Сернистый натрий, содержащийся в зеленом щелоке, не подвергается каустизации и поэтому не требует на себя рас­ хода едкой извести.

При работе с растворами зеленого и белого сульфатного щелока, во избежание порчи лабораторного имущества, а также загрязнения воздуха помещения сероводородом, необ­ ходимо соблюдение мер предосторожности. Титрование необхо­ димо вести в вытяжном шкафу. По окончании титрования сле­ дует немедленно осторожно слить содержимое колбы в глубь раковины, специально отведенной для этого, и хорошо промыть водой из водопровода.

Получение и анализ белого щелока для сульфатной и натронной варок

Белый варочный щелок для сульфатной варки получается путем каустизации зеленого щелока, а для натронной варки — путем каустизации раствора соды. Задачей каустизации яв­ ляется перевод неактивного с точки зрения варки реагента Na2C03 в активный NaOH. Каустизация осуществляется из­ вестью.

При взаимодействии соды с гидроокисью кальция происхо­ дит следующая реакция:

Na2C 03+ C a 0 + H20 ^ 2 N a 0 H + C a C 0 3.

106,0 56,8 80,0 100,0

Гидроокись кальция получается из извести в результате га­ шения ее водой, содержащейся в зеленом щелоке.

Превращение соды в едкий натр действием извести основано на различной растворимости Са(ОН)2 и СаС03. Растворимость

Реакция каустизации обратима и в производственных усло­ виях до конца не доходит. При действии одноименных ионов,

например ОН“ и С 03~, растворимость извести и карбоната каль­ ция уменьшается. В начале реакции растворимость карбоната кальция очень мала, а растворимость гидроокиси такая же, как в чистой воде. Поэтому карбонат кальция, возникающий в ре­ зультате реакции каустизации, сразу выпадает в осадок, и ре­ акция протекает слева направо до тех пор, пока увеличение

ношение содержания в растворе едкого натра к сумме едкого натра и карбоната натрия, выраженных в эквивалентных еди­ ницах (обычно в единицах Na20).

Степень каустизации зависит от температуры, содержания в растворе соды, сульфида натрия и др. При повышении темпе­ ратуры степень каустизации понижается, так как раствори­ мость Са(ОН)2 при этом уменьшается, а растворимость СаС03 повышается. Практически каустизацию проводят обычно при температуре 95—100 °С, продолжительность реакции при этом составляет 1,5—2 ч.

При повышении концентрации щелока степень каустизации уменьшается. В производственных условиях каустизацию зеле­

Зная содержание Na2C03 в зеленом щелоке и содержание СаО в извести, рассчитывают количество извести, необходимой для каустизации. Расчет производят на основании уравнения каустизации, из которого следует, что на одну массовую часть (м. ч.) Na2C03 требуется 0,536 м. ч. СаО, с образованием 0,754 м. ч. NaOH и 0,943 СаС03.

Для обеспечения необходимой скорости и полноты реакции каустизации расход извести увеличивают на 2—10 % от теоре­ тически необходимого количества.

Анализ извести. Техническая известь кроме свободной окиси кальция содержит окись магния (MgO), карбонаты кальция и магния (CaC03, MgC03), силикаты кальция (CaSi03), фер­ риты, алюминаты и другие соединения. Известь гигроскопична, поглощает углекислоту, имеет малую растворимость в воде, снижающуюся при повышении температуры.

Активная СаО — это та часть извести, которая реагирует с водой при обычных условиях гашения в течение определен­ ного времени (до 3 мин). Часть свободной СаО гасится дольше

снижающие скорость ее гашения. Пережженная известь также -гасится очень медленно.

Для определения в извести активной СаО берут среднюю пробу ее в количестве около 0,14 г, взвешивают на аналити­ ческих весах в сухом бюксе и ссыпают в сухую колбу для тит­ рования, которую закрывают резиновой пробкой. Бюкс с остат­ ком приставшей извести тотчас же взвешивают на аналитиче­ ских весах и по разности определяют взятую для анализа навеску. Известь в колбе гасят небольшим количеством кипя­

оттитровывают 0,1 н. НС1 до появления слабо-розового окра­ шивания (Vi). В случае разрушения метилор.анжа выделяю­ щимся сероводородом в конце титрования добавляют еще одну каплю индикатора.

Точность титрования проверяют путем добавлейия по кап­ лям к оттитрованной жидкости раствора 0,1 н. NaOH до воз­ никновения желтого окрашивания.

Общую щелочность вычисляют-по уравнению

где X — общая щелочность в единицах Na20, г/л; V\ — расход соляной кислоты на титрование, мл;

К— нормальность кислоты;

Т— титр 1 н. раствора Na20, равен 0,031.

Определение активной щелочи (NaOH+Na2S) основано на следующих реакциях:

Nа2С03 -f- ВаС12= ВаСОэ+ 2NaCl;

Na2S04+BaCl2= B aS 04+2NaCl;

NaOH+ НС1= N aCl+H 20 ;

Na2S+ 2H C l= 2N aC l+ H 2S.

Берут 10 мл исходного сульфатного щелока, помещают в мерную колбу вместимостью 500 мл и обрабатывают 75 мл 1 н. раствора хлористого бария (отмеряют цилиндром), раз­ бавляют водой до черты, тщательно перемешивают и дают от­ стояться от образовавшегося осадка раствору, содержащему NaOH и Na2S. Затем осторожно отбирают 20 мл раствора и по­ мещают в колбу для титрования, добавляют 1—2 капли мети­ лоранжа и оттитровывают 0,1 и. НС1 (У2) до появления слабо­ розового окрашивания.

Отбор из отстоявшегося раствора лучше всего осуществлять специальной грушей, имеющей винтовой зажим. Для этого по­ гружают в мерную колбу пипетку на такой уровень, чтобы обеспечить взятие необходимого объема отстоявшегося рас­ твора, затем плавно освобождают зажим и всасывают рас­ твор пипеткой выше черты. После этого, не снимая груши, вы­ нимают из мерной колбы пипетку, ставят ее конец на указа­ тельный левый палец и, удалив грушу, закрывают пипетку правым указательным пальцем.

Перед отбором щелочного раствора указанным выше спосо­ бом следует приобрести необходимый навык, для этой цели использовать растворы отстоявшейся суспензии каолпна или мела.

Активную щелочность вычисляют по формуле

К— нормальность кислоты;

Т— титр 1 н. раствора Na20, равен 0,031.

Зная содержание общей титруемой и активной щелочи, вы­ раженных в эквивалентных единицах, по разности рассчиты­ вают количество Na2C03, содержащегося в сульфатном белом

ляется по разности: от общей активной щелочи вычитают ще­ лочность сульфида натрия, выраженную в эквивалентных еди­

Для перевода указанных соединений в единицы Na20 пользуются следующими коэффициентами: для NaOH — 0,7748; для Na2C03 — 0,5849; для Na2S — 0,7941.

Анализ щелока для натронной варки, получаемого в случае каустизации раствора соды, осуществляется путем титрования соляной кислотой с применением двух индикаторов. Для этого испытуемый раствор вначале титруется в присутствии фенол­ фталеина до обесцвечивания — при медленном добавлении кис­ лоты и одновременном помешивании раствора во избежание разложения кислотой образующегося NaHC03. Затем к обес­ цвеченному раствору добавляют метилоранж и оттитровывают до слабо-розовой окраски. При этом происходят следующие реакции:

в присутствии фенолфталеина и расходе НС1 (1Л) Na0H + HCl = NaC14-H20; Na2C03+H C l= N aC l+ N aH C 03;

в присутствии метилоранжа и при расходе НС1 (V2) NaHC03+ НС1= NaCl+ H20 + C02.

Для расчета количества соляной кислоты, затраченной при титровании испытуемого натронного щелока, отдельно на взаи­ модействие с едким натром й содой по уравнениям реакций

NaOH + H C l=N aC l+H 20; Na2C03+ 2НС1=2NaCl + Н20 + С02