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本科畢業(yè)論文-二氧化氯穩(wěn)定性影響因素的研究探索-wenkub.com

2025-01-31 05:06 本頁面
   

【正文】 且有光照的條件下下降趨勢(shì)大,也即副反應(yīng)強(qiáng),說明有光照的條件下二氧化氯溶液不穩(wěn)定,應(yīng)避光保存溶液。由此還可見,二氧化氯和亞氯酸根的相互轉(zhuǎn)化之間存在一定的平衡關(guān)系,不會(huì)一味地由二氧化氯轉(zhuǎn)化為亞氯酸根。 五步碘量法 表 8 不同光照條件下 ClO2的濃度 隨時(shí)間變化的分析數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)時(shí)間(小時(shí)) 0 10 20 30 40 光照 有光照下 ClO2的濃度 /(mg/L) 條件 無光照下 ClO2的濃度 /(mg/L) 表 9 不同光照條件下 C1O2的濃度 隨時(shí)間變化的分析數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)時(shí)間(小時(shí)) 0 10 20 30 40 光照條件 有光照下 C1O2的濃度 /(mg/L) 無光照下 C1O2的濃度 /(mg/L) 圖 8 不同光照條件下 ClO2的濃度隨時(shí)間的變化 圖 9 不同光照條件下 C1O2的濃度隨時(shí)間的變化 從表 8 和表 9 中可以計(jì)算出采用五步碘量法測(cè)定,當(dāng)二氧化氯溶液在有光照的時(shí) 候,40 小時(shí)后的分解率為 100%,當(dāng)二氧化氯溶液在無光照的時(shí)候, 40 小時(shí)后的分解率為 %,二者相差很大。分別用五步碘量法和丙二酸法測(cè)定二氧化氯和亞氯酸根的濃度,測(cè)定的處理數(shù)據(jù)如表 表 9 和表 10。且溫度越高,總濃度的下降趨勢(shì)越大,也即副反應(yīng)越強(qiáng),說明高溫下二氧化氯溶液不穩(wěn)定,應(yīng)低溫保存溶液。從表中可以看出,相比于二氧化氯,亞氯酸根很少,可見只有一小部分二氧化氯轉(zhuǎn)變?yōu)閬喡人岣? 溫度對(duì) ClO2穩(wěn)定性的影響 將 3 份 50mL 已配置好的濃度為 8%的二氧化氯母液和 1 份 50mL 的空白溶液,放置在暗處 12 小時(shí)( 使二氧化氯完全活化),然后分別放置于溫度為 0℃ 、 25℃和 40℃的環(huán)境中。而亞氯酸根的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于溶液 為酸性或中性時(shí)的濃度,所以當(dāng)溶液為堿性時(shí),溶液中的二氧化氯可能迅速轉(zhuǎn)化成了亞氯酸根,大部分以亞氯酸根的形式保留在溶液中,少量以二氧化氯 的形式存在于溶液中。分別用五步碘量法和丙二酸法測(cè)定二氧化氯和亞氯酸根的濃度,測(cè)定的處理數(shù)據(jù)如表 表 2 和表 3。記錄下消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。將該溶液 放置暗處 5 min。的量為零) ;第二種溶液此時(shí)為淡藍(lán)色,將該溶液放置暗處 5min 后用 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,直至溶液由淡藍(lán)色變?yōu)闊o色為止,所用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的量即為 D 值。 用 10mL 移液管 準(zhǔn)確移取濃度為 100g/L 的碘化鉀溶液 10mL 于該碘量瓶中,搖晃瓶體使其混合均勻,多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)會(huì) 出現(xiàn)兩種情況:⑴ 溶液為無色,加入 1mL 淀粉指示劑后仍為無色,這說明二氧化氯已經(jīng)被完全吹干凈, C 值為 0。 用 ,直至溶液由墨藍(lán)色變?yōu)闊o色。記錄此過程硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的使用量為 A??梢杂^察到此時(shí)瓶中溶液為深黃色。 3 結(jié)果與討論 反應(yīng)過程中的現(xiàn)象記錄 五步碘量法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄 活化好待用的二氧化氯溶液為黃色。 ③ 用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定上述靜置后的溶液,至溶液變?yōu)闇\棕色為止,然后加入 2mL淀粉指示劑,此時(shí)溶液為藍(lán)色。 實(shí)際上,通過參考文獻(xiàn),得知溶液中幾乎不含有 C1O3 ,故公式④一般用不到,因此實(shí)驗(yàn)時(shí)可忽略實(shí)驗(yàn)步驟⑸的 E 值,只做前四步。 V ③ C12(mg/ L)=[A- (B- D)247。用 10 mL 移液管移取 100g/L 的碘化鉀溶液 10 加入該溶液,劇烈震蕩5 S,然后將溶液立即轉(zhuǎn)移至有 25 mL 飽和磷酸氫二鈉溶液的 500 mL 的碘量瓶中。 ② 將 mL mol/ L 的鹽酸溶液加入上述滴定后的溶液,將此碘量瓶放置暗處 5 min后,用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失,記錄此時(shí)的讀數(shù)為 B。保持除了 pH 值外的其他條件都相同。 ② 測(cè)定溫度對(duì)二氧化氯穩(wěn)定性的影響時(shí):將活化好的二氧化氯溶液置 于電冰箱和恒溫水浴鍋中,設(shè)定溫度為 0℃ , 25℃ , 40℃ 。將配好的溶液轉(zhuǎn)移至棕色瓶中活化備用,活化時(shí)間為 8 小時(shí)。將溶液轉(zhuǎn)移至玻璃瓶中備用。將溶液轉(zhuǎn)移至玻璃瓶中備用。將配好的溶液轉(zhuǎn)移至玻璃瓶中備用。 ⑷ :用移液管準(zhǔn)確吸取 20mL 鹽酸( HCl)含量為 36%~38%的鹽酸分析純( AR),用量筒準(zhǔn)確量取 76mL 的蒸餾水,將 20mL 的鹽酸分析純?nèi)苋?76mL 的蒸餾水 中,配制而成。(若溶液發(fā)黃而不再是無色透明溶液,應(yīng)該重新 配制溶液。 儀器 ⑴ 50 mL 碘量瓶, 250mL 碘量瓶 ⑵ 500mL 燒杯, 100mL 燒杯, 50mL 燒杯 ⑶ 25 mL 酸堿兩用滴定管 ⑷ 250mL 量筒 ⑸ 玻璃棒 ⑹ 50mL 容量瓶, 100mL 容量瓶, 250mL 容量瓶, 500mL 容量瓶 ⑺ 高純氮鋼瓶 ⑻ 數(shù)字 pH 計(jì) PHS― 2F 型 上海精科 ⑼ 電子天平 PL303 型 梅特勒 —— 托利多儀器(上海)有限公司 ⑽ 電熱恒溫水浴鍋 DK― 98― 1 型 天津泰斯特儀器有限公司 ⑾ 調(diào)溫電熱套 DZTW 型 北京市永光明醫(yī)療儀器廠 ⑿ 電冰箱 BCD― 179KT 青島海爾股份有限公司 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)中所用試劑的配制 ⑴ pH=7 的磷酸鹽緩沖液:將 g 磷酸二氫鉀( KH2PO4)與 g 磷酸氫二鈉( Na2HPO4 ⑿ 混合磷酸鹽緩沖劑 25℃時(shí)溶于蒸餾水配成 250mL 溶液 pH 值為 ;購自天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司。 ⑺ 可溶性淀粉( AR) 示性式 (C6H10O5)n ;白色粉末;購自天津市登科化學(xué)試劑有限公司 ⑻ 鹽酸( AR) 分子式 HCl;分子質(zhì)量 ;鹽酸( HCl)含量 36%~38%; 腐蝕性;購自萊陽經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)精細(xì)化工廠。 ⑷ 磷酸氫二鈉( AR) 分子式 Na2HPO4;分子量 142;磷酸氫二鈉( Na2HPO4)的含量不少于 %,購自天津市凱通化學(xué)試劑有限公司(原四通化工廠)。目前,二氧化氯的應(yīng)用已經(jīng)涉及人們生活和各行業(yè)的各個(gè)方面。制備穩(wěn)定性二氧化氯溶液過程中用到的穩(wěn)定劑有兩類,一類是有機(jī)的,一類是無機(jī)的,其中較為廣泛使用的是無機(jī)鹽,而有機(jī)物的使用則比較新。 穩(wěn)定性二氧化氯溶液 穩(wěn)定性二氧化氯的溶液一般無色、無味,不容易燃燒,不易揮發(fā), 質(zhì)量比較穩(wěn)定, 不容易分解,可快速殺菌。 酪氨酸比色法 該法依據(jù)的原理是二氧化氯能與酪氨酸反應(yīng)生成紫色化合物,用特定的可見及紫外吸收來測(cè)定。依據(jù)在分光光度計(jì)的 260nm外測(cè)二氧化氯的吸光度值,以吸光度的值和二氧化氯的含量作圖,繪制出標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,根據(jù)吸光率的值從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上查出二氧化氯的含量。 丙二酸法 通過碘量法測(cè)定的穩(wěn)定性二氧化氯,除了測(cè)定二氧化氯的含量,測(cè)定數(shù)據(jù)里還包含一定量的次氯酸鈉,從而使測(cè)定值偏高。 碘量法 在實(shí)驗(yàn)室制備二氧化氯時(shí),會(huì)產(chǎn)生 ClO Cl CO 等氣體,溶解于蒸餾水中后,溶液的主要成分為 ClO ClO2175。電解法是將電解液(可以為食鹽水、氯酸鹽溶液或亞氯酸鹽溶液)電解得到并在裝置中與鹽酸直接反應(yīng)使之產(chǎn)生二氧化氯。二氧化氯水溶液中的二氧化氯會(huì)遇光分解,或者在 pH 值較高、有游離次氯酸存在時(shí)生成 ClO— 。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),有二氧化氯過度暴露史的人,其FEV1/FVC 明顯下降,且具有明顯的胸部癥狀。二氧化氯對(duì)鎳鈦線表面不僅無破壞作用,而且可以使鎳線比鈦線變得更強(qiáng)更硬。 二氧化氯在其它方面的應(yīng)用 二氧化氯除了上述各種應(yīng)用,還可以應(yīng)用于很多其他方面:用來降解多環(huán)芳烴和農(nóng)藥等環(huán)境難降解的物質(zhì);與雌二醇復(fù)合促進(jìn)黑發(fā)色素細(xì)胞生長(zhǎng),可有效治療白發(fā);用于對(duì)隱形眼鏡進(jìn)行消毒;用于殯儀館內(nèi)尸體的防腐等 [13]。例如二氧化氯用于啤酒等發(fā)酵操作環(huán)境的消毒,將逐步取代原有污染比較嚴(yán)重的消毒劑,如甲醛、漂白粉等。二氧化氯可以防治魚蝦類疾病,可以用于魚類養(yǎng)殖用水的消毒。 在農(nóng)牧業(yè)中的應(yīng)用 現(xiàn)在二氧化氯已較多地用于奶牛場(chǎng) 。此外,固載二氧化氯片劑小包裝還可以放在存放食品或其他易霉變物品的密封容器內(nèi),殺滅霉腐微生物,防止食品霉變腐壞 [10]。 作為專用防霉劑 實(shí)驗(yàn)證明,二氧化氯分子對(duì)霉菌的殺滅效果要比對(duì)其他細(xì)菌的殺滅效果好。 此外,二氧化氯還可對(duì)肝炎病人家庭的疫源地進(jìn)行消毒,一般物品用 500ppm 二氧化氯溶液進(jìn)行擦試,對(duì)公共設(shè)施和家庭用品及其表面用 200~500ppm 二氧化氯溶液噴灑或擦試,可以取得較好的消毒殺菌效果 [12]。 二氧化氯在醫(yī)療保健行業(yè)的應(yīng)用 在醫(yī)療方面和保健行業(yè),二氧化氯可對(duì)醫(yī)療相關(guān)的器材進(jìn)行滅菌、消毒,還可以用作傷口沖洗液、病源地的消毒液,醫(yī)院、公共廁所等公共場(chǎng)所的消毒液和除臭液。為了更好地開發(fā)二氧化氯其他的一些用途及擴(kuò)展其使用的領(lǐng)域,最近幾年來一些發(fā)達(dá)國(guó)家都致力于研究發(fā)展生產(chǎn)二氧化氯固體的工藝流程。 ClO2在常溫下是一種氣體,能夠迅速而均勻地分散到空隙中和其他物質(zhì)難以到達(dá)的區(qū)域。因而,二氧化氯在紡織工業(yè)和造紙方面的應(yīng)用越來越廣泛 [16]。二氧化氯的氧化能力介于氯氣與次氯酸之間,比次氯酸弱,比氯氣強(qiáng),但用它漂白能克服以上氯氣與次氯酸的不足,漂白后白度高,粘度下降少,紙漿得率高,不透明性好,塵埃點(diǎn)易脫色,廢水污染少 [13]。 二氧化氯可對(duì)水、各種加工食品的設(shè)備、食品包裝袋、飲料瓶進(jìn)行殺菌消毒處理,還可用于水產(chǎn)品等物質(zhì)的保鮮防腐,去除蔬菜水果等表面殘留的農(nóng)藥以及驅(qū)除冰柜等冷藏裝置中的異味 [9]。二氧化氯除了作為上述食品、果蔬的保鮮劑外,還可作為除臭劑,并已制成產(chǎn)品用于家用冰箱、工業(yè)冷庫的脫臭和公共場(chǎng)所的空氣清新劑。二氧化氯還可以將水中的二價(jià)鐵、二價(jià)錳分別氧化成不溶于水的三價(jià)鐵、四價(jià)錳,以達(dá)到除鐵除錳的目的 [14]。 綜合考慮,二氧化氯的消毒效果最好,且在較寬的 pH 范圍內(nèi),二氧化氯對(duì)大腸桿菌有較強(qiáng)的殺滅力。二氧化氯在 pH= 8 時(shí)的殺菌效果比 pH= 7 時(shí)好,而氯則是在 pH= 7 時(shí)比 pH= 8 時(shí)的殺菌效果好。 固體二氧化氯制品 固體二氧化氯制品并非固態(tài)二氧化氯。二氧化氯水溶液為無毒液體,可以制成 2%~8%的水溶液作為商品出售。 二氧化氯水溶液 高純度的二
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