Valoración de grupos carboxílicos de la fibra de poliester. - Volumetrias y potencionetrías

VALORACION DE GRUPOS CARBOXILICOS DE LA FIBRA POLIESTER. - VOLUMETRIAS Y POTENCIOMETRIAS Publio Puen e. Licenciado en Ciencias Quimicos, P o eso Enca gado de Labo a c io de Tin o e o en lo Escuela Técnica Supe io de Ingenie os Indus- iales (Sección Tex il), Ta asa INTRODUCCION. La de e minacián de los g upos ca boxílicos de la ib a polies e nc es un p oblema analí ico muy común ya que en ío los políme os son in- solubles en la mayo ía de los disol en es o gánicos. Po an o, hay que ecu i a mé odos especiales. 1. M. Wa d (1) y Haas-Ma in Koep y Helmu We ne (2) de e minan los ppos ca boxílicos po el mé odo de la ib a deu e ada; E win Fu e (3) po conduc ime ía de la ib a dis- pe sada en una solución de anilina y ace cna en e a sosa alcohólica; y He be A. Pohl po alo ación di ec a de ib a dispe sada en alcohol bencílico-clo o o mo con NaOH alcohólica en e al ojo enol como in- dicado . De Ics es mé odo ci ados, el más sencillo es el úl imo. aue 5e , . ha simpli icado con enien emen e con obje o de pode u iliza lo sin las complicaciones ope a o ias que el au o desc ibe minuciosamen e en su abajo (Ul amic obu e a, baño e mos á ico, mc o de agi ación, ubos especiales, pipe a au omá ica, e c.). Sin és o se ha log ado casi la misma p ecisión habiéndose comp obado los esul ados po enciomé icamen e. El mé odo que se desc ibe consis e en disol e la mues a en el al- cohol bencilico pu o a la empe a u a de ebullición 203OC., en ia la ápidamen e a unos 100a y añadi igual can idad de clo o o mo pa a consegui una buena dispe sión del polies e . A con inuación se deja en ia se alo a con una solución i~o de NaOH en alcohol bencílico usando un indicado adecuado. El olumen de cosa gas ada pa a la neu- alización de los g upos ácidos del polies e se á igual al o al menos el del ensayo en blanco. He be u iliza NaOH 0,l No mal, mic obu e a de Gilmon (2 0,0001 ml) y pesadas de 0,2 g de polies e , de e minando el pun o inal de la i ulación con ayuda de una lámpa a de mic oscopio. Ello le pe mi e ob ene esul ados con un e o medio del 1,2 % en una de e minación aislada, siemp e que no se come an e o es sis emá icos. Analizando las a iables que in e ienen en la eacción, se ha pensado que se puede llega? a esul ados con e o medio del o den del 2 % adop ando cual- quie a de las siguien es posibilidades: a) Semimic obu e a de 5 ml (+ 0,01 ml), NaOH 0,0250 N y pesa- das de mues a de un g amo. b) Mic obu e a de 2 m1 (i 0,003 ml), NaOH 0,l N y pesadas de 1 g amo. c) Mic obu e a de 2 ml, NaOH 0,025 N y pesadas de 0,5 g. d) Po enciome ías. En los es casos p ime os, la concen ación de álcali necesa ia pa a p oduci la colo ación del indicado es la misma y ap oximadamen e puede ob ene se añadiendo una go a de eac i o. Compa ando és o con lo gas ado po He be se deduce ácilmen e que ope amos en condicio- nes lige amen e in e io es, en lo que se e ie e a p ecisión, pe o con la en aja de que los apa a os se educen a una simple bu e a y a ios e - Ienmeye s. La p ecisión del mé odo po enciomé ico depende del po en- cióme o empleado y de la na u aleza del pun o de in lexión de la g á- ica co espondien e, gene almen e los esul ados son más exac os que con indicado . La ib a de e e ala o de polie ileno a la empe a u a de ebullición de1 alcohol bencílico su e una pequeña deg adación en unción del iempo de cale acción. Según He be es a deg adacion es de 0,88 milie- 1 qui alen es po kg. y po minu o. En es e caso ambién se ha enido en cuen a dicha deg adación azando la g á ica co espondien e, si bien >c han encon ado alo es lige amen e in e io es. EXPERIMENTAL. Ma e ial. - Fib a izada y co ada suminis ada po la Sociedad RODIACETE de 3 denie s. Apa a os. -Po encióme o Pus1 11/ALH con elec odos de id io y calomelanos. Mic obu e a de 2 m1 con e o de - - 0,003 ml. Semimi- c obu e a de 5 m1 con e o de & 0,01 ml. Pipe as a o adas y e lenme- ye s Py ex de 200 ml. Reac i os. - Alcohol bencílico pu o ecién ec i icado, 25 m1 mismo no deben gas a más de cinco a seis go as de álcali 0,025 N. Clo o o mo igualmen e ec i icado. No debe consumi álcali en e al indicado empleado, de lo con a io debe la a se con solución sa u a- da de bica bona o sódico, seca se con clo u o cálcico esco i o me y des- ila se de nue o. Rojo enol, solución alcohólica al 0,l %. Hid óxido sódico 0,l N y 0,025 N en alcohol bencílico, que se p e- pa an disol iendo la can idad necesa ia de NaOH en len ejas, en una pequeña can idad de alcoh~i e ílico y añadiendo alcohol bencílico has a comple a el olumen deseado. La solución esul an e se alo a con áci- do clo hid ico 0,l N u ilizando ojo áenol como indicado : pa a ello se - 16 - - -- coloca la solución alcohólica de sosa en la bu e a y can idades medidas de ácido en es e lenmeye s a los que se le añade iple can idad de alcohol e ílico, se añaden dos go as de indicado y se bu e ea has a i- aje anco del indicado . Pa a ene mayo segu idad en los esul ados con iene ealiza simul áneamen e un ensayo en blanco y de es e modo de e mina con ce eza el pun o inal de la eacción compa ando las co- lo aciones de ambos ensayos. P ocedimien o. - Se pesa exac amen e la ib a p e iamen e secada en una es u a a 80°C. En a ios e lenmeye s se colocan can idades igua- les de alcohol bencílico (50 m1 po g de ib a), se calien an has a una empe a u a de unos 170°, se añade la ib a y se lle a ápidamen e a ebullición man eniendo és as unos dos minu os. Inmedia amen e se in- oducen los e lenmeye s en agua ía has a que la empe a u a descien- da hacia los 100°, se añade igual can idad de clo o o mo (50 m1 po g de ib a) y se dejan en ia has a la empe a u a ambien e. A con inua- ción se añaden dos go as de indicado y se alo an según los mé odos clásicos. Una go a de álcali es su icien e pa a p oduci una débil colo- ación iole a que a da en desapa ece unos ein e segundos, omándo- se és o como pun o inal de la ope ación. Simul áneamen e en uno de las e lenmeye s debe ealiza se un ensayo en blanco, some iéndolo a las mismas ope aciones que las mues as. El núme o de miliequi alen es po kg. de ib a se calcula de la si- guien e mane a: I VI =Volumen en m1 de NaOH gas ados en la i ulación. V, = >> >> >> >> ensayo en blanco. Vl-V;2=V= >> >) >> » neu alización. de los g upos ácidos. N = No malidad del álcali. V x N = N."e miliequi alen es en el peso de mues a omada. g = G amos de mues a. n.9 1000 = Núme o de miliequi alen es po kg. de ib a. g Res ándole a es e núme o el alo co espondien e a la deg adación en dos minu os de cale acción se ob end á el esul ado exac o. A con inuación puede e se un ejemplo ípico: (VI - V2) N 1000 (0,970 - 0,218) X 0,0252 X 1000 - - - - 35,l miliequi- g 0,5207 alen es po kg. de Ob a. Teniendo en cuen a que la elocidad de deg adación de la ib a es 0,6 milieq./kg. seg. Como se deduce más adelan e, el esul ado e dad-- o se ia 35,l menos 2 x 0,6 = 33,9 milieq/kg. Valo ación po encio né ica. - Se p ocede de o ma análoga. Se in- oducen los e1,ec odos del po encióme o en el aso de eacción y se añaden can idades pequeñas y medidas de eac i o, se agi a y se ano an las lec u as que ma ca el po encióme o. En las zonas de la cu a p ó- xima al pun o inal debe de hace se lec u as más ecuen es y espe a a que la aguja del po encióme o se es abilice. Es as expe iencias pueden ealiza se en p esencia de una go a de indicado con lo que puede com- p oba se la alidez del mé odo u ilizando indicado . A con inuación se inse a una abla de alo es y la g á ica co es- pondien e. TABLA 1 Ensayo en blanco Mues a m1 NaOH PH m1 NaOH PH b pll 0,0252 N 0,0?52 N Ami 0,04 7,851 0,lO 7,22 0,06 7,05 0,20 7,55 0,lO 8,42 0,30 7,80 0,14 8,65 0,40 8,OO 0,18 8,80 0,50 8,18 0,20 8,90 0,60 8,25 0,22 $00 O, 70 8,35 0,26 9,15 0,80 8,55 0,30 9,25 0,84 8,62 1,75 0,35 9,40 0,88 8,73 2,75 0,40 9,55 0,92 8,85 3 0,60 9,85 0,96 8,97 3 1,00 9,lO 3 1,04 9.20 2,s 1,08 9,30 2,5 1,20 9,55 2 1,30 9,70 1 1,50 10,05 El pun o inal de la eacción coincide con el pun o de in lexión de la cu a (11) o con el máximo de la cu a (111). Obsé ese que la cu a del ensayo en blanco no p esen a pun o de in lexión. Sin emba go, pa a calcula los milili os empleados en la neu alización de los g upos ácidos, es necesa io es a del olumen o- al lo empleado pa a lle a el disol en e al po encial en que iene lu- ga el cambio de di ección de la g á ica del p oblema. El esul ado se calcula de o ma análoga al caso an e io . Fig. 1. - Cu as po enciom6 icas. (1) Ensayo en blanco (11) Mues a (1111 ApH/ Ami = (ml) RESULTADOS Y DISCUSION. En p ime luga se han ealizado ensayos pa a ija las condiciones más adecuadas pa a que los esul ados se ep oduzcan con egula idad acep able, habiéndose llegado a las siguien es conclusiones. a) Disoluen es. - Es imp escindible pu i ica los disol en es con esme o y ob ene los comple amen e anhid os, sob e odo el alcohol ben- cílico, debido a que la p esencia de azas de humedad mo i a la hid ó- lisis pa cial del políme o, encon ándose alo es al os. Según se ha indicado an e io men e, la dcidez del alcohol bencilico debe se mínima, no gas ándose más de ocho a diez go as de sosa 0,025 N pa a colo ea el indicado . En las de e minaciones po enciomé icas se han obse ado i ajes muy poco cla os y ecuen emen e a po enciales más ele ados que los co espondien es a los pun os de in lexión de las g á icas, que ienen luga a pH 9. Es e hecho es menos acusado cuando la mues a es á p esen e, si bien el p oblema es dis in o ya que el polies- e in luye en el sis ema he e ogeneamen e pues se a a de una dispe - sión. No obs an e, no es és e un incon enien le que obligue a subs i uic al indicado , puede soluciona se ácilmen e pu i icando con enien emen e los disol en es. b) Fib as. - Las ib as de polies e p esen an ap oximadamen e un 0,3'% de humedad que es necesa io melimina po las mismas azones. Ti ulaciones con ib a sin un secado p e io ambién dan esul ados al os. c) Tiempo de pe manencia a 203OC. -Discu ido con ex ensión po He be . La ib a a la empe a u a de ebullición del alcohol bencilico se de- g ada, aumen ando el núme o de g upos ca boxílicos con le1 iempo. Po es o debe ija se el iempo de cale acción en dos minu os y ene en uin- a la elocidad de dleg adación, con obje o de es a del esul ado inal la can idad inc emen ada du an e el iempo de cale acción. Pa a esiil g- dos de p ecisión es con enien e ealiza a ias de e minaciones a dis i i- os iempos y cons ui una g á ica como la de la igu a 2, colocando e i o denadas los g upos ca boxilicos y en abcisas el iempo de cale acción El alo exac o de g upos ácidos se calcula ía po ex apolación pa 3 iempo ce o. Pueden obse a se en la abla 11 los alo es encon ados pa a los iempos de 2, 10 y 20 minu os. De la g á ica se deduce que la elocidad de dleg adaciónes de 0,60 miliequi alen es po kg. y po mi- nu o. Las de e minaciones se han ealizado con semic obu e a, NaOH 0,0252 N y pesadas de un g amo. TABLA 11 1 min. 10 min. 20 nin. ~i~:2.- Velocidad de hid ólisis de la ib a polies e a 203' en alcohol bencilico Cálculo de e o es. - Con obje o de es udia la ep oduc ibilidad de los esul ados se han ealizado ocho de e minaciones en las mismas con- diciones cuyo análisis es adís ico igu a en la abla 111. En ella puede obse a se que el e o medio de una de e minación aislada es del o - den del 2'%, con lo que se comp ueba la hipó esis plan eada. También se incluyen en la abla o as o mas de exp esa los e o es pa a acili- a al lec o la in e p e ación de los esul ados. TABLA 111 Milieqlkg d dz Es adís icos - - 35,4 0,4 0,16 35,J 0,1 0,01 Des iación ípica 0 = 1/%= 14 = 475 n- 1 7 34,7 0,3 0,09 0,75 x 100 34,5 Coe icien e de a iación = = 2,l % 3 5 33,8 1,2 1,44 B 0,75 35,8 0,8 E o es anda = - - - - 4- - 0,26 G 11 8 0,26 x 100 3671 'y1 1,21 E o el. es . = = 0,76 % 35,3 0,3 0,09 35 L d - 5,4 - Des iación media = - - = 0,68 suma 280,l 5,4 4,00 n 8 0,68 x 100 media 35,O E o el. medio = = 2% 3 5 RESUMEN. La de e minación de los g upos ca boxílicos en el e e ala o de po- lie ileno con e o meno del 2 %, puede ealiza se po cualquie a de las combinaciones del mé odo que se desc ibe y que se ci an en la in- oducción. La mayo pa e de los da os que igu an en las ablas se han lle ado a cabo po enciomé icamen e en p esencia de indicado , ha- biéndose encon ado una exac a co espondencia en los esul ados ob e- nidos. Es indi e en e u iliza semimic obu e a o mic obu e a, siemp e que las pasadas de mues a y concen aciones de álcali es én p e iamen e calculadas pa a ob ene en los esul ados los e o es que se deseen. 1 P. SERRACANT RIBA 1 paseo de can Fcu, n. SABADELL Telé .5608 / Cons ucción de maquina ia pa a ap es o, desmo e, I blanqueo y in e 1 PROGRAMA DE FABRICACION Ap es os de ejidos de lana y sus mezclas: La ado as en cue da sin ensión La ado as al ancho y a la con inua Ba anes de cilind os Fijado as en húmedo Desmo e de ejidos de lano: T enescon ínuos de ca bonizado al ancho Blanqueo de isca, hilados y ejidos: Apa a os de ci culación abie os Apa a os de ci culación a al a empe a u a, 1URBO- STEVERLYNCK Ins alaciones de blanqueo al ancho y a la con ínua BVA T an ías de la ado al ancho Tin u a de loca, peinado, hilo y ejidos: Apa a os de ci culación abie os Apa a os de ci culación a al a empe a u a, TURBO- STEVERLINCK Apa a os pa a madejas, MAR Apa a os pa a in u a a al a empe a u a de ejidos a ollados en plegado Sis ema o a i o Ba cas y To nique es Secado Secado es de ci culación o zada Secado es ápidos Escu ido: Cen i uga con ínua, sis ema F auchige Acceso ios y ma e ial complemen a io, ales como p ensas AUTEFA pa a ca ga y empaque ado de loca y pei- nado, ins alaciones de acío, depósi os pa a disolu- ción, agi ado es, eic.