒重，称量计算。 4.2 四苯硼酸钾容量法 原理 在碱性条件下以四苯硼酸钠将钾离子沉淀析出 (白色沉淀物)，并以EDTA消除其它金属离子的干扰， 以甲醛消除铵离子的干扰，经洗涤后，用过量的强酸标准 液溶解沉淀物，后以酚酞作指示剂用强碱标准液回滴剩余 的酸，滴定终点粉红色。 5 化肥中微量元素的测定 某些微量金属元素经消煮(1+5的盐酸)后，可用原子吸收法测定(锰、锌、钼等) 6 化肥中有害物质成分的测定 6.1 过磷酸钙中游离酸含量的测定 6.1.1 测定意义 化肥制品中普通过磷酸钙中往往含有以游离酸形式 存在的五氧化二磷会增加吸水性，破坏产品包装、腐蚀农 机。 17 6.1.2 测定方法 用标准碱滴定，用溴甲酚绿作指示剂，滴定终点为纯 绿色。 6.2 尿素中缩二尿的测定 6.2.1 测定意义 缩二尿是尿素加热时(造粒及干燥)其双分子缩合后产生的化合物，它对植物、生物都是有害的，特别是将肥料施加在作物叶面上时，危害更大。 6.2.2 测定原理 试样溶液中的二缩尿在硫酸铜、酒石酸钾钠的碱性溶 液中生成紫红色络合物，然后用分光光度计比色分析。 第三章 化学农药检验 第一部分 简介 1 农药分类与剂型 1.1 分类 1.1.1 按用途分 杀虫剂(敌百虫、敌敌畏)、杀螨剂(三氯杀螨砜)、杀菌剂(多菌灵)、杀线虫(呋喃丹)、除草(乙草胺、绿麦 18 隆)、杀鼠(磷化锌)、植物生长调节剂(乙烯利、矮壮素)。 1.1.2 按来源分 有机农药、无机农药、植物性农药、微生物农药。 植物性农药:属生物农药范畴内的一个分支。一般由生物碱、有 毒蛋白质、挥发性香精油、单宁、萜等类物质 微生物农药:苏云金杆菌对落叶松毛虫毒力测定 1.1.3 按作用分 触杀剂:虫接触到药，表皮吸收药物致死，如胺菊酯:杀 蚊蝇。 内吸剂:药杯植物吸收，输送到全株，虫取食植物致死， 如乐果。 胃毒剂:通过消化系统毒杀，如敌百虫。 熏蒸剂:(丙烯腈、环氧乙烷:对粮库等熏蒸杀虫) 气雾剂: 不育剂:如不育特:0.25~1%对蝇、蟑螂有不育作用。 1.2 剂型 乳剂、气雾剂、胶悬剂、水剂 2 农药助剂 2.1 分类 填料 19 溶剂及助溶剂 乳化剂 2.2 溶剂及助溶剂 2.2.1 溶剂的必须条件 (原药有的是有机物，需要溶于水，或做成悬浮剂。) (1)对原农药由足够的溶解度，不分层、不沉淀; (2)对原药不分解; (3)对作物不产生药害; (4)闪点适中，以保证药剂生产、储运和使用安全。 〔闪燃:可燃液体挥发蒸汽与空气混合，达到一定浓度， 遇明火发生一闪即逝的燃烧。 闪点:闪燃的最低温度。 闪点的测定:闪点是溶剂油的重要特性指标。闪点实在 规定的条件下将被测物加热到它的蒸汽与空气的 混合气体借出火焰发生闪火时的最低温度。它反 映了产品的安全性。测定油漆用溶剂油的闪点一 般采用闭口杯测试法。闭口杯测试法适于测定闪 点在79?一下的流动液体。〕 2.2.2 助溶剂要求 大大提高原药在溶剂中的溶解度(如在40%的乳油中加 20 入2~5%的甲醇大大提高原药在苯中的溶解度)。 2.3 农药乳化剂 乳化剂是表面活性剂一种，它能使原来互不相溶的液体使其中一种液体形成小液珠分散到另一种液体中。 农药乳化剂的基本要求 (1) 在实际使用条件下对作物无药害、对人、畜毒性小; (2) 产品质量稳定，有一定的贮存有效期; (3) 对原药及溶剂都有良好的互溶性; (4) 对乳油中的有效成分不起分解作用或分解很少; (5) 按乳化剂正常用量配制的乳油，其物化性质及乳化性 能符合农药乳油的标准要求。 乳油:农药乳油是各类农药加工剂型中最重要的剂型之一。原药+原油+有机溶剂+乳化剂配制而成的单相液体。 第二部分 农药的检验 1 商品农药采样方法 采样工具 原粉、乳剂和液态、粉剂和可湿性粉剂 2 农药热贮稳定性与加速贮存实验 试样在54?2?贮存14天，使用品老化 3 水分测定 21 3.1 化学滴定法 (卡尔.费修) 3.2 共沸蒸馏法 3.2.1 原理: 用有机溶剂与试样中水分形成共沸物，将水 分带出。 3.2.2 数据 共沸点? 沸点? 水在溶剂中的溶解度% 共沸物含水率% 苯 69.25 80.2 0.05 8.8 甲苯 84.1 110.7 0.05 19.6 3.2.3 共沸物溶剂的选择: (1)与水不溶 (2)共沸温度降低 (3)共沸物中水分含量较多 苯或甲苯 4 pH的测定 5 乳油稳定性测定 乳油样+标准硬水配成乳液，放入100 mL 具塞量筒中，在30?水浴1 h后无浮油、沉油、沉淀析出(分层)为合格。 6 粉剂细度的测定(干筛、湿筛) 7 可湿性粉剂湿润性的测定 原理 将定量可湿性粉剂从规定的高度倾入盛有一定量标准硬水的烧杯中，测定其完全湿润时间。 7 可湿性粉剂悬浮率的测定 22 7.1 原理 用标准水制备已知浓度的悬浮液，放入恒温的规定的量 筒中，(不搅动)静止一定时间，从顶部抽出9/10的液 体，测定在底部1/10液体里有效成分的质量百分数。 7.2 计算 (m,m1)9，x= ，100%10m 111.1，(m,m1) = %m 1) x —悬浮率(%) 2) m—称取样品中有效成分的质量(g) 3) m1 —留在量筒底部25mL悬浮液中有效成分的质量(g) 8 有效成分检验 8.1 电位滴定法测氯 - + Cl +Ag 8.2 薄层法 直接性 分离、取下定量 8.3 气谱法 电子捕获 8.4 液谱法 视差法 9 农药检验实例—敌敌畏的检验 9.1 敌敌畏原油酸度的测定(中和法) 23 9.1.1操作 精取敌敌畏原油试样0.5000g，置于300 mL三角瓶中，加配制敌敌畏乳油所用的乳化剂1滴、水50 mL(预冷0~1?)，振摇溶解，滴入指示剂甲基红5~6滴，冰浴. 当温度降到0~1?时,用氢氧化钠标准液滴定其中的游离酸至橙色为终点。 c1，v1，0.0499.1.2 计算w= ，100%(H2SO4)m 1) w —敌敌畏原油酸度(以硫酸的质量分数计，100%) (H2SO4) -12) c—氢氧化钠标准溶液的浓度(mol?L) 1 3) v1 —氢氧化钠标准溶液的体积(mL) -14) 0.049 — 基本单元为1/2HSO的摩尔质量(kg?mol) 24 第四章 涂料和染料检验 第一部分 简介 1 涂料 涂于物体表面能形成具有保护装饰或特殊性能(如 绝缘、防腐、标志等)的固态涂膜的一类液体或固体材 料之总称。 2 涂料的作用 24 涂料是一种，用于涂装物体表面而能形成涂 膜，从而起到保护、装饰、标志及其它特殊作用(如电绝 缘、防污、减阻、隔热、耐辐射、导电、导磁等等)。 3 涂料的分类 3.1 按有否颜料分:清漆，色漆等; 3.2 按形态分:水性涂料，溶剂型涂料，粉末涂料，高固体 分涂料，无溶剂涂料等; 3.3 按用途分:建筑涂料，汽车漆，飞机漆，木器漆等; 3.4 按其固化方式分:常温固化涂料，高温固化涂料，射线 固化涂料; 3.5 按涂装方式分:喷漆，浸漆，烘漆，电泳漆等; 3.6 按施工工序分:底漆，腻子，二道漆，面漆，光漆等; 3.7 按涂膜的特殊功能分:绝缘漆，防锈漆，防腐蚀漆等。 4 涂料组成 4.1 涂料 (1)成膜物质 ? 油脂(油料:干性、半干、不干。 是天然产物，用于涂料的主 要是植物油) ?树脂(a 天然树脂和天然高分子化 合物加工产物、b合成树脂) 25 ?不挥发的活性稀释剂 (部分溶剂) (2)溶剂:有机、水 (3)填料、颜料(着色、体质、防锈) (4)助剂(不成膜) 4.2 颜料:色彩 颜料通常是固体粉末，虽然本身不能成膜，但它始终留在涂膜中，所以它赋予涂膜许多特殊的性质。例如，使涂膜呈现色彩，遮盖被涂物的表面，增加厚度，提高机械强度、耐磨性、附着力和耐腐蚀性能等。 白色颜料:钛白、锌钡白、氧化锌。 黑色颜料:炭黑、氧化铁黑。 彩色颜料分为:无机彩色颜料: 例如格黄(铬酸铅或铬酸铅 和硫酸铅的混合物)，铁黄、 (Fe2O3?H2O)，铁红 (Fe2O3)，铁蓝(又称华蓝、 晋鲁土蓝，化学成分为 FeK[Fe(CN)6]?nH2O或 FeNH4[Fe(CN)6]?nH2O)， 群青(含多硫化钠而在特殊 结构的硅酸铝)等。 有机彩色颜料:例如酞菁蓝、酞菁绿，耐晒 黄，大红粉等等。 26 金属颜料:如铝粉，俗称银粉;铜粉，实 际上是铜锌合金粉，俗称金粉。 防锈颜料:物理防锈颜料 和化学防锈颜料。 4.3 填料:又称体质颜料。它是基本上没有遮盖力和着色力 的白色或无色粉来。因其折光率与基抖接近，故 在涂膜内难以阻止光线透过，也不能添加色彩。 但它们能增加法膜的厚度和体质，提高涂料的物 理化学性能，还可以降低成本，有稀释作用。 如重品石粉(天然硫酸钡)，沉淀硫酸钡，石粉(天 然石灰石粉)，沉淀碳酸钙，滑石粉，瓷土粉(高 岭土)，石英粉等。 4.4 助剂:催干、防沉、固化(不成膜) 4.助剂 (1)催干剂、又名干燥剂:它对干性油膜的吸氧、聚合起催 化作用。 (2) 增塑剂:其主要作用是增加涂膜的柔韧性、弹性和附着 力。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二 甲酸二辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲酚脂、氯化 石蜡等。 (3)润湿剂和分散剂: 润湿剂能降低液体和固体表面之间的 界面张力，因此它能使固体表面易于为液体所润 湿。分散剂能促进固体粒子在液体中的的悬浮， 27 使分散体稳定，防止涂料中的颜料絮凝返粗。 (4)防沉淀剂:其作用是防止涂料贮存过程中颜料沉底结块。 此外，还有防结皮剂、防霉剂、增稠剂、触变剂、消光剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、消泡剂等等。 5 涂料分类、命名、型号 5.1 分类 共分18个大类，上千个品种 5.2 命名涂料命名的作用 a 让同质化产品变得“与众不同”。 抢占市场先机。 b 更直观呈现产品优势与卖点。让消费者更轻松的认知本 产品功能。 5.2.1 命全名 颜料(颜色)+ 成膜物 + 具体名(基本名) 例 红 醇酸 磁漆 锌黄 酚醛 防绣漆 (油脂或树脂)(专用特性) (清漆无颜料 成膜物质 + 具体名) 5.2.2 对专业用途在成膜物质后说明 28 富锌底漆:保护钢材不被腐蚀 船舶涂料:防电化学侵蚀 航空涂料:有良好低温柔韧性 例 锌黄酚醛防绣漆 白硝基外用磁漆 5.3 编号 5.3.1 涂料 (1) 成膜物代号(共18大类) T — 天然树脂漆类(再细分) Q — 硝基漆 C — 醇酸树脂漆类 A — 氨基树脂漆类 Y — 油脂漆类 (2) 基本名编号(00 — 99) 00 — 清油 01 — 清漆 04 — 磁漆 07 — 腻子 22 — 木器漆 53— 防锈漆 (3) 序号(型号) 29 涂料标准化委员会报批确定同一型号 同类品种间组成、配比、或用途的不同 实例 成膜物 基本名 序号(型号) C 04 -2 醇酸树脂 磁漆 T 01 -1 酯胶 清漆 型号 名称 Q01-17 硝基清漆 Q04-36 白硝基球台磁漆 A04-81 黑氨基无光烘干磁漆 C04-2 黄醇酸磁漆 Y53-31 红丹油性防锈漆 5.3.2 辅料 序号 代号 (发音) 辅料名称 1 X 西 稀释剂 2 F 佛 防潮剂 3 G 哥 催干剂 辅料种类 序号(型号) 例 F -2 30 防潮剂 第二部分 涂料检验 1 涂料生产工艺 (繁琐) 2 涂料产品的取样(涂料样、膜样) 取样器具专业化，多样。 3 普通项目检验 3.1清漆和清漆透明度 标准透管与系列标准浊度液比较，国家标准、共分三个等级:透明、微浊、浑浊。 3.2 清漆和清油颜色 铁钴比色法 试样装入比色管中共分18个色阶，用铁钴比色仪比色，颜色最深为18号，最浅为1号。 3.3 涂料粘度(三种方法) 3.4 涂料细度 3.5 涂料固体含量的测定 3.6 涂料施工性能检验 干燥时间 遮盖力等 3.7 涂膜性能检验 光泽、硬度、附着力、柔韧性、耐热、耐寒、耐酸碱、 耐水、耐磨…… 3.8 涂料水分的测定 共沸物法(涂料中经常有挥发性的有机溶剂) 31 3.9 挥发物与不挥发物 烘箱法 挥发物(包含水分) 不挥发物 4 醇酸清漆中苯酐含量测定 醇酸树脂在合成时，留下足够未结合的羧基，以保证水溶性，以代替溶剂。安全、环保，抗水性、抗腐蚀。但在水中羧基易被破坏。 苯酐(1)提供给未结合的羧基，(2)提高水溶性 4.1 步骤 精称7.0g试样到300 mL锥形瓶中+10 mL苯，回流溶解，+150 mL 0.5 mol/L KOH乙醇液，60?水浴1h ，加热3 h，冷却静放1 h (有?)，过滤洗，60?干燥20min，130 ~ 150 ?恒重，如不白，水洗105 ~ 110 ?恒重。 4.2 简化步 (1) 样+苯 溶解 2) KOH乙醇液加热 ，产生? ( (3) 洗 干燥(60? 20min) 恒重130 ~ 150 ? (4) 如不白 ，水洗 再恒重105 ~ 110 ? 4.3 计算 m2，0.611 苯酐质量分数% w，100%= ( 4 – 1 ) 1m，wNV w— 苯酐质量分数% 1 m — 试样质量g 32 m— 沉淀质量g 2 w— 不挥发物质量分数% NV 0.611 — 1 g苯二甲酸钾相对应苯酐的质量 如水洗，则修正为 (m2,m1)，0.611 w= ( 4 – 2 ) ，100%1m，wNV,m1 m— 水洗后沉淀物质量 1 例 试样7.0581g — m 沉淀1.4063 g — m 2 水洗后0.1102 g — m 1 不挥发物质量分数72.1% — w NV 苯酐质量分数% (m2,m1)，0.611(1.4063,0.1102)，0.611w== ，100%，100%1m，wNV,m17.0581，72.1%,0.1102 = 15.9% ? 16% 5 有害成分测定 涂料大多数属于易燃易爆物，并含有不等的有毒物质:苯系、甲醛、酮类、醇类、天然漆等，此外还常有As、Hg、Pb、Al、等，还有NH和卤系物等。红丹、黄丹:Pb。 3 5.1 水性涂料中甲醛的测定 5.1.1原理 游离甲醛+定量的亚硫酸氢钠，以I标准液滴定剩余的2 亚硫酸钠，同时做空白滴定，经计算得到涂料中甲醛的含量。 5.1.2 步骤 33 (1) 标液: 13 g I +25 g K I ? 1000 mL(水) 2 (2) 碘标液浓度 精称0.1500 g基准AsO+ 4 mL 1 mol/LNaOH + 50 mL 23 HO +2d 酚酞，用1 mol/L HSO中和，+3 g NaHCO 、2 mL 22431%的淀粉指示剂 ，标准液滴定至蓝色。同时做空白滴定。 (3) 计算碘标液浓度 mc(1/2 I ) = 2(V1,V2)，0.04946 -1c(1/2 I ) — 碘标液浓度 (mol?L) 2 V — 碘标液用量(mL) 1 V — 碘标液滴定空白用量(mL) 2 m — 三氧化二砷的质量(g) -10.04946 — 基准物(1/4 AsO)的摩尔质量(kg? mol) 23 (4) 试样含甲醛量 精称5.0g试样，+ 20 mL HO + 20 mL 10g/L NaHSO 23 暗处放置2 h;+ 50 mL HO+ 2 mL 1%的淀粉指示剂 ，标准2 液滴定至蓝色。另取20 mL 10g/L NaHSO做空白滴定。 3 (5) 计算试样含碘量 (V0,V1)，c1/2I2，0.03003w=，106 m -1w — 甲醛的质量分数 (mg?kg) V液的体积(mL) — 空白消耗标准I0 2 V— 试样消耗标准I液的体积(mL) 1 2 m — 试样质量(g) 34 -1c(1/2 I ) — I标准液的浓度 (mol?L) 22 -10.03003 —甲醛的摩尔质量 (kg? mol) 5.2 水性涂料中Pb的测定 颜料如:红丹、黄丹、铅白等都含有铅。 精称试样1.0g，消煮后定溶到100 mL 标A 样B 样空白B 0 Pb标/μg 10 样 / mL 10 空白/ mL 10 加水至/ mL 25 25 25 指示剂，中性 无色 无色 无色 pH=3.5 乙酸盐缓冲液/ mL 5 5 5 饱和HS/ mL 10 10 10 2 加水至/ mL 50 50 50 5 min后B浅于A 一定合格 B 深于A 看空白 -1-1 标准 < 100μg?g (100 mg?kg) 6 颜料与染料的检测(略) 35 第五章 煤炭和焦化产品的检验 第一部分 简介 1 采样 1.1 车顶部采样 斜线三点法采三个子样 煤炭和焦化产品的检验 1 商品煤样的采取 采样工具 36 煤流中采样 火车顶部采样 1.3.1 采用斜线3(5)点布置 1.3.2 多点布置 (斜线、方阵) 1.4 煤堆取样 2 试样制备 破碎、筛分、混合、缩分和干燥 3 煤炭检验 3.1 水分测定(游离水) 3.1.1 通氮干燥法 3.1. 2 甲苯蒸馏法(共沸物) 3.2 灰分的测定 815 ? 10 ? 灰化，恒重。 3.3 挥发成分的测定 隔绝空气，900 ? 10 ? 7 min(减去水分)。 3.4 煤的固定碳含量计算 FCad = 100 – ( Mad + Aad + vad ) FCad — 空气干燥煤样的固定碳含量( 质量分数)(%) Mad — 空气干燥煤样的水分含量( 质量分数)(%) Aad — 空气干燥煤样的灰分产率( 质量分数)(%) Vad — 空气干燥煤样的挥发分产率( 质量分数)(%) 3.5 煤中全硫的测定 37 3.5.1 测定煤中全硫的意义 (1) 硫分对炼焦、气化、燃烧都十分有害; (2) 硫在煤燃烧过程中产生SO?,腐蚀锅炉管道，2 并造成空气污染; (3) 煤制半水煤气时HS?，会使催化剂中毒; 2 (4) 炼焦用煤中的硫直接影响到钢铁的质量。 3.5.2 煤中全硫的测定 采用 艾氏卡法 a 原理:煤样与艾试剂混合灼烧，煤中的硫生成硫酸盐， 2 + 然后加入Ba ，生成 Ba SO计算出煤中硫4 的含量。 b 艾氏卡试剂 2:1= Mg O:Na CO(无水) 23 c 简化步 试样0.5000~ 1.000g + 2.0000g 艾试剂混匀，再 覆盖1.g艾试剂800~ 850?，1~ 2h. 捣碎,再800~ 850?，0.5h。 溶解、过滤、定溶。 酸性条件下加入BaCl，过滤，清洗。 2 800~ 850?，20~40 min，恒重。 d 计算 计算试样含碘量 38 (m1,m2)，0.1374S = ，100%，tadm S — 空气干燥煤样中全硫的质量分数 (%) ，tad m— Ba SO的质量(g) 1 4 m— 空白实验Ba SO的质量(g) 2 4 m — 煤样质量(g) 0.1374 — 由硫酸钡换算为硫的系数 例题 用艾氏法测定某煤中的全硫量。称取样品0.8547g, 经一系列处理后，得到灼烧至恒重的硫酸钡沉淀0.4526g, 在同样条件下空白试验得到硫酸钡沉淀是0.0340g, 计算该煤样中全硫量。 ,M(S)=32.066 M(BaSO)=233.39, 4 由:M(S)=32.066 M(BaSO)=233.39 4 M(s)f ==0.1374 M(BaSO4) (m1,m2)，fS =，100% ，tadm (0.4526,0.0340)，0.1374= ，100%0.8547 =6.729%?6.73% {库伦滴定法 : 不用基准物和标准溶液 } 4 焦化产品的检验 焦炭、粗苯、煤焦油、精制焦化产品 (焦化苯的原料是粗苯) 4.1 冶金焦炭质量的检验 39 焦末(小于25mm)含量及筛分组成的测定 冶金焦炭机械强度的检验 4.2 粗苯的检验 是从炼焦煤气中回收得到的芳烃类产品，主要有苯、 甲苯、二甲苯、三甲苯组成。 检验指标: 外观、密度、水分、馏程 4.3 煤焦油的检验 煤焦油是焦化工业的重要产品之一，可提取:萘、酚、 蒽、菲、咔唑、沥青。 检验指标:密度、水分、灰分、粘度、甲苯不溶物、 萘含量 4.3.1 甲苯不溶物的测定 索氏提取器(脂肪抽提器)，3.0g 煤焦油装入滤纸筒 中，用热甲苯提取。 4.4 精制焦化产品的检验 工业硫酸铵、 邻甲酚 40 第六章 水泥的检验 第一部分 简介 1 定义 凡:? 磨细成粉状物料 ? 加适量水成塑性泥浆体，空中水中都硬化， ? 能将沙石等物料胶结在一起，产生机械强度的水硬 性胶凝材料 通称称为水泥 2 水泥分类 41 2.1 按用途、性能分 通用: 一般建筑 专用: 如油井、水下(建桥) 特用: 膨胀水泥、防冻水泥 2.2 按组成成分分 硅酸盐 铝酸盐 硫铝酸盐 硅酸盐水泥 主成分 硅酸钙 分子式 CaSiO3 SiO2+CaO=CaSiO3(高温) 铝酸盐水泥 主要组成 铝酸一钙(CaO•Al2O3，简写 CA)及其他的铝酸盐，以及少量的硅 酸二钙(2CaO•SiO2)等 硫铝酸盐水泥 Al2O3 CaO SO3 % 28-40 36-43 8-15 硅酸盐水泥: 通用水泥 铝酸盐水泥: 凝结硬化速度快。用于抢工期和特殊抢修 工程等。 水化热大，且放热量集中。可用 于冬季施工的工程。 抗硫酸盐腐蚀作用。 硫铝酸盐水泥: 快硬、高强、膨胀、耐蚀性能(海水)、 对有害废弃物的固结具有特殊效能等优 越性能，适用有害、有毒废弃物 42 的固化处理。(环保) 3 生产方法 干法、 湿法、 半干法。 热耗、 生料成分均匀性、车间扬尘、电耗量。 4 生产工序 生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨、成品包装。 5 水泥生产的主要工艺 第二部分 分析检验 1 取样(GB12573-90) 2 试样的制备及熔样 2.1 基准法 铂坩埚，Na CO(无水)...... 23 2.2 代用法 银坩埚，NaOH，盐酸。 3 各组分测定 3.1 烧失量的测定(基准法) 瓷坩埚，950~ 1000?，15~20 min，恒重。 3.2 不溶物的测定 酸洗、碱洗……950~ 1000?，30min，恒重。 3.3 二氧化硅的测定 3.3.1 原理 43 二氧化硅溶在浓盐酸后，就加入定量固体氯化铵，由于氯化铵水解，夺取硅酸颗粒中的水分及正电荷在负电荷硅胶微粒上的吸附，电荷中和，加快硅胶的凝聚和沉积速度。 3.3.2 步骤 0.5000g试样，在铂坩埚中950~1000?灼烧5 min，冷却，压碎块状物，加0.3g无水碳酸钠，950~1000?灼烧10 min，放冷。 将烧结块转入蒸发皿，水湿润，压碎块状物，滴加5 mL盐酸及2~3d硝酸，洗，水浴蒸发至糊状物，加入1g氯化铵，水浴蒸发至干(T?120 ?)。 加入10 ~ 20mL热盐酸(3+97)溶解过滤，酸洗水洗 -至无Cl (滤液定溶250mL，供测Fe、Al、Ca、Mg)。 沉淀物烘干灰化放入950~1000?灼烧1 h，恒重(二氧化硅)。 注: T?120 ?，Fe、Al、Ti等氯化物水解为难溶碱式盐，混入?结果偏高。 3.3.3 计算 3.4 AlO的测定 23 3.4.1 原理 2+ 测铁后的溶液，调pH ? 3，加热使TiO完全水解，生成?(TiO(OH));加适量EDTA-Cu溶液，加PAN2 44 (黄色)指示剂，铝与铜置换，生成PAN-Cu(红色)，滴定，再加热再滴定重复2 ~ 3次，至稳定的亮黄色。 终点反应 2-2-+PAN-Cu(红色)+ HY?CuY+ PAN(黄色)+ 2H 2 3.5 SO 3 3.5.1 原理 试样加酸充分溶解，滤出?(杂质)，加二氯化钡，生成?，处理后恒重。 3.6 NaO与KO 22 ++ 试样加高氯酸、氢氟酸，加热 ? Na与K，加入 CsCl， ++用火焰分光光度计法，经Na与K标准系列定量。 4 例行控制中的检验方法 4.1 水分 烘箱法 4.2 其它 生料 Ca CO、 生料Ca O、 生料FeO、 323 出磨水泥:SO 3 5 水泥物理性能检验 细度、标准稠度用水量、水泥凝结时间、胶砂强度、安全性。 45