phân tích các thành phần của pin,công nghệ sản xuất pin hồ điện:Đây là công nghệ sản xuất pin cổ điển nhất vẩn còn được sử dụng đến ngày nay ở một số nước trên thế giới,trong đó có Việt Nam.công ty đã sử dụng công nghệ này từ khi thành lập cho đến tháng 9 năm 2002.Hiện nay công nghệ này chỉ còn sử dụng để sản xuất pin R40 với số lượng nhỏ,cac loại pin còn lại dã chuyển sang công nghệ hiện đại hơn .Sau dây là tóm tắt quá trình sản xuất pin hồ điện .
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa LỜI CẢM ƠN Thực tập quãng thời gian quan trọng để sinh viên nâng cao lực thực hành, đầy khó khăn sinh viên làm việc môi trường mới, có khác biệt lớn lý thuyết thực tế Thông qua đợt thực tập giúp sinh viên học hỏi nhiều điều có nhìn thực tế công việc tương lai Em xin gửi lời cảm ơn đến nhà trường, khoa Công Nghệ Hóa tạo điều kiện cho sinh viên khoá 11 chúng em thực tập học hỏi kinh nghiệm công ty viện nghiên cứu Trong thời gian thực tập , em nhận giúp đỡ nhiệt tình cô anh chị “CÔNG TY PIN HÀ NỘI” Đặc biệt em xin cảm ơn thấy NGUYỄN MẠNH HÀ CÔ TUYẾT, CHÚ SƠN giành cho chúng em ưu đãi đặc biệt, tận tình hướng dẫn, bảo, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành bao cao Do thời gian thực tập không dài, kinh nghiệm không nhiều nên viết em không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, giúp đỡ thầy( cô) giáo cô công ty để hoàn thành tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên NAM NGUYỄN VĂN NAM NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa GIỚI THIỆU CÔNG TY 1.LICH SỬ PHÁT TRIỂN CỬA CÔNG TY Nhà máy PIN VĂN ĐIỂN ,nay Công ty Cổ Phần PIN HÀ NỘI ,được thành lập Ngày 01 tháng 01 năm 1960 Công ty cổ phần PIN HÀ NỘI thành viên tổng công ty HÓA CHẤT VIỆT NAM Địa :thi trấn Văn Điển ,huyện trì ,thành phố Hà Nội Số điên thại (04)38615365—số Fax (04)38612549 Website:www.habaco.com.vn Email:habaco@habaco.com.vn Khi thành lập công ty nhà máy sản xuất miền Bắc cung cấp Pin cho quân đội mục đích khác cho kinh tế quốc dân Theo thiết kế ban đầu,công suất nhà máy triệu pin/ca/năm, Với khoảng 200 lao động day truyền sản xuất thủ công ,công nghệ lạc hậu Chủng loại pin gồm loại pin thông dụng R20S,R40,pin vuông 4,5V Loại pin tổ hợp phục vụ quốc phòng năm đầu vào sản xuất ,nhà máy đạt sản lượng tới 25 triệu pin/năm Sau nhà máy với nước bước vào đấu tranh phá hoại đế quốc Mỹ,và trải qua thời kì đặc biệt khó khăn thời gian 1965-1973, nhà máy phải hai lần sơ tán ,ba lần bị địch bắn phá ác liệt ,trong có hai lần máy bay B52, gần 20 CBCNV hy sinh ,có đồng chí truy tặng liệt sĩ làm nhiệm vụ Mặc dù bị bắn phá ác liệt,nhà máy khu tập thể công nhân biến thành đống tro tàn ,nhưng sản xuất giữ vững,pin “con thỏ ”vẫn cung cấp đầy đủ cho đội đánh Mỹ nói hết chủ nghĩa anh hùng CBCNV nhà máy pin VĂN ĐIỂN thời kì chiến tranh tàn khốc mà điển hình 29 chiến sỹ nhà máy anh dung hy sinh khắp chiến trường ngây mảnh đất Anh chị tô thắm thêm truyền thống nhà máy pin miền Bắc nước ta Chiến tranh qua hậu thật nặng nề.Nhà máy bị hủy hoại để lại bao cảnh tàn phá với bao nỗi mát tưởng bù đắp Trước mắt nhà máy khó khăn chồng chất cần phải vượt qua.nhưng ý chí kiên cường đội ngũ công nhân lao động rèn luyện lửa đạn đến lúc phát huy Chỉ sau thời gian ngắn ,nhà máy phục hồi vào sản xuất ổn định Sản lượng năm sau chiến tranh đạt mức 35 triệu pin/năm NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Tuy nhiên tình hình không kéo dài bao lâu.nguồn vật tư xản suất ngày khó khăn viện trợ nước cạn kiệt chế bao cấp với hậu chiến tranh đẩy tình trạng hoạt động nhà máy vào bế tắc Nguyên vật liệu vật tư thiếu ,dây chuyền thiết bị quy trình công nghệ lạc hậu ,chất lượng sản phâm không cải thiện ,sản xuất ngày xuống ,sản lượng cuối năm 1980 đạt mức 2/3 so với thời kì trước chiến tranh phá hoại đời sống 1000 cán công nhân viên bị đe dọa Trước tình hình đó,đường lối đổi đảng luồng sinh khí thổi bùng lên tiềm doanh nghiệp ,tạo nên động lực ,giúp doanh nghiệp tháo gỡ khó khăn ,chủ động sản xuất kinh doanh ,từng bước lên ,khẳng định vị trí doanh nghiệp kinh tế Từ đầu nă 90,Công ty bắt đầu trình đổi dây chuyền sản xuất pin R20S với công nghệ hồ điện Những năm sau dây chuyền pin R6P với công nghệ giấy tẩm hồ , dây chuyền R20P,dây chuyền pin kiềm LR6,dây chuyền pin R14.Đầu năm 1999 đầu tư công nghệ giấy bao than không quấn Ngoài dây chuyền công nghệ đồng ,công ty đầu tư thiết bị quan trọng khác,nhằm tăng lực sản xuất ,nâng cao chất lượng sản phẩm ,cải thiện diều kiện làm việc cho người lao động môi trường sản xuất thiết bị trộn bột cực dương điều khiển kĩ thuật số.Đó máy dập ống kẽm có tốc độ 85 cái/phút ,thiết bị chế tạo giấy tẩm hồ vv Nếu vào năm đầu thập kỷ 90 công ty có công nghệ để sản xuất pin,đó công nghệ pin hồ điện ,thì đến công ty có công nghệ sau : 1-công nghệ sản xuất pin giấy tẩm hồ 2-công nghệ sản xuất pin kiềm(là công nghệ thuộc loại đại) 3-công nghệ sản xuất giấy tẩm hồ Nhờ đổi mời công nghệ thiết bị ,trong thời gian ngắn (1993-2008)sản lượng pin tăng khoảng năm lần ,trong lao động băng 1/3 Mặt nhà xưởng xây dựng lại nâng cấp.Hệ thống cấp điện ,cấp nước ,thoát nướn hoàn chỉnh ,ổn định cho phát triển lâu dài Về chất lượng sản phẩm ,nhơ có đổi công nghệ,từ năm 1993 ,pin R20 pin R6P liên tục tặng thưởng huy chương vàng hôi j chơ chiển lãm hàng Quốc Tế Hàng Công Nghiệp Việt Nam.nhiều năm liền từ 1999,2000 đến nhiều người tiêu dùng bình chọn vào TOP 100 HÀNG VIỆT NAM chất lượng cao nói chất lượng pin “con thỏ” không thua pin ngoại loại lưu thông thị trường VIỆT NAM Nhờ uy tín chất lượng mà hệ thống tiêu thụ không ngừng phát triển mở rộng Hiện mạng lưới tiêu thụ sản phẩm nằm rải rác khăp miền Bắc-TrungNam.Thị phần pin “con thỏ” chiếm khoảng 40% thị phần pin nội địa góp phần làm ổn định thị trường ,cung cập cho người tiêu dùng Việt Nam sản phẩm pin đạt tiêu chuẩn chất lượng ổn định NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Nhằm mở rộng thị trường khẳng định vị trí ngành xuất pin Việt Nam ,trong năm tới công ty tiếp tục đầu tư phát triển ,tiếp tục đưa thị trường sản phẩm chất lượng cao Công ty triển khai áp dụng vào năm 2002được cấp chứng quản lý chất lượng đạt tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001-2000.Công ty xây dựng lộ trình khoa học –công nghệ đến năm 2005 chiến lược phát triển khoa học công nghệ đến năm 2005,sản phẩm công ty phải đa dạng đạt mức chất lượng khu vực giới Để hội nhập với thị trường khu vực quốc tế ,theo đường lối chủ trương đảng phép BỘ CÔNG NGHỆP ,từ ngày 01/01/04 công ty Pin Hà Nội chuyển đổi từ doanh nghiệp nhà nước thành công ty cổ phần Pin Hà Nội ,hoạt động theo luat doanh nghiệp Từ đến ,Công Ty đầu tư đổi 100% thiết bị ,công nghệ hệ thống nấu cán kẽm,dập đồng xu ,dập ống kẽm dây chuyền sản xuất pin R20C,R14P,R6P,R03P với máy móc công nghệ pin tẩm hồ tiên tiến đại suất cao ,thân thiện với môi trường Để ghi nhận thành tích hào hùng chiến đấu chống chiến tranh hoại đế quốc Mỹ ,cũng thành tích công đổi nhà máy pin Văn Điển công ty cổ phần pin Hà Nội nhà nước tặng thưởng cho cán công ty pin Hà Nội phần thưởng sau đây: Huân chương lao động hạng Huân chương kháng chiến hạng hai Huân chương lao động hạng hai Huân chương chiến công hạng ba Và danh hiêu cao ANH HUNG LỰC LƯỢNG VŨ TRANG NHÂN DÂN Đó vinh dự niềm tự hào to lớn hệ CBCNV công ty qua thời kỳ,đó tài sản vô quý báu hành trang công ty ,bước vào giai đoạn công nghiêp hóa đại hóa đất nước NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 2.cơ cấu tổ chức(theo cấu chức năng) ĐẠI HỘI CỔ ĐÔNG HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ : - chủ tịch - ủy viên BAN KIỂM SOÁT GIÁM ĐỐC PGD PGĐ(ĐDCL) CÁC PHÒNG BAN CÁC PHÂN XƯỞNG Các phòng ban gồm có: 1.phòng kế hoạch- vật tư(KH-VT) 2.phòng kỹ thuật công nghệ-mội trường-kiểm tra chất lượng sản phẩm(KTMT-MT-KCS) 3.phòng kỹ thuật điện (KTCĐ) 4.phòng tổ chức-hành –phục vụ(TC-HC-PV) 5.phòng tài kế toán (TC-KT) 6.phòng thị trường tiêu thụ (TT-TT) Các phân xưởng gồm : 1.phân xưởng phụ kiện 2.phân xưởng pin số 3.phân xưởng pin số Ngoài hai đơn vị sau trực thuộc giám đốc: 1.tổ điện –hơi-nước 2.tổ khí NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 3.Tóm tắt trình công nghệ sản xuất Như trình bày ,công ty cổ phần pin Hà Nội có nhiều chủng loại sản phẩm pin pin R40,R20C,R20P,R14P,R6P,LR6,R03P… sản xuất theo công nghệ chủ yếu : công nghệ pin giấy tẩm hồ công nghệ pin kiềm A-công nghệ sản xuất pin hồ điện: Đây công nghệ sản xuất pin cổ điển vẩn sử dụng đến ngày số nước giới,trong có Việt Nam.công ty sử dụng công nghệ từ thành lập tháng năm 2002.Hiện công nghệ sử dụng để sản xuất pin R40 với số lượng nhỏ,cac loại pin lại dã chuyển sang công nghệ đại Sau dây tóm tắt trình sản xuất pin hồ điện 1.sản xuất phận pin: 1.1 chế tạo cực dương : Từ nguyên liệu : NH4Cl, Graphite, MnO2, Muội, Dung dịch điện ly trộn , sau lập thành hình trụ cọc than gọi bao than đen 1.2 chế tạo cực âm: Kẽm thỏi nấu chảy,bổ sung số kim loại với lượng nhỏ,khấy vớt xỉ ,đổ khuôn ,cán ,dập thành đồng xu thành nhiều ống kễm làm cực âm 1.3 chế tạo hồ điện : Hồ điện chất ngăn cách chất dẫn điện loại cực dương cực âm chế tạo sau: -pha chế dung dịch điện ly từ nguyên liệu chủ yếu : NH4, ZNCl, HgCl2 H2O.các nguyên liệu khấy theo công thức định trước đươc xử lý tạp chất kim loại nặng -sau người ta cho thêm vào tinh bột ngô bột mì,khấy đều.Như chế tạo hồ điện lắp ghép pin đơn thành phẩm: Từ phận pin cực dương ,cực âm, hồ điện người ta tiến hành lắp ghép pin qua công đoạn sau: 2.1 quấn : Bao than đen gói tron giấy sau quấn lớp trở thành bao than trắng 2.2 chưng hồ theo bước sau: - rót hồ điện vào ống kẽm - cho bao than trắng vào ống kẽm - điều chỉnh hồ - đạy giá tâm - gia nhiêt bể nước nóng cho chín hồ - cuối làm mát bể nước nguội 2.3 công đoạn phong lắp: NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa - thao giá tâm - làm đầu cọc than - đậy nắp giấy - đổ xi phong lên lắp giấy - lắp mũ đồng lên đầu cọc than ,sau để pin lưu khay pin nguội 2.4 công đoạn thành phần gồm bước công việc sau: - đánh đáy - đậy nắp nhựa - viền mép pin - lồng nướng tóp pin - lồng nướng tóp đôi - vào hộp tá - vào hòm thành phẩm - nhập kho B-quy trình công nghệ sản xuất pin giấy tẩm hồ: Tuy pin cổ điển Lé Clanche,nhưng công nghệ sản xuất pin giấy tẩm hồ có nhiều ưu điểm công nghệ pin hồ điện số điểm : Khả giới hóa cao nên tạo suất lao động cao Vệ sinh môi trường tốt Dung lượng ,cường độ dòng điện so với pin kích thước lớn Thời gian bảo quản lâu ,sản phẩm thân thiện với môi trường hơn… sản xuất bột cực dương- bao gồm công đoạn: • pha chế điện dịch • trộn bột cực dương chế tạo cực âm-bao gồm công đoạn : • nấu cán kẽm dập đồng xu • Đánh bóng đồng xu,dập ống kẽm,cắt via ống kẽm lắp ráp pin đơn: tiến hành dây chuyền liên hoàn ,qua bước công việc sau: lắp giấy tẩm hồ vào ống kẽm lắp bát giấy lắp bao than lắp nắp giấy NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa MỞ ĐẦU Như biết pin khô nguồn tích trữ lượng dùng để vận hành loại điện tử : laptop,máy tính, điện thoại Thành phần pin bao gồm nhiều nguyên tố hóa học như: Mn2+, Fe, Cu, SO42-, Pb, ZnCl2 thành phần như: Mn2+, Fe, ZnCl2 yếu tố quan trọng gây ảnh hưởng lớn tới thành phần chất lượng pin Hàm lượng MnO2 ZnCl2 thành phần chiếm tỷ lệ lớn thành phần pin, chất lượng yếu tố ảnh hưởng lớn tới chất lượng loại pin sản xuất, hàm lượng Fe yếu tố có hại có lẫn thành phần bột MnO2 ZnCl2 Hàm lượng Fe mà lớn gây ảnh hưởng lớn tới chất lượng nguyên liệu đầu vào MnO2 ZnCl2.Vì mà em trọn đề tài “ phân tích tiêu Fe, Mn, ZnCl2 pin ” để làm khóa luận tốt nghiệp Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Xác định tiêu Fe, Mn, ZnCl2 pin khô, đặc biệt xác định ảnh hưởng tiêu tới trình sản xuất pin khô NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I TỔNG QUAN VỀ PIN KHÔ Cấu tạo thành phần hóa học pin khô 1.1 Cấu tạo Pin khô cấu tạo : * Cực dương : gồm thành phần : bột mangan oxit, bột graphite, muội axetylen, amoniclorua dạng tinh thể có thêm than hoạt tính Hỗn hợp chất sau phối trộn với dung dịch điện ly NH 4Cl 20% ủ trộn đồng hỗn hợp sau sàng lọc hạt đưa vào dây chuyền sản xuất * Cực âm : kẽm thỏi đưa vào nấu chảy, gia công dập thành ống kẽm dùng để làm vỏ pin - Vỏ pin làm kẽm kim loại Vỏ pin chứa lượng muối amoniclorua NH4Cl có ZnCl2 ẩm ngăn cách với lớp giấy khỏi hỗn hợp cacbon (C) mangan oxit (MnO2) Hỗn hợp ép chặt với xung quanh chì để làm bột cực dương Trong cực pin khô này, vỏ chứa lớp kẽm bên anot (-) Lớp kẽm bị oxi hóa theo phương trình sau : Zn → Zn2+ + 2e Thanh chì bao bọc bột MnO làm cực dương (+).Mangan đioxit (MnO2) trộn với bột than để tăng tính dẫn điện Phản ứng cột catot (+) sau : 2MnO2 + H2 → Mn2O3 + H2O H2 bay từ NH4 ( dung dịch ẩm ) : 2NH4+ + 2e → H2 + 2NH3 Và NH3 kết hợp với Zn2+ Trong phản ứng này, mangan chuyển số oxi hóa từ Mn4+ Mn3+ : NGUYỄN VĂN NAM Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Zn + MnO2 + 2NH4+ → Mn2O3 + [Zn(NH3)2]2+ + H2O Pin có suất điện động khoảng 1.5v, giá trị xấp xỉ tư nhiên suất điện dộng có quan hệ với phản ứng phức tạp catot Phản ứng anot tương đối đơn giản điện cực Mặt khác, phản ứng hao giảm chất hóa học làm tăng điện trở pin nguyên nhân làm giảm suất điện động pin 1.2 Thành phần hóa học pin 1.2.1 Sắt (Fe) 1.2.1.1 Sắt tự nhiên Sắt kim loại phổ biến nhất, người ta cho nguyên tố phổ biến thứ 10 vũ trụ Sắt nguyên tố phổ biến (theo khối lượng, 34.6%) tạo Trái Đất, tập trung sắt lớp khác Trái Đất dao động từ cao lõi bên tới khoảng 5% lớp vỏ bên ngoài; phần lõi Trái Đất chứa tinh thể sắt nhiều khả hỗn hợp sắt niken, khối lượng lớn sắt Trái Đất coi tạo từ trường Sắt kim loại tách từ mỏ quặng sắt, khó tìm thấy dạng tự Để thu sắt tự do, tạp chất phải loại bỏ phương pháp khử hóa học Sắt sử dụng sản xuất gang thép, hợp kim, hòa tan kim loại khác (và số kim hay phi kim, đặc biệt cacbon) 1.2.1.2 Tính chất sắt a Tính chất vật lí - Là kim loại màu trắng xám, dẻo, dễ rèn, dễ kéo sợi nhiệt độ đông đặc = 1539oC nhiệt độ nóng chảy = 2770oC - Là kim loại nặng : d = 7.9 g/cm3 - Sắt bị nam trâm hút dễ bị nam trâm hoá nên làm lõi động điện b Tính chất hóa học NGUYỄN VĂN NAM 10 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG II : DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT lắp cọc than lắp nắp giấy rót xi bôi keo làm kín( day chuyền sử dụng công nghệ làm kín keo bỏ công đoạn : 6.lắp giấy 7.rót xi) lắp mũ đồng 10.lắp nắp nhựa 11.viền mép 12.ấn ngấn 13.lưu pin Hoàn thiện sản phẩm : 14.đánh bóng đáy pin 15 kiểm nghiệm 16.lồng tóp đơn 17.nướng tóp đơn 18.lồng tóp vỉ hoăc pin 19.nướng tóp vỉ 20.vào hộp nhỏ ,và vào hòm 21.nhập kho I DỤNG CỤ - Bình nón 250 ml - Ống so màu có vạch định 50ml - Pipep 0.5ml, 2ml, 5ml, 10ml, 25ml - Quả bóp cao su - Cân phân tích - Bình định mức loại 250ml, 500ml - Buret 10 ml, 50ml II HÓA CHẤT - HCl 1:1, H2O2 3%, H2SO4 đặc, KCNS 1N, dung dịch chuẩn Fe3+ -SnCl2, HgCl2 0.2N, KMnO4 0.1N - Hỗn hợp bảo vệ (70g MnSO4 + 125 ml H2SO4 + 125 ml H3PO4 đặc ) - H3PO4, KI, Na2S2O3 0.1N, thị hồ tinh bột NGUYỄN VĂN NAM 28 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa - HCl 6N, thị ETOO, EDTA 0,1N, metyldacam 0.1%, dung dịch đệm NH4OH/NH3 III PHA HÓA CHẤT - Dung dịch HCl 1: : lấy 500 ml nước cho vào cốc 1000 ml sau thêm vào cốc 500 ml axit HCl - Dung dịch KCNS 1N : Cân 98g KCNS tinh thể cân công nghiệp hòa loãng cốc 300 ml đổ vào bình dung lượng 1000ml pha loãng - H2O2 3% : Lấy 50ml H2O2 30% cho vào cốc chứa sẵn 950 ml nước cất lần ( dùng với số lượng pha 5ml H2O2 95 ml nước cất ) - Pha dung dịch chuẩn Fe 3+ : Cân xác 0,2161g phèn Fe (III) cân phân tích tẩm ướt mẫu 1-2 giọt H2SO4 đặc, hòa tan nước cất chuyển hoàn toàn vào bình định mức 250 ml.Thêm nước cất tới vạch định mức lắc dung dịch ta dung dịch sắt có T= 0,1mg/ml - SnCl2 : Cân 56,5g SnCl2.2H2O tinh thể cho vào bình 600 ml cho thêm 80ml axit HCl đặc, để nguội sau pha loãng định mức tới 500 ml - HgCl2 O,2N : Cân 13,6g HgCl2 pha loãng định mức tới 500ml - Hỗn hợp bảo vệ ( 70g MnSO4 + 125 ml H2SO4 + 125 ml H3PO4 đặc ) Cách pha : lấy 500 ml nước cất thêm 125 ml H 2SO4 98% đổ từ từ vừa đổ vừa khuấy cốc, thấy cốc nóng dừng lại chờ tới cốc nguội cho thêm axit vào làm tiếp, tránh không đổ tập trung chỗ mà phải đổ dàn đều.Sau cho thêm 125ml H3PO4 đặc vào khuấy đều, cho tiếp 70g MnSO vào định mức lên 1000 ml - KMnO4 0.1N : Cân xác 3,20 g KMnO hòa tan nước cất hai lần vừa đủ 1000 ml đun từ từ 15 phút sau để nguội Để tuần bóng tối sau lọc vào bình nâu khô - H3PO4 : NGUYỄN VĂN NAM 29 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa - Na2S2O3 0.1N : Cân 26g Na2S2O3 0.2g Na2CO3 đun sôi đến dung dịch suốt Sau cho vào bình định mức 1000ml định mức chứa vào bình màu nâu để yên – ngày trước dùng - HCl 6N : Đong 500 ml dung dịch HCl d=1,19 pha vào cốc 1000ml có chứa sẵn 500 ml nước cất - Chỉ thị ETOO : Dung dịch pha cồn 0,5 % - Dung dịch đệm NH 4OH/NH3 : Cân 5,7g NH4Cl hòa tan vào 200 ml nước cho thêm 570ml NH4OH thêm nước cất vào định mức tới 1000 ml - Dung dịch chuẩn EDTA 0,1 N : Cân 18,6g EDTA cho vào bình định mức 1000ml NGUYỄN VĂN NAM 30 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG III : THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN I THỰC NGHIỆM Lấy mẫu 1.1 Lấy mẫu điện dịch Tuân theo nguyên tắc lấy mẫu bể chứa với bể đồng mặt hóa học lấy đâu cúng được, dụng cụ bát sứ hoăc dụng cụ lấy chuyên dụng * Dụng cụ : cốc lấy nước, bình đựng có nắp đậy đánh số thứ tự rõ ràng * Nguyên tắc : lấy số ngày quy định ghi bảng Lấy dung dịch từ thấp tới cao ví dụ lấy chai thứ lấy 1/2 chai; chai thứ hai lấy 2/3 chai; ba lấy 3/4 chai;… * Cách tiến hành : Bước : Dùng giấy giáp đánh bóng bề mặt kẽm Bước : Cắt miếng kẽm thành phần Bước : Gập cong miếng kẽm làm đôi cho vào cốc thủy tinh đánh số thứ tự rõ ràng Bước : Cho dung dịch chai vào cốc có chứa sẵn miếng kẽm sau đun bếp cách điện khoảng 45 phút Nếu sau đun xong mà bị đen cần báo cho phận để xử lý * Mục đích trình đun điện dịch : để loại bỏ kim loại nặng có chứa bể chứa : Cu, Fe, Pt, Cd…ảnh hưởng tới trình làm pin 1.2 Lấy mẫu bột bao than Tuân theo nguyên tắc lấy mẫu bao bì vật chứa : Lấy ống xiên lấy theo phần trăm (%) lô hàng * Dụng cụ : bao đựng bột; que xúc * Nguyên tắc : phải lấy số thứ tự quy định có ghi thùng * Cách tiến hành : lấy mẫu gia công qua máy nghiền trộn, sấy sơ bộ, thùng lấy lượng nhỏ khoảng độ từ – 10 g cho vào túi đựng, để số thứ tự bao NGUYỄN VĂN NAM 31 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Mẫu sau lấy cho cốc đựng mang cân cho vào tủ sấy để xác định hàm lượng ẩm 1.3 Lấy mẫu mangan Tuân theo nguyên tắc lấy mẫu bao bì vật chứa : Lấy ống xiên lấy theo phần trăm (%) lô hàng * Dụng cụ : bao đựng bột; que xúc * Lấy mẫu : Lấy mẫu bao xếp thành đống lớn, lấy khoảng 10% số bao nguyên liệu đến, dùng dao nhỏ cắt góc bao, lấy xung quanh đống tùy ý lấy bao khoảng từ 5-10g, gộp chung mẫu lại với sau chia làm phần trộn mẫu mang phần phá mẫu * Phá mẫu: Cân khối lượng mẫu định đem phân tích thêm nước cất H3PO4 vào để phá mẫu, lắc cho hỗn hợp bình tan hết đem phân tích 1.4 Lấy mẫu sắt Tuân theo nguyên tắc lấy mẫu bao bì vật chứa : Lấy ống xiên lấy theo phần trăm (%) lô hàng * Dụng cụ : bao đựng bột; que xúc a Sắt Mangan thiên nhiên * Giới thiệu : hàm lượng sắt nhiều hay tùy thuộc vào loại mangan oxit có thiên nhiên Hàm lượng sắt mangan lớn 15% ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm * Lấy mẫu : Lấy mẫu bao xếp thành đống lớn, lấy khoảng 10% số bao nguyên liệu đến, dùng dao nhỏ cắt góc bao,lấy xung quanh đống tùy ý lấy bao khoảng từ 5-10g, gộp chung mẫu lại với sau chia làm phần trộn mẫu mang 1phần phá mẫu * Phá mẫu : Cân 1g mẫu cho vào bình nón 250 ml cho thêm 100 ml HCl 1:1 để phá mẫu , đun dung dịch mẫu bếp cách cát tan hết mẫu Sau lấy lọc dung dịch giấy lọc băng xanh để loại bỏ kết tủa giữ lại phần dung dịch sau định mức thành 250 ml NGUYỄN VĂN NAM 32 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa b Sắt Mangan diện giải * Lấy mẫu : Lấy mẫu bao xếp thành đống lớn, lấy khoảng 10% số bao nguyên liệu đến, dùng dao nhỏ cắt góc bao,lấy xung quanh đống tùy ý lấy bao khoảng từ 5-10g, gộp chung mẫu lại với sau chia làm phần trộn mẫu mang 1phần phá mẫu * Phá mẫu : Cân 1g mẫu cho vào bình nón 250 ml cho thêm 100 ml HCl 1:1 + lượng H2O2 (khoảng giọt) để phá mẫu, đun dung dịch mẫu bếp cách cát tan hết mẫu Sau lấy lọc dung dịch giấy lọc băng xanh để loại bỏ kết tủa giữ lại phần dung dịch sau định mức thành 250 ml 1.5 Lấy mẫu ZnCl2 a, Phương pháp chuẩn độ EDTA * Lấy mẫu : Mẫu bao xếp thành đống lớn, lấy khoảng 10% số bao nguyên liệu đến, dùng dao nhỏ cắt góc bao lấy xung quanh đóng tùy ý lấy bao khoảng từ – 10g, gộp chung mẫu lấy lại với mang trộn đều, sau lấy phần mang phá mẫu để phân tích * Phá mẫu : Cân lượng mẫu ( dung dịch lấy khoảng 10ml ) chuyển vào bình định mức 500 ml dùng axit H 2SO4 để ZnCl2 tinh thể có lẫn tạp chất dùng H2SO4 để kết tủa với PA sau định mức lên 500 ml b, Phương pháp so màu * Phá mẫu : Cân lượng mẫu khoảng từ 5-10g ( dung dịch lấy khoảng 10ml ) chuyển vào bình định mức 500 ml dùng axit H 2SO4 để ZnCl2 tinh thể có lẫn tạp chất dùng H2SO4 để kết tủa với PA sau định mức lên 500 ml Các phương pháp phân tích 2.1 Xác định hàm lượng sắt (Fe) MnO2 thiên nhiên * Xác định sắt phương pháp chuẩn độ oxi hóa-khử KMnO4 a Nguyên tắc : Chuẩn độ ôxi hóa- khử Fe3+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + H2O NGUYỄN VĂN NAM 33 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa cho dư Sn vào để chuyển hóa hoàn toàn Fe 3+ Fe2+ dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu trắng Chú ý cho SnCl2 vào dung dịch phải cho vừa đủ lượng dư để dung dịch xuất kết tủa màu trắng có vân dải lụa, tránh cho không tạo kết tủa, cho dư nhiều tạo thành kết tủa trắng bong xám đen phải làm lại từ đầu Đây phản ứng tự thị : trước điểm tương đương dung dịch màu, sau điểm tương đương dung dịch có màu phớt hồng có cho dư giọt KMnO4 b Cách tiến hành Hút 50 ml dung dịch lọc vào bình nón 250 ml cho lên bếp điện đun sôi dung dịch đến sấp xỉ 90 0C, lấy cho thêm SnCl2 vào dung dịch nóng cho dư Sn 2+ khử hoàn toàn Fe3+ thành Fe2+ dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu trắng : Sn2+ + 2Fe3+ → 2Fe2+ + Sn4+ Để nguội dung dịch tới nhiệt độ phòng Dùng 30 ml HgCl2 bão hòa 10% HgCl2 tác dụng với toàn lượng Sn2+ dư dung dịch, lượng dư Sn 2+ ôxi hóa HgCl tạo thành calomen HgCl2 dải lụa trắng: SnCl2 + 2HgCl2 → SnCl4 + Hg2Cl2 Nếu kết tủa xuất chứng tỏ cho thiếu SnCl 2, kết tủa xuất lại kết tủa trắng bong xám đen chứng tỏ có nhiều SnCl phải làm lại Để yên dung dịch khoảng từ 3-5 phút cho tác dụng hoàn toàn, sau cho thêm vào bình 20 ml H2O 30 ml hỗn hợp bảo vệ Chuẩn độ dung dịch KMnO4 nồng độ 0,1N đến dung dịch chuyển từ màu trắng sang màu hồng * Công thức tính : NGUYỄN VĂN NAM 34 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội ( NV ) KMnO Khoa Công Nghệ Hóa a % Fe = mĐgFe ⋅ V đm V xđ ⋅ 100 NKMnO4 : nồng độ mol/l KMnO4 VKMnO4 : thể tích KMnO4 tiêu tốn mĐgFe : số miligam đương lượng Fe 2.2 Hàm lượng sắt mangan điện giải a Nguyên tắc Hòa tan lượng mẫu cân mangan điện giải thành phẩm nước, thêm vài giọt HCl Sau oxi hóa Fe 2+ lên Fe3+ đem màu dung dịch thử chứa Fe3+ ống màu thuốc thử KCNS 1N Phản ứng thực môi trường axit để tạo phức tan có màu đỏ máu Ở ống nghiệm khác đồng với ống trên, điều kiện ta cho thể tích nước cất thuốc thử tương tự từ ống chuẩn ta thêm từ từ dung dịch Fe3+ tiêu chuẩn xuống tới có cân màu ống Từ tính %Fe mẫu b Cách tiến hành * Pha dung dịch chuẩn Fe3+ : Cân xác 0,2161g phèn Fe (III) cân phân tích tẩm ướt mẫu 1-2 giọt H 2SO4 đặc, hòa tan nước cất chuyển hoàn toàn vào bình định mức 250 ml.Thêm nước cất tới vạch định mức lắc dung dịch ta dung dịch sắt có T= 0,1mg/ml * Cách tiến hành - Chuẩn bị ống để so màu: + Ống : Dùng 60ml nước cất để làm mẫu trắng cho thêm HCl 1:1 + 5ml KCNS 1N + dung dịch chuẩn Fe3+ 0,1mg/ml + Ống : Dùng dung dịch mẫu thực với thể tích khoảng 60 ml + 5ml KCNS 1N - So sánh màu dung dịch với ống màu hồng đậm chứng tỏ ống có nhiều sắt NGUYỄN VĂN NAM 35 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa * Công thức tính : T V Fe V đm ⋅ 1000.a V xđ 3+ % Fe = 100 VFe3+: thể tích Fe3+ tiêu tốn T : độ chuẩn ( 0,1mg/ml) G : khối lượng cân 2.2 Xác định hàm lượng MnO2 thiên nhiên a Nguyên tắc : Xác định hàm lượng MnO2 Trong môi trường axit MnO2 bị khử thành Mn2+,có mặt I- sinh I2: MnO2 + 4H+ + 2I- → Mn2+ + I2 + 2H2O Chuẩn độ lượng I2 sinh dung dịch Na 2S2O3 tiêu chuẩn với thị hồ tinh bột: I2 + 2S2O3 2- → 2I- + S4O62+ b Cách tiến hành Cân 0,2g mẫu cho thêm 20 ml nước cất, 3ml H 3PO4 vào lắc cho tan hết lượng mẫu bình.sau cân 3g KI 50 ml HCl 1:1 cho vào lắc Trong bình sinh lượng I 2, chuẩn độ lượng I2 sinh dung dịch Na2S3O3 0,1N đến dung dịch chuyển sang vàng rơm dừng lại cho thêm – giọt thị hồ tinh bột vào chuẩn độ chậm tới dung dịch màu * Công thức tính : % MnO2 = mĐgMnO2 100 VNa2S2O3: thể tích Na2S2O3 tiêu tốn Vo : thể tích mẫu trắng NNa2S2O3: nồng độ mol/l Na2S2O3 mĐgMnO2 : số miligam đương lượng MnO2 a : khối lượng cân MnO2 2.3 Xác định hàm lượng chất có ZnCl2 NGUYỄN VĂN NAM 36 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 2.3.1 Xác định hàm lượng ZnCl2 phương pháp chuẩn độ EDTA 0.05M a Nguyên tắc : Tại pH= 8- 10, ion Zn2+ tạo phức màu với thị ETOO có màu đỏ nho EDTA tạo phức bền với Zn2+ nên chiếm Zn2+ phức Khi phản ứng kết thúc màu dung dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh lục b Cách tiến hành : Hút 5ml dung dịch cho vào bình nón 250 ml cho 1-2 giọt thị metyldacam 0,1% vào để tạo màu hồng sau cho thêm 5-7 giọt NH 4OH để điều chỉnh môi trường pH pH = 8-10 làm màu hồng dung dịch Thêm 12 ml dung dịch đệm NH 4OH / NH3 (pH= 10) cộng thêm thị ETOO dung dịch chuyển sang màu đỏ nho Chuẩn độ dung dịch EDTA dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang xanh lục * Công thức % ZnCl2 = mĐgZnCl2 VZnCl2 : thể tích ZnCl2 tiêu tốn Vo : thể tích mẫu trắng NEDTA : khối lượng EDTA mĐgZnCl2 : số miligam đương lượng ZnCl2 G : khối lượng cân 2.3.2 Xác định hàm lượng sắt ZnCl2 phương pháp so màu a Nguyên tắc: Hòa tan lượng mẫu cân ZnCl2 thành phẩm nước, thêm vài giọt HCl Sau oxi hóa Fe2+ lên Fe3+ đem màu dung dịch thử chứa Fe3+ ống màu thuốc thử KCNS 1N Phản ứng thực môi trường axit để tạo phức tan có màu đỏ máu Ở ống nghiệm khác đồng với ống trên, điều kiện ta cho thể tích nước cất thuốc thử tương tự từ ống chuẩn ta thêm từ từ dung dịch Fe3+ tiêu chuẩn xuống tới có cân màu ống Từ tính %Fe mẫu b Cách tiến hành NGUYỄN VĂN NAM 37 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa * Pha dung dịch chuẩn Fe 3+ : Cân xác 0,2161g phèn Fe (III) cân phân tích tẩm ướt mẫu 1-2 giọt H 2SO4 đặc, hòa tan nước cất chuyển hoàn toàn vào bình định mức 250 ml Thêm nước cất tới vạch định mức lắc dung dịch ta dung dịch sắt có T= 0,1mg/ml * Cách tiến hành : Lấy khoảng 100 ml dung dịch ZnCl cho vào cốc tích 250ml thêm vào 2-3 giọt H 2O2 3%, 3-5 giọt HCl 1:1 đun sôi cô cạn đến khoảng 50ml lấy xuống để nguội tới nhiệt độ phòng - Chuẩn bị ống để so màu: + Ống : Dùng 50ml nước cất để làm mẫu trắng cho thêm HCl 1:1 + 5ml KCNS 1N + dung dịch chuẩn Fe3+ 0,1mg/ml + Ống : Dùng dung dịch mẫu thực với thể tích khoảng 50 ml + 5ml KCNS 1N So sánh màu dung dịch với ống màu hồng đậm chứng tỏ ống có nhiều sắt * Công thức tính T V Fe V đm ⋅ 1000.a V xđ 3+ % Fe = 100 VFe3+: thể tích Fe3+ tiêu tốn T : độ chuẩn ( 0,1mg/ml) II KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN NGUYỄN VĂN NAM 38 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Hàm lượng sắt mangan thiên nhiên Ngày Phần trăm (%) 18/3 18/3 29/3 5/4 15/4 15/4 19/4 2,8 2,52 3,22 6,44 3,78 3,64 3,5 Tiêu chuẩn công ty (%) ≤ 15 Nhận xét : Hàm lượng Fe có MnO thiên nhiên nhỏ so với tiêu cho phép ( < 15% ) nên phù hợp đưa vào sản xuất Hàm lượng sắt mangan điện giải Ngày 20/4 22/4 25/4 Phần trăm (%) 0,025 0,00625 0,00625 Chỉ tiêu (%) ≤ 0,012 * Nhận xét : Hàm lượng Fe có MnO điện giải mẫu phân tích có mẫu đạt tiêu cho phép công ty nên đưa vào sản xuất, mẫu số không đạt phận công nghệ để xử lý sau đua kiểm tra trước cho vào sản xuất MnO2 thiên nhiên Ngày 1/4 1/4 13/4 13/4 NGUYỄN VĂN NAM Phần trăm (%) 51,54 51,44 51,11 51,33 Tiêu chuẩn (%) 39 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội 20/4 20/4 Khoa Công Nghệ Hóa 52,2 51,54 * Nhận xét: Hàm lượng MnO2 có MnO2 thiên nhiên nhỏ so với tiêu cho phép ( > 50 % ) nên phù hợp đưa vào sản xuất Xác định hàm lượng ZnCl2 phương pháp chuẩn độ EDTA 0.05M Ngày Phần trăm (%) 21/3 28/3 7/4 21/4 8,3 8,37 8,48 8,37 Do nguyên liệu ZnCl2 nhập vào dung dịch kẽm nên tiêu dùng để tính giá với nhà cung cấp không bắt buộc phải nồng độ định Xác định hàm lượng sắt ZnCl2 phương pháp so màu Ngày 23/4 24/4 Phần trăm(%) Tiêu chuẩn (%) 0,000178 ≤ 0.0005 0,00012 * Nhận xét: Hàm lượng Fe có dung dịch ZnCl nhỏ so với tiêu cho phép (≤ 0,0005 % ) nên phù hợp đưa vào sản xuất CHƯƠNG V : KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu với đề tài “ phân tích số tiêu pin công ty cổ phần pin Hà Nội ” Tôi rút số kết luận sau: - Đã xác định số tiêu: Fe, MnO2, ZnCl2 pin khô công ty cổ phần pin Hà Nội Kết tiêu đạt tiêu chuẩn cho phép nhà máy NGUYỄN VĂN NAM 40 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa - Từ kêt phân tích mẫu thực nghiệm cho thấy nguồn nguyên liệu pin khô tốt đẻ tạo sản phẩm pin có chất lượng cao nhằm đáp ứng cho nhu cầu sử dụng người sử dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO 1,Cơ sở lý thuyết hóa học phân tích Tác giả: Nguyễn Thạc Cát, Đào Hữu Vinh, Từ Vọng Nghi 2,Hóa học phân tích ( phần : phương pháp định lượng toán học ) Tác giả: Nguyễn Tinh Dung 3, Hóa học vô Tác giả: Nguyễn Trọng Uyển 4, Các tiêu kỹ thuật chất lượng theo TCVN NGUYỄN VĂN NAM 41 Hóa Phân Tích Trường ĐHCN Hà Nội NGUYỄN VĂN NAM Khoa Công Nghệ Hóa 42 Hóa Phân Tích