Задача №9. Глицерин. Команда «Карбораны»

Содержание

Слайд 2

Условие задачи Наиболее популярная в России жидкость для системы охлаждения автомобильного

Условие задачи

Наиболее популярная в России жидкость для системы охлаждения автомобильного двигателя

«Тосол» изготавливается на основе этиленгликоля.
В последнее время некоторые производители в качестве аргумента в пользу своей продукции указывают, что их состав не содержит глицерина.
Чем опасен глицерин в составе такой жидкости?
Предложите максимально простой и доступный для автомобилиста химический способ обнаружения глицерина в «Тосоле»
Слайд 3

Цель: обнаружить глицерин в водном растворе этиленгликоля Задачи: Определить, чем опасен

Цель: обнаружить глицерин в водном растворе этиленгликоля

Задачи:
Определить, чем опасен глицерин в

составе «Тосола»
Предложить максимально простой и доступный для автомобилиста химический способ обнаружения глицерина в «Тосоле»
Провести эксперименты со смесями, моделирующими «Тосол», загрязненными глицерином
Слайд 4

Определение понятий «Тосол» - Охлаждающая низкозамерзающая жидкость - водный раствор этиленгликоля

Определение понятий

«Тосол» - Охлаждающая низкозамерзающая жидкость - водный раствор этиленгликоля

по ГОСТ 19710 с антикоррозионными, антивспенивающими, стабилизирующими и красящими добавками.
простой способ – способ с наименьшим количеством операций
доступность – возможность приобретения реактивов без ограничений

ГОСТ 28084-89. Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Тосол ОЖ-40. Тосол ОЖ-65.

Слайд 5

Состав «Тосола» В мас.%: Этиленгликоль (50,00 - 53,00) Бензоат натрия (4,00

Состав «Тосола»

В мас.%:
Этиленгликоль (50,00 - 53,00)
Бензоат натрия (4,00 - 6,00)
Динатрий фосфат

(1,00 - 1,18)
Нитрит натрия (0,10 - 0,13)
Пеногаситель ПМС-200А (0,001 - 0,010)
Флуоресцен-натрий (0,005 - 0,010)
Дистиллированная вода - Остальное

Патент РФ 2182585 М. Кл.6: C09K5/00, заявл. 15.05.2000г., «Охлаждающая жидкость»

Слайд 6

Опасность №1: Повышенная вязкость

Опасность №1: Повышенная вязкость

Слайд 7

Вязкость систем глицерин-вода и этиленгликоль-вода Лоури Дж. Глицерин и гликоли /

Вязкость систем глицерин-вода и этиленгликоль-вода

Лоури Дж. Глицерин и гликоли / Дж.

Лоури. – Л.: Госхимтехиздат, 1933. – 396 с.

Температура, оС

Вязкость, спз

Слайд 8

Вязкость систем глицерин-вода и этиленгликоль-вода Лоури Дж. Глицерин и гликоли /

Вязкость систем глицерин-вода и этиленгликоль-вода

Лоури Дж. Глицерин и гликоли / Дж.

Лоури. – Л.: Госхимтехиздат, 1933. – 396 с.

Температура, оС

Вязкость, спз

Слайд 9

Закон Пуазёйля: Динамическая вязкость

 

 

 

Закон Пуазёйля:

Динамическая вязкость

Слайд 10

Схема установки: Практика. Динамическая вязкость

Схема установки:

Практика. Динамическая вязкость

Слайд 11

Зависимость времени истечения от объема добавки глицерина в модельную смесь. Т=25 С.

Зависимость времени истечения от объема добавки глицерина в модельную смесь. Т=25

С.
Слайд 12

Опасность №1: Повышенная вязкость Вывод: даже незначительная добавка глицерина опасна замедлением течения по двигателю

Опасность №1: Повышенная вязкость Вывод: даже незначительная добавка глицерина опасна замедлением течения по

двигателю
Слайд 13

Опасность №2: Повышенная кислотность

Опасность №2: Повышенная кислотность

Слайд 14

Экспериментальное подтверждение

Экспериментальное подтверждение

Слайд 15

рН водного раствора этиленгликоля и глицерина в МИЖ рН Добавка глицерина

рН водного раствора этиленгликоля и глицерина в МИЖ

рН

Добавка глицерина

Слайд 16

Ингибиторы коррозии NaNO2 Na3РO4 Na2НРO4 Na2SiО3 ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие »

Ингибиторы коррозии

NaNO2
Na3РO4
Na2НРO4
Na2SiО3

ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие »

Слайд 17

Na2SiО3 ↔ 2Na+ + SiO32- 2Na++SiO32-+HOH↔ 2Na++OН-+НSiO3- Na++НSiO3-+HOH↔ Na++OН-+Н2SiO3↓ NaNO2 ↔

Na2SiО3 ↔ 2Na+ + SiO32-
2Na++SiO32-+HOH↔ 2Na++OН-+НSiO3- Na++НSiO3-+HOH↔ Na++OН-+Н2SiO3↓
NaNO2 ↔ Na+ + NO2-
Na++NO2-+HOH↔Na++OН-+НNO2-


Действие присадок

Na3РO4 ↔ 3Na+ + РO43-
3Na++РO43-+HOH↔3Na++OН- +НРO42- 2Na++НРO42-+HOH↔2Na++OН- +Н2РO4- Na++Н2РO4-+HOH↔Na++OН- +Н3РO4
Na2НРO4 ↔ 2Na+ + НРO42-
2Na++НРO42-+HOH↔2Na++OН- +Н2РO4- Na++Н2РO4-+HOH↔Na++OН- + Н3РO4

Слайд 18

Косвенное доказательство «Охлаждающая жидкость для двс», включающая в следующем соотношении компонентов,

Косвенное доказательство

«Охлаждающая жидкость для двс», включающая в следующем соотношении компонентов, мас.

% :
Глицерин 3 – 35
Диэтиленгликоль 30 – 60
Бензойная кислота 1,8 - 2,0
Гидроксид натрия 0,7 - 0,9
Тетраборат натрия 0,85 - 1,25
Нитрит натрия 0,09 - 0,13
Нитрат калия 0,02 - 0,04
Флуоресцен-натрий 0,001 - 0,002
Вода Остальное

Патент РФ 2009158, М. Кл. 6: С 09 К 5/00, заявл. 01.07.91 г., "Охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания"

Слайд 19

Опасность №2: Повышенная кислотность Вывод: опасность отсутствует. Исправляется присадками

Опасность №2: Повышенная кислотность Вывод: опасность отсутствует. Исправляется присадками

Слайд 20

Качественные реакции на три гидроксильные группы рядом

Качественные реакции на три гидроксильные группы рядом

Слайд 21

Реакция №1 «Да будет свет!» Дигидроксиацетон Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический

Реакция №1 «Да будет свет!»

Дигидроксиацетон

Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ: пер.

с нем. Л.: Химия – 1981. – 624с., ил., - Лейпциг, Академ. изд-во Гест и Портиг, 1975

I.

II.

III.

IV.

Слайд 22

Реакция №1 «Да будет свет!» Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ:

Реакция №1 «Да будет свет!»

Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ: пер.

с нем. Л.: Химия – 1981. – 624с., ил., - Лейпциг, Академ. изд-во Гест и Портиг, 1975

[O]

Слайд 23

Выводы по методу + можно обнаружить вещество с тремя гидроксильными группами

Выводы по методу

+ можно обнаружить вещество с тремя гидроксильными группами рядом

в присутствии этиленгликоля
+ возникает характерная зеленая флюоресценция
метод весьма трудоёмкий и затратный
не осуществим на практике реальным автомобилистом
Слайд 24

Реакция №2 «Недоступный реактив» Рево А.Я. Зеленкова В.В. Малый практикум по

Реакция №2 «Недоступный реактив»

Рево А.Я. Зеленкова В.В. Малый практикум по органической

химии: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высш. Школа, 1980. – 175с.

кодеин

H2SO4 (к)

Слайд 25

Выводы по методу + метод прост в исполнении + можно обнаружить

Выводы по методу

+ метод прост в исполнении
+ можно обнаружить вещество с

тремя гидроксильными группами рядом
кодеин – недоступный реактив
коричневую окраску трудно заметить в присутствии красного окрашивания
не осуществим на практике реальным автомобилистом
Слайд 26

«Умный в гору не пойдет, умный гору обойдет» Если нельзя различить

«Умный в гору не пойдет, умный гору обойдет»

Если нельзя различить сами

вещества, то можно различить их производные
Слайд 27

Модель Исследуемой Жидкости Лоури Дж. Глицерин и гликоли / Дж. Лоури.

Модель Исследуемой Жидкости

Лоури Дж. Глицерин и гликоли / Дж. Лоури. –

Л.: Госхимтехиздат, 1933. – 396 с.
Слайд 28

Дегидратация спиртов Рево А.Я. Зеленкова В.В. Малый практикум по органической химии:

Дегидратация спиртов

Рево А.Я. Зеленкова В.В. Малый практикум по органической химии: Учебное

пособие для студентов вузов. – М.: Высш. Школа, 1980. – 175с.
Слайд 29

«Вредные» реакции:

«Вредные» реакции:

Слайд 30

Задача свелась к различению: и

Задача свелась к различению:

и

Слайд 31

Резорцин в помощь! Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические рекомендации

Резорцин в помощь!

Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические рекомендации для

студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015г.
Слайд 32

Причина: разный размер сопряженной системы Крешков А.П. – Основы аналитической химии

Причина: разный размер сопряженной системы

Крешков А.П. – Основы аналитической химии –

книга вторая. М.: Химия, 1965г., 376ст
Слайд 33

Практическая реализация

Практическая реализация

Слайд 34

Выводы по методу + можно обнаружить вещество с тремя гидроксильными группами

Выводы по методу

+ можно обнаружить вещество с тремя гидроксильными группами рядом

в присутствии этиленгликоля
+ возникает характерное красное окрашивание
+ Резорцин из аптеки
Слайд 35

Сравнение методов Нет в жизни совершенства

Сравнение методов

Нет в жизни совершенства

Слайд 36

Выводы: Глицерин в составе охлаждающей жидкости «Тосол» не несет иной опасности,

Выводы:

Глицерин в составе охлаждающей жидкости «Тосол» не несет иной опасности,

кроме увеличения вязкости
Оптимальным является способ обнаружения с помощью резорцина
Слайд 37

Литература Беззубов Л.П. – Химия жиров. - М.: Пищепромиздат , 1956

Литература

Беззубов Л.П. – Химия жиров. - М.: Пищепромиздат , 1956 г.,

227 с.
Золотарева К.А.; под ред. К.Б. Пиотровского и К.Ю. Салнис - Вспомогательные вещества для полимерных материалов. М.: Химия, 1966г., 177с.
Крешков А.П. – Основы аналитической химии – книга вторая. М.: Химия, 1965г., 376ст
Лоури Дж. Глицерин и гликоли / Дж. Лоури. – Л.: Госхимтехиздат, 1933. – 396 с.
Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1967. 390 с.
Ляшков В.И., Потапочкин В.В. – Вязкость водных растворов глицерина, Вестник ТГУ, т.2, вып.3, 1997г.
Назаров Н. Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. — М.: Высшая школа, 2002. — 348 с.
Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т., Органическая химия. М.: «Вышая школа», 1965г., 75с.
Писаренко В.В. Справочник лаборанта-химика. Справ. пособие для проф.-техн. учебн. заведений. М., «Высшая школа», 1970. — 192 стр. с илл.
Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ: пер. с нем. Л.: Химия – 1981. – 624с., ил., - Лейпциг, Академ. изд-во Гест и Портиг, 1975
Рево А.Я. Зеленкова В.В. Малый практикум по органической химии: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высш. Школа, 1980. – 175с.
Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические рекомендации для студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015 г.
Тодт. Ф. – Коррозия и защита от коррозии. Коррозия металлов и сплавов. Методы защиты от коррозии. Л.: Химия, 1966г., 848с.
ГОСТ 6367-52 «Этиленгликоль концентрированный (95 %)»
ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие »
Патент РФ 2009158, М. Кл. 6: С 09 К 5/00, заявл. 01.07.91 г., "Охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания"
Слайд 38

Писаренко В.В. Справочник лаборанта-химика. Справ. пособие для проф.-техн. учебн. заведений. М.,

Писаренко В.В. Справочник лаборанта-химика. Справ. пособие для проф.-техн. учебн. заведений. М.,

«Высшая школа», 1970. — 192 стр. с илл.
Слайд 39

Реакция №2 «Недоступный реактив» Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические

Реакция №2 «Недоступный реактив»

Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические рекомендации

для студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015г.
Слайд 40

Реакция №2 «Недоступный реактив» Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические

Реакция №2 «Недоступный реактив»

Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические рекомендации

для студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015г.
Слайд 41

Реакция, которая не работает №1 Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. -

Реакция, которая не работает №1

Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические

рекомендации для студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015г.

- H2SO3

Слайд 42

Реакция, которая не работает №1 Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. -

Реакция, которая не работает №1

Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические

рекомендации для студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015г.

- H2SO3

Слайд 43

Реакция, которая не работает №1 Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. -

Реакция, которая не работает №1

Сыроватский И.П. , Илларионова Е.А. - Методические

рекомендации для студентов к практическому занятию: «Изолирование токсикантов из биологического материала методом дистиляции. Определение основных групп токсикантов» - ИГМУ, Иркутск, 2015г.

- H2SO3

Слайд 44

Золотарева К.А.; под ред. К.Б. Пиотровского и К.Ю. Салнис - Вспомогательные

Золотарева К.А.; под ред. К.Б. Пиотровского и К.Ю. Салнис - Вспомогательные

вещества для полимерных материалов. М.: Химия, 1966г., 177с.

+

Реакция, которая не работает №2

2

3

3 H2O +

Слайд 45

Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т., Органическая химия. М.: «Вышая школа»,

Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т., Органическая химия. М.: «Вышая школа»,

1965г., 75с.

+

Реакция, которая не работает №2

- H2O

[O]
- H2O

Слайд 46

Реакция, которая не работает №3 Ф.Файгль – Капельный анализ органических веществ,

Реакция, которая не работает №3

Ф.Файгль – Капельный анализ органических веществ, пер.

с английского Вайнштейн В.Ю., Подуровской О.М., Соколова В.И., под ред. и с доп. Проф. Кузнецова В.И., М.: ГНТУХЛ, 1962г., 837с.
Слайд 47

Реакция, которая не работает №4 Ф.Файгль – Капельный анализ органических веществ,

Реакция, которая не работает №4

Ф.Файгль – Капельный анализ органических веществ, пер.

с английского Вайнштейн В.Ю., Подуровской О.М., Соколова В.И., под ред. и с доп. Проф. Кузнецова В.И., М.: ГНТУХЛ, 1962г., 837с.

Определение акролеина с помощью нитропруссида натрия. Акролеин дает голубое окрашивание.
Этот метод неприменим в присутствие этиленгликоля, из-за образования ацетальдегида, который взаимодействует с реагентами так же, как акролеин.
Химизм этой реакции неизвестен.

Слайд 48

Парад неработающих реакций Р.№2 Р.№3 Р.№1 Р.№4

Парад неработающих реакций

Р.№2

Р.№3

Р.№1

Р.№4

Слайд 49

Запас щелочности это избыток щелочи по сравнению с кислотой запас щелочности

Запас щелочности

это избыток щелочи по сравнению с кислотой
запас щелочности

в «Тосоле» ≥ 10 мл

ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие »

Слайд 50

Почему изменение давления незначительно при измерении вязкости М.И.Ж. – это модель

Почему изменение давления незначительно при измерении вязкости

 

М.И.Ж. – это модель

исследуемой жидкости

760 мм рт. ст. – это 101,325 кПа
ρ(Hg) = 13,546 г/см3
ρ(М.И.Ж.) = 1,089 г/см3

Слайд 51

Минутка определений ошибка – непреднамеренное отклонение от правильных действий; разница между

Минутка определений

ошибка – непреднамеренное отклонение от правильных действий; разница между

ожидаемой или измеренной и реальной величиной.
погрешность (измерения) — отклонение измеренного значения величины от её истинного (действительного) значения

Назаров Н. Г. Метрология. Основные понятия и математические модели. — М.: Высшая школа, 2002. — 348 с.

Слайд 52

Декстрин Бензоат натрия

Декстрин

Бензоат натрия

Слайд 53

Слайд 54

Погрешности измерения в каждой точке

Погрешности измерения в каждой точке