PP xác định hằng số modul silicat trong na2sio3 nguyên liệu

Natri silicat: 1. Giới thiệu về Natri silicat: Natri silicat còn gọi là thủy tinh lỏng hay nước thủy tinh, ngoài dạng lỏng ra cò tồn tại ở dạng rắn. Natri silicat ở dạng lỏng sản xuất từ xút và cát thạch anh, dùng để sản xuất xà phòng, kem giạt, bột giặc tổng hợp, và các mục đích khác. 2. Tính chất lý hóa của Natri silicat: Công thức hoá học : Na2SiO3, mNa2O. nSiO2. Khối lượng phân tử : 284,22. Ngoại quan : là chất lỏng trong, sánh, không màu hoặc màu vàng xanh. Có phản ứng kiềm. Có độ nhớt rất lớn như keo . Nếu được bảo quản kín thì có thể để được lâu dài nhưng dễ bị phân dã khi để ngoài không khí, độ phân dã càng lớn khi modul silic càng cao. Dễ bị các axít phân hủy ngay cả H2CO3 và tách ra kết tủa keo đông tụ axít silicsic Để sản xuất Natri silicat, có thể dùng phương pháp (công nghệ) khô và ướt.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

MÔN: PHÂN TÍCH CÔNG NGHIỆP

ĐỀ TÀI: XÁC ĐỊNH MODUL SILICAT

I Natri silicat:

1 Giới thiệu về Natri silicat:

- Natri silicat còn gọi là thủy tinh lỏng hay nước thủy tinh, ngoài dạng lỏng ra cò

tồn tại ở dạng rắn

- Natri silicat ở dạng lỏng sản xuất từ xút và cát thạch anh, dùng để sản xuất xà

phòng, kem giạt, bột giặc tổng hợp, và các mục đích khác

Natri silicat dạng lỏng Natri silicat dạng rắn

2 Tính chất lý hóa của Natri silicat:

- Công thức hoá học : Na2SiO3, mNa2O nSiO2

- Khối lượng phân tử : 284,22

- Ngoại quan : là chất lỏng trong, sánh, không màu hoặc màu vàng xanh Có phản ứng kiềm

2 Yêu cầ kỹ thuật:

Các chỉ tiêu lý hóa và ngoại quan của Natri silicat dạng lỏng phải phù họp các quy định sau:

1 Trạng thái bên ngoài

5 Modul silic trong khoảng

6 Cặn không tan trong nước tính theo %

không lớn hơn

Chất lỏng đồng nhất, sánh, trong suốt cho phép có màu trắng đục hoặc ngà vàng

1.4 - 1.5 10.0 – 12.0

23.0 – 30.0 2.3 - 2.5 0.5

Quy trình sản xuất Natri silicat

3.1 Sơ đồ sản xuất Natri silicat theo phương pháp ướt:

Sơ đồ công nghệ sản xuất Natri silicat của Haangzhop Asia Chemical Engineering

Co.,Ltd (trung quốc)

Phản ứng

Hơi nước 0.7-0.8 MPa

Loại hơi

Quay vòn nước rữa Cặn bỏ đi

Rữa

Lọc chân không

Cô đặc Tháp chứa

- Natri silicat nhận được có nồng độ Na 2 O > 0.5%; SiO 2 > 22.1% (modul 2.5); tỷ trọng 1,368-1.394.

2.2 Trong sản xuất Natri silicat theo công nghệ ướt, người ta cho cát thạch

anh (SiO 2 ) phản ứng với dung dịch NaOH nóng ở áp suất cao (khoảng 10

at)

Phản ứng xảy ra như sau:

- Công nghệ này chỉ đòi hỏi chi phí thấp, hoạt động đơn giản, chi phí nguyên liệu không cao (do giá NaOH thấp so với soda tính theo Na2O), chi phí sản xuất thấp nhưng thu được sản phẩm có chất lượng tương đối cao vói giá thành thấp hơn sản xuất theo công nghệ khô

- Với công nghệ này vẫn có thể sản xuất sản phẩm Natri silicsat có modul và

tỷ trọng khác nhau theo yêu cầu sử dụng.

3.2 Sơ đồ sản xuất Natri silicat bằng phương pháp ướt:

Cát Thạch

anh

Sôda

Lò nung Cân, nung

Gia nhiệt

Hòa tan Cô đặc

Sản phẩm (thủy tinh lỏng) Nước công

nghiệp

- Để sản xuất Natri silicat theo công nghẹ khô người ta dùng nguyên liệu là cát

thạch anh và soda Cát và soda được phối liệu theo tỷ lượng (thường cho dư

soda) và nung trong lò ở nhiệt độ 15000C Có thể gia nhiệt cho lò một cách

gián tiếp dùng nhiên liệu than đá hay trực tiếp bằng dầu FO (hoặc gas).

Phản ứng xảy ra:

SiO2 +Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2

- Khối nóng chảy trong lò được rót trưc tiếp vào thùng chứa nước để hòa tan, khi đó xảy ra phản ứng hòa tan tạo thành thủy tinh lỏng:

Na2SiO3 + xH2O = Na2SiO3xH2O

- Dung dịch được cô bay hơi theo tỷ trọng theo yêu cầu

- Thực ra, tùy thuộc tỷ lệ của cát và soda trong phối liệu đưa vào lò mà người

ta nhận khối nóng chảy trong lò (và thủy tinh lỏng thành phẩm) cóa tỷ lệ

SiO 2 /Na 2 O khác nhau Đây chính là modul của sản phẩm thủy tinh lỏng.

4 Ứng dụng của Natri silicat trong chất tẩy rữa:

- Natri silicat cũng là nguyên liệu quan trọng sản xuất chất tẩy rữa Nguyên liệu

này có tác dụng tạo môi trường, làm giảm sự ăn mòn của thiết bị; có tác dụng

điều chỉnh độ nhớt dung dịch đồng thời liên kết các ion gây độ cứng và làm mất

hiệu lực của chất tạo bọt (caxi, magie, nhôm, sắt)

- Ngoài ra nó còn làm giảm sự hút ẩm và khả năng gây bụi của bột giặt.

- Trong thành phần của chất tẩy rữa tổng hợp (kem giặt, bột giặt) Natri silicat

chiếm 3-8% hoặc cao hơn.

- Natri silicat là chất tạo keo khi cho vào trong hỗn hợp tạo thành H2SiO3 là chất kết tủa làm đặc sản phẩm

- Hàm lượng Natri silicat trong chất tẩy rữa là

II Modul silic:

- Modul silic (còn gọi là hiệ suất silic) là đặc trưng xác định độ tan và một số tính

chất khác của thuỷ tinh lỏng, được tính bằng tỉ số giữa m và n trong công thức

tổng quát: mNa 2 O nSiO 2 là một chất rất hoạt động hoá học có thể tác dụng với

nhiều chất ở dạng rắn, khí, lỏng

- Modul silic được tính theo công thức:

Trong đó:

CSiO2 : hàm lượng SiO2 trong mẫu (%)

CNa2O : hàm lượng Na2O trong mẫu (%)

Modul silicat

Hàm lượng Na2O

Hàm lượng SiO2

Xác định bằng phương pháp thể

tích

Xác định bằng phương pháp thể

tích

Xác định bằng phương pháp khối

lượng

III Xác định modul silicat:

1 Xác định hàm lượng Natri oxit (Na 2 O) bằng phương pháp khối lượng:

1.1 Nguyên tắc:

Dùng phương pháp chuẩn độ trung hòa để xác định hàm lượng Na2O trong mẫu với chỉ thị chuẩn bromothymol xanh Điểm tương đương nhận được khi dung dịch chuyển từ xanh sang vàng

Phương trình phản ứng:

Na2O + HCl = NaCl + H2O

1.2Tiến hành xác định:

3-5g mẫu

3-5 giọt bromothymol

100ml nước nóng

HCl 0.5N

Dung dịch 2

=

2 Xác định hàm lượng Silic dioxit (SiO 2 ):

2.1 Xác định SiO 2 bằng phương pháp khối lượng:

2.1.1 Nguyên tắc:

Mẫu sau khi được hòa tan bằng HCl đậm đăc đem đi than hóa và tro hóa ở 900 –

10000C tới khối lượng không đổi

900-1000 0 C

X2 = m2 – m1

2.2 Xác định hàm lượng SiO 2 bằng phương pháp thể tích:

2.2.2 Quy trình xác định:

Dung dịch 2

4g KF

Lắc nhẹ cho tan hết

50ml HCl 0.5N + 20g KCl

Khấy cho tan hết rồi để yên

30 phút

Chuẩn độ NaOH 0.5N

2.2.3 Tính kết quả:

Hàm lượng SiO2 chứa trong mẫu tính bằng % theo công thức:

Trong đó:

V1: lượng HCl 0.5N thêm vào (ml)

V2: lượng NaOH 0.5N tiêu tốn khi chuẩn lượng HCl dư (ml)0.0075: lượng SiO2 tương ứng với 1ml HCl 0.5N (g)

m: lượng mẫu cân (g)

X3 =

m

3.75 x ( V1 –V2 )S

100

m x 50( V1 – V2 ) x 0.0075 x 250

=