Аппаратура, реактивы и растворы

Лабораторная работа № 12

 

Определение йодных чисел и содержания непредельных

углеводородов по ГОСТ 2070

 

Рассмотрены и одобрены на заседании

кафедры «Горюче-смазочных материалов»

протокол №_____ от «___»______2010г.

Заведующий кафедрой _______ Г.З.Чёба

 

Красноярск 2010г.

 

 

- 1 -

 

Цель работы:

Определить йодное число и содержание непредельных углеводородов в топливе.

Теоретические сведения.

Непредельными (или ненасыщенными) называются углеводороды, имеющие в молекуле хотя бы одну кратную (двойную, тройную) углерод - углеродную связь.

Если кратных связей в молекуле нет, вещество называют предельным (насыщенным).

Стабильность топлива - способность сохранять свои свойства в условиях хранения и эксплуатации.

Система контроля качества топлива при помощи различных методов позволяет судить о пригодности топлива к применению. Товарные реактивные топлива, представляющие собой преимущественно продукты прямой перегонки нефти, состоят в основном из насыщенных углеводородов, которые весьма стабильны. Продолжительность их хранения без заметного изменения качества должна измеряться годами. Однако в топливе при хранении под влиянием молекулярного кислорода воздуха могут протекать процессы, связанные с образованием смол.

Окисляемость топлива в условиях хранения в основном зависит от его химического состава, а также от метода получения, очистки и условий хранения. Связь между химическим составом топлива и его стабильностью еще недостаточно хорошо изучена.

Известно, что основной причиной малой стабильности является наличие в топливе непредельных соединений. Исследованием окисления топлив типа керосина в условиях тем­ператур окружающего воздуха было установлено, что топливо ТС-1, полученное прямой перегонкой, окисляется с большим трудом и продукты окисления накапливаются в нем очень медленно.

В топливах, полученных путем термического крекинга, продукты окисления накапливаются быстро. Это объясняется тем, что продукты термического крекинга содержат значительное количество малостабильных непредельных углеводородов. Окисление непредельных углеводородов протекает, в первую очередь, по С—Н связи с образованием гидроперекисей (соединений типа R—О—О—Н и R—О—О—R). Например:

СН₂ = СН — СН₂ — СН₂ — R —> СН₂ = СН — СН — СН₂ — R

I

ООН

При нормальной температуре окружающей среды распад гидроперекисей сопровождается образованием сложной смеси продуктов окисления (спиртов, альдегидов, кислот и т. д.), которые подвергаются дальнейшим превращениям, приводящим к образованию смолистых веществ.

Применение нефтепродуктов с большим содержанием смол приводит к образованию смолистых отложений во впускных патрубках и клапанах карбюраторных двигателей, закоксовыванию форсунок двигателей и к другим неполадкам. Образующиеся в процессе автоокисления перекиси снижают детонационную стойкость бензинов, а появление органических кислот обусловливает склонность таких нефтепродуктов вызывать сильную коррозию топливных систем баков и тары.

Так как смолообразование топлив вызывается в основном наличием в них непредельных углеводородов, то стабильность нефтепродуктов может характеризоваться относительным их содержанием.

В существующих технических условиях содержание малостабильных непредельных углеводородов в авиационных топливах ограничено до 2—3%.

Для количественного определения непредельности нефтепродуктов применяют способ йодных чисел, который основан на способности непредельных углеводородов легко присоединять атомы галоида. Например:

- 2 -

СН₂ = СН₂ + J₂ —> CH₂J — CH₂J

 

Сущность метода определения йодного числа заключается в обработке испытуемого нефтепродукта спиртовым раствором йода, титровании свободного йода раствором тиосульфата натрия.

Йодное число выражается в граммах йода, присоединившихся к 100г нефтепродукта. Содержание непредельных углеводородов определяют по величине йодного числа и по среднему молекулярному весу испытуемого топлива. Реакция идет по уравнению:

 

J₂+2 Na₂S₂0₃ = 2 NaJ +Na₂S₄O₆

 

Аппаратура, реактивы и растворы

Колбы термостойкие, с притертой пробкой, вместимостью 500 см³;

Цилиндры вместимостью 25 и 250 см³;

Бюретки 1—2—25 и 1—2—50;

Магнитная мешалка;

Спирт этиловый ректификованный технический, высший сорт;

Калий йодистый, 20%-ный раствор;

Йод металлический, 2%-ный спиртовый раствор;

Натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия) 0,1моль/дм³(0,1н) раствор;

Крахмал растворимый, 0,5%-ный водный раствор;

Ацетон;

Вода дистиллированная.

 

Подготовка к испытанию

Нефтепродукт, содержащий влагу, фильтруют или высушивают осушающим веществом. Готовят необходимые растворы. Проверяют не менее од­ного раза в месяц фактор раствора тиосульфата натрия.

 

Проведение испытания

Необходимое количество неф­тепродукта взвешивают с погрешностью не более 0,0004г, в зависимости от предполагаемого йодного числа, как указано в табл. 1.

Таблица 1

 

Йодное число, г йода на100 г нефтепродукта	Масса нефтепродукта, г
До 5	От 2,0 до 4,0
св. 5,0 до 10	> 1,0 > 2,0
>10	> 0,2 >. 0,4,

 

Навеску нефтепродукта берут в бюксах с притертыми пробками, либо с помощью ампул с оттянутыми в капилляр кончиками, либо при помощи капельницы с притертой пробкой.

Удобно набирать навеску нефтепродукта при помощи шприца. Для этого в шприц набирают необходимое количество нефтепродукта и взвешивают. В коническую колбу вместимостью 500см³ с притертой пробкой наливают 15 см³ этилового спирта и добавляют к нему набранное количество нефтепродукта из шприца. Шприц снова взвешивают и по разности определяют массу исследуемого нефтепродукта.

При анализе дизельных топлив массу топлива вносят в колбу с 15 см³ ацетона.

 

 

- 3 –

Из бюретки добавляют 25 см³ спиртового раствора йода, плотно закрывают колбу пробкой, предварительно смоченной раствором йодистого калия, осторожно встряхивают колбу. Прибавляют 150 см³ дистиллированной воды, быстро закрывают колбу пробкой, содержимое колбы перемешивают в течение 5 мин с помощью магнитной мешалки и оставляют в темноте еще на 5 мин. Обмывают пробку и стенки колбы небольшим количеством дистиллированной воды. Добавляют 20—25 см³ раствора йодистого калия и титруют при перемешивании раствором тиосульфата натрия. Когда жидкость в колбе примет светло-желтый цвет, прибавляют от 1 до 2 см³ раствора крахмала и продолжают титровать до исчезновения синевато-фиолетового окрашивания.

Для вычисления йодного числа проводят аналогично контрольный опыт, но без навески нефтепродукта.

 

Обработка результатов,

Йодное число (X) испытуемого нефтепродукта, г йода на 100г нефтепродукта, вычисляют по формуле:

 

где V — объем раствора тиосульфата натрия 0,1 моль/дм³, израсходованный на титрование в контрольном опыте, см³;

V₁ — объем раствора тиосульфата натрия 0,1моль/дм³, израсходованный на титрование испытуемого нефтепродукта, см³;

F— фактор раствора тиосульфата натрия 0,1моль/дм³;

0,01269—количество йода, эквивалентное 1 см³ раствора тиосульфата натрия точно 0,1 моль/дм³, г;

т— масса испытуемого нефтепродукта, г.

За результат определения йодного числа испытуемого нефтепродукта принимают среднее арифметическое значение двух последовательных определений, округляя его до первого десятичного знака.

 

Сходимость:

Расхождение результатов двух последовательных определений, полученных одним лаборантом, на одной и той же аппаратуре и пробе нефтепродукта в одинаковых условиях не должно превышать 10% от меньшего результата

.

Воспроизводимость:

Расхождение результатов двух определений, полученных разными лаборантами в двух разных лабораториях на одной и той же пробе нефтепродукта, не должно превышать 20% от меньшего результата.

 

 

- 4 -