《皮革生产过程控制分析》讲稿

皮革生产过程控制分析绪论一、皮革分析检验的任务和作用将分析化学理论和基本的分析方法应用于皮革生产中，就成了我们的皮革分析检验，它着重研究皮革生产工艺中化学分析方法和物理检验技术。在工业生产中，要贯彻执行标准化，提高产品质量，降低成本，合理使用原材料，在生产过程中，要控制工艺条件，保证生产顺利进行，这些任务很大程度上都需要通过“分析检验”工作提供数据来完成，那么皮革分析检验则是为皮革生产提供可靠数据，以正确控制皮革生产工艺条件，保证生产顺利进行。而且还要提高皮革质量，合理使用原材料，降低成本。在皮革生产过程中要用到许多我们称之为原材料的东西，诸如制衣需要布料、造纸需要麦草、制陶需要陶土一样，我们制革也要用到很多原材料，如，酸、碱、盐、酶等，所用这些原材料往往由于存放时间较长，其含量发生了变化，如酶软化所用的酶制剂，往往由于出厂后经过长期存放和长途运输等原因而使酶软效果降低，所以在使用前必须进行原材料的分析检验；配好的铬鞣液、甲醛鞣液必须测定Cr2O3、甲醛含量，然后才能确定鞣制时鞣液的用量（操作液的分析检验）；成品革是否符合质量要求则要对它的物理化学指标进行分析检验（成品分析检验）；一个新工艺、新方案的可行与否。可通过半成品及成品的分析检验。如测皮质含量，太低表示在制作过程中损失过多，若含量太高，则皮革板硬，说明该方案仍需改进（确定新工艺方案）。皮革厂家流出的污水，需通过化学分析检验掌握流出情况，以便进行污水处理，消除污染（污水分析）。总之皮革分析检验工作贯穿于整个生产过程的始终，它在控制生产正常进行和保证产品质量方面有着“眼睛”和“哨兵”的作用，为科学研究、技术创新和新产品开发提供依据，不敢说它有心脏一样的重要地位，但最其马可以称作是左膀右臂，试想一个人如果没有眼睛或失去了左膀右臂是多么困难，那么制革行业如果没有分析检验这个“眼睛”和“哨兵”，也就象人没眼睛一样糟糕。对于我们大家来讲他更是一种工具，新材料、新方案的采用、创新教育都离不开分析检验这个工具。对于一个专业的每门课程，都有他各自的重要性，作用有大、有小，但只能相互补充、相互协调，而不能相互取代，就象一个生物体的各个器官一样，缺一不可。二、内容按排基本按工艺流程进行：原材料分析：酸、碱、盐、酶等操作液分析：铬鞣液、灰液等污水分析检验：铬、硫、COD等半成品、成品革理化分析。学会以上内容的方法，操作技术、了解各检验方法的测定意义、目的、原理，以便在参加工作中能够正确适用这些方法，解决生产中的技术问题和进行科研工作。三、皮革分析检验的特点1．准确度取决于生产的要求，根据被测物质的含量决定误差范围，皮革分析检验属于工业分析的范畴。百分之几到千分之几工业分析的公差范围被测组分含量(﹪)公差(用相对误差来表示)80~90(99)0.4~0.3(0.1)40~800.6~0.420~401.0~0.610~201.2~1.05~101.6~1.21~55.0~1.60.1~12.0~5.00.01~0.150~20大值—小值相对误差=——————×100﹪平均数例如：皮质分析，误差小于0.7﹪。（在含量小于40﹪时）。2．由分析对象决定取样方法3．保证准确度的情况下在短时间内完成。四、皮革分析的学习方法和基本要求实践性很强的科目，实验时数约占总学时的2/3，所讲内容只有通过实验才能融汇贯通，得以消化掌握，所以学习本课程的大部分时间，要在实验室度过，所以特别注意理论联系实际，并在此基础上加强基本操作的训练。知识在于积累对于这门课显得更为重要，就是注意平时的学习。对于每一个项目的测试，每一个实验、每一个方法都要掌握它的基本理论、测试条件及有关计算。实验前应做好予习工作，明确每个实验的目的。要求仔细阅读操作规程，明了每一步骤的意义和相关关系，订好实验计划，做到心中有数。在实验中注意观现象，认真思考，做详细记录。实验后及时小结，写出报告心得体会，不断总结经验、教训，提高实验技巧，最后应达到对结定资料自行阅读后，能理解基本原理，抓住关键问题。具有独立进行分析的能力，同时通过对本课程的学习，可以使同学们掌握一些基本的分析方法，将理论和实践紧密地联系起来，获得分析问题和解决问题的能力的训练。培养严肃认真，实事求是的科学态度和精密细致地进行科研的技巧技能，为将来从事各项专业工作和科研工作打下良好的基础。报告要求：目的、原理、实验操作、记录、数据处理、计算的结果、讨论。实验室要求：1．按时到、遵守实验室纪律。2．不抽烟、不唱歌、不串门、不胡闹。3．进实验室时应检查所需东西是否带齐：钥匙、课本、笔记本、实验记录本、预习报告、上次的实验报告本等。4．实验前考察：提问或抽查方式，记入平时成绩。5．实验结束后应登记实验结果，方能离开，报告一次交清。6．打扫卫生。个人卫生：整理仪器、擦桌子；值日生：扫地、拖地、收拾仪器药品、洗水池等。Na2S含量的测定一、概述1．Na2S的性质Na2SM=78.05粉粒状。Na2Sּ9H2OM=240.2无色或微紫色棱柱形晶体。一般市售Na2S含Na2S50~60﹪。硫化碱、臭碱、火碱。Na2S+2H2O＝NaOH+NaHS强碱性，故使用应戴手套加以防护，防止对皮肤及眼睛腐蚀。Na2S+2H+==2Na++H2S↑有毒而易燃故Na2S放置应与酸分开2Na2S+2O2+H2O=Na2S2O3+2NaOH空气潮解使浓度降低。S2-极易被空气中的氧氧化为Na2S2O3或Na2SO4。2．Na2S在制革生产中的作用那么Na2S在制革生产中到底有什么作用呢？主要用于脱毛：灰碱法或碱碱法R-S-S-R1+2Na2S→R-SNa+R1-SNa+Na2S2Ca（OH）2+2NaHS→Ca（SH）2+2NaOHR-S-S-R1+Ca（SH）2OH-2R-SH+CaS+S↓皮胶原在强碱作用下膨胀分散，HS-有还原性，可破坏角蛋白的双硫键并阻止毛内新的交联键的形成，破坏护毛作用，大大加快脱毛速度。3．那么为什么要测定Na2S的含量呢？（1）原材料Na2Sּ9H2O易在空气中吸收CO2、O2、H2O等而转为Na2S2O3、Na2CO3、Na2SO4、NaOH等，从而降低Na2S的含量，使用前必须分析其含量，确定用量。（2）配制的脱毛浸灰液，脱毛效果的好坏直接与Na2S的含量有关，一般Na2S4~6g/L；灰碱涂灰脱毛要求Na2S浓度达8~13波美，使用前必须测定Na2S含量保证脱毛工序顺利进行。（3）脱毛后的废液，其残留的硫化物也要回收使用，减少污染，所以应测其含量提供数据，或进行三废处理。二、高铁氰化钾法测定浸灰液中Na2S含量的测定原理氧化-还原滴定法以K3[Fe（CN）6]为滴定剂，以Na2[Fe（CN）5（NO）]为指剂示，在碱性介质中采用先粗滴定，再后加指示剂精确滴定的方法，根据K3[Fe（CN）6]的用量和浓度计算Na2S的含量。1．化学反应原理S2-具有还原能性：在OH-中：S+2e-S2-E0=-0.48V在H+中：S+2H++2eH2SE0=0.141V在OH-中易被氧化，还原能力强。K3[Fe（CN）6]/K4[Fe（CN）6]E0=0.36VΔE0=0.36-(-0.48)=0.84VΔE0=0.36-0.141=0.219V在碱性介质中，电位差大，故反应在OH-中进行。Na2S+2K3[Fe(CN)6]OH-S↓+2NaK3[Fe(CN)6]还原剂氧化剂2．指示原理氧化还原法滴定指示剂（1）氧化还原指示剂是一些比较复杂的有机化合物，它们本身具有氧化还原性，它的氧化型和还原型具有不同的颜色。如二苯胺磺酸钠、邻菲罗啉。（2）指示剂与氧化剂或还原剂发生显色反应某些试剂能与标准溶液或被测(滴)物质产生显色反应。就可以利用该试剂作指示剂。如淀粉指示剂（3）自身指示剂利用标准溶液本身的颜色变化的指示终点如KMnO4在此属于第（2）类(CN)5Na2S+Na2[Fe(CN)5(NO)]→Na4FeN=O‖S2-紫红色络合物在含有硫化物的灰液中加入亚硝酰铁氰化钠Na2[Fe(CN)5（NO）]，生成了紫红色的络合物。用K3[Fe（CN）6]滴定时，K3[Fe（CN）6]首先与溶液中游离的S2-进行反应，至到接近终点，游离S2-被氧化完，此时K3[Fe（CN）6]夺取络合物中S2-使络合物解体，紫色消失，颜色发出突变指示终点。颜色变化：深紫色→浅紫→乳白色中透紫→几乎乳白→微黄（过量半滴的K3[Fe（CN）6]）。三、试剂1．0.1mol/LNaOH水溶液.(调节碱性)；2．0.1mol/LK3[Fe（CN）6]水溶液深红色单斜晶体赤血盐称取32.925gK3[Fe（CN）6]配成1000ml容量瓶。易分解放于棕色容量瓶中避光保存。基准物可直接配制。3．0.4%的亚硝酰铁氰化钠Na2[Fe(CN)5（NO）]·2H2O水溶液。棕色瓶保存。4gNa2[Fe(CN)5（NO）]·2H2O→1000ml。不稳定，在中水中逐渐变为绿色，现用现配。有毒，使用时小心。四、操作四层沙布过滤灰液1．粗滴定50mlH2O5ml0.1mol/LNaOH250ml三角瓶→K3[Fe（CN）6]滴定→淡黄→读取V110或25ml试液1ml指示剂深紫色2．精确滴定50ml煮沸过的H2O（赶走CO2）5ml0.1mol/LNaOH→K3[Fe（CN）6]快速滴定到(V1-0.5)ml10或25ml试液+1ml指示剂→继续用K3[Fe（CN）6]滴定到淡黄色。精确滴走两次：V2、V3注意：1．终点应仔细观察，第二、三终点不能以第一瓶为参照。滴定应迅速，测试液不能长时间暴露在空气中。2．指示剂即使在散射光的照射也能分解，所以应现配现用，且有毒，小心使用。3．加液次序采用水、NaOH、试液，减少S2-损失，但平行实验加液次序应一致。五、计算（M×V）Fe3+Na2S（g/L）=——————×78.052×V试根据化学反应式可知：Na2S+2K3[Fe(CN)6]OH-S↓+NaK3[Fe(CN)6]1molNa2S2molK3[Fe（CN）6]六、讨论1．介质选择。为什么选碱性介质？（四点理由）（1）S/S2-电对在碱性介质中电位低，S2-易被氧化即还原能力强。E0S/S2-=-0.48V（2）S2-+[Fe（CN）6]3+→S↓+[Fe（CN）6]4+能斯特方程：0.059[S]E=E0+————lg———n[S2-][S2-]↑E↓对反应越有利；[S2-]↓E↑对反应越都不利。在酸性介质中S2-+2H+H2S↑[S2-]↓不利于反应，且H2S有毒。（3）S2-极易水解S2-+H2OHS-+OH-Kh=KW/Ka2=10-14/（7.1×10-15）=1.41很大加碱抑制水解[S2-]↑E↓有利于反应。（4）碱性介质是K3[Fe（CN）6]的安全介质K3[Fe（CN）6]+6H+3K++Fe3++6HCN↑(剧毒)所以使用K3[Fe（CN）6]非但不能在一般酸性介质中，而且还应与酸分开放置。总上所述，滴定反应在碱性介质中，且控制在PH=9～12。否则PH太高S2-→S有可能继续被氧化到SO42-。使计量关系打乱。2．为什么进行粗滴定，再后加指示剂精滴定？（1）在碱性介质中S2-极易被空气中氧所氧化：2Na2S+2O2+H2O→Na2S2O3+2NaOH造成S2-的损失，影响测定结果，所以必须减少灰液与空气接解时间，即进行粗滴定，再滴定时可根据初滴定数值，加快滴定速度，缩短滴定时间，提高测定确度。（2）S2-与Na2[Fe（CN）5(NO)]所生成的深紫色络合物的稳定性随时间的增长而增加，破坏困难，终点不明显，影响测定结果，所以采用后加指示剂的办法。根据初滴数据，提前在初滴数的0.5～1ml加入批示剂，缩短络合物存在时间，减小稳定性，变色敏锐，测定准确。3．对本方法的评价优点：快速,Na2S试液测定结果准确。适用于新脱毛液、原材料Na2S的含量分析。缺点：微量分析误差大，不能去除有机物、蛋白质分解物等有机物的干扰。脱毛废液、废水S2-的分析就不能用。思考题1．如何配制0.1mol/L的K3[Fe(CN)6]标