№ 5 Зертханалық жұмыс. Мұнай өнімдерінің құрамындағы қышқылдар мен сілтілердің бар-жоғын анықтау
Жұмыстың мақсаты
Жанармай құрамындағы суда ерігіш минералды қышқылдар мен сілтілердің тек қана бар-жоғын немесе отынның бейтараптығын және суда ерімейтін органикалық қышқылдардың көлемін анықтау. Мұнай өнімдерінің коррозиялылығын, құрамындағы суда еритін қышқылдар мен сілтілердің, органикалық қышқылдар мен күкіртті қосылыстардың бар-жоғымен танысу.
Жұмыстың мазмұны
Жанармайлардың металдарға коррозиялық әсерлері. Суда ерігіш минералды қышқылдар мен сілтілердің рольдері. Органикалық қышқылдардың рольдері. Күкіртті қосылыстардың рольдері.
Жұмыстың тапсырмасы:
1) Бензиннің, дизель отынының және т.б. мұнай өнімдерінің құрамындағы суда ерігіш минералды қышқылдар мен сілтілердің бар-жоғын (отынның бейтараптығын) анықтау;
2) Алынған мәліметтерді МЕСТ-ының отындарға қоятын талаптарымен салыстырып, сапаға баға беру;
3) Суда ерімейтін органикалық қышқылдардың көлемін анықтай отырып, мұнай өнімдерінің қышқылдығын анықтау;
4) Берілген жанармай үлгісінің автомобиль қозғалтқыштары үшін жарамдылығы жайлы қортынды жасау;
5) Бақылау сұрақтарына жауап беру.
Суда ерігіш минералды қышқылдар мен сілтілердің бар-жоғын және суда ерімейтін органикалық қышқылдардың көлемін өлшеу үшін алынған жабдықтар:
- май бөлгі құйғыш;
- пробиркалар;
- штатив;
- 10 мл көлемге өлшеуіш цилиндр;
- дистилденген су;
- химиялық стакандар;
- фенолфталеин (1 %-ды спирт ерітіндісі);
- сарғылт қызыл түсті метилоранж индикаторы (0,02 % - ды су ерітіндісі);
- жанармайлар үлгілері.
Жұмыстың орындалу реті
Конус колбаға 30 – 40 мл көлемде дистилденген су құйылады да 7 - 8 0С дейін қыздырылады. Содан соң осындай мөлшерде тексерілетін мұнай өнімі құйылып, бірнеше минут бойы қарқынды араластырылады да бөлгіш құбырға құйылады:
1) Сынақ үшін дайындалған жанармайдың сынақ үлгісін үш минуттай сілкілеп жақсы араластырылады.
2) Араласқан сынақ үлгісінен өлшеуіш цилиндрмен 10 мл көлемді өлшеп алып, бөлгіш май құйғышқа құйылады.
3) 10 мл дистилденген суды өлшеп алып, оны да май құйғышқа құямыз.
4) Бөлгіш май құйғышты тығынмен жауып, штативтен алып, ішіндегісін 30 – 40 с бойы (ақырын) шайқап араластырамыз.
5) Шайқаудан соң май құйғышты қайтадан штативке бекітеміз.
6) Тұнғаннан кейін су ертіндісін стақанға құямыз.
7) Су ертіндісін стақаннан екі пробиркаға бөліп құямыз.
8) Су ертіндісі бар сыналатын жанармай құйылған пробирканың біреуіне сарғылт қызыл метил ерітіндісінің екі тамшысын, ал екіншісіне – фенолфталеиннің спирт ерітіндісінен үш тамшы қосып, екі пробиркадағыларды жақсылап шайқау керек. Алынған индикаторлар түсін 5.1-кестесіндегі мәліметтермен салыстыра отырып, сынақ үлгісіне суда еритін қышқылдар немесе сілтілердің бар – жоғы туралы қорытынды жасау.
5.1-кесте – Әр түрлі ортадағы индикаторлардың түсінің өзгеруі
|
Орта |
Метилоранж |
Фенолфталеин |
|
Сілтілі |
Сары |
Құлпынай түсті |
|
Бейтарап |
Қызылғылт сары |
Түссіз |
|
Қышқыл |
Қызыл |
Түссіз |
9) Егер су ертіндісі бейтарап болса жанармай – сынақтан өтті деп саналады. Олай болмаған жағдайда тәжірибені қайталау қажет, ол үшін алдын ала ыдыстарды мұқият жуып, дистилденген сумен шаю керек. Егер де екінші сынақ нәтижесінде су ерітіндісі қышқылды немесе сілтілі болса, онда жанармай жарамсыз деп есептелінеді.
10) Сынақ нәтижелерін есеп беру дәптеріне жазамыз.
Суда ерімейтін қышқылдардың бензин құрамындағы мөлшерін, оның қышқылдығы арқылы бағаланады. Қышқылдықты 100 мл бензиндегі қышқылдарды бейтараптандыруға қажетті калий гидроксидінің массасы (мг) арқылы бағаланады. Бензиндегі оттекті қосылыстардың көпшілігі оны сақтаған және тасымалдаған кезінде пайда болады.
Қышқылдығын анықтау
Іштен жану двигателінде майлар жұмыс барысында оның көмірсутектер ауадағы оттегі әсерінен тотығады. Тотығу өнімдерінде альдегидтер, кетондар, органикалық қышқылдар, фенолдар және асфальтты-смолалы заттар бар. Қышқылды өнімдерінің - карбонды оксиқышқылдар, фенолдар, қышқыл смолалар түзілуі май қышқылдығын арттырады, ал осыдан майлардың химиялық және физикалық қасиеттері өзгереді,коррозиясы артады.
Майдың қышқылдығы қышқылдық санымен анықталады. өнімнің 1 милилитріндегі органикалық қышқылдарды залалсыздандыруға қажет миллиграмдағы жегіш (едкий) калийдің (КОН) мөлшері қышқылдық сан деп аталады.
Қышқылдық мұнай өнімдерінен бейтарап реакциялы қайнап жатқан этил спиртінің (96 %) көмегімен қышқыл қосылыстарын шығару жолымен анықталады. Отынның қышқылдығы анықталатын қондырғы 5.1 суретте көрсетілген.
Конус колбаға 96 %-дық этил спиртінің 5 мл көлемінде құйылып, оның беті шыны түтікше орнатылған 3 (ауалы тоңазытқыш) тығынмен жабылады және ондағы орналасқан көмір қышқылын шығару үшін жабық электр плиткасында 1 қайнауға дейін ұсталынады. Қайнап жатқан спиртке 5 мл тексерілетін отын құйылып, органикалық қышқылдар толық шыққанша тағы да - 3 минут бойы қайнатылады. Ыстық қоспаға 3 - 5 тамшы индикатор-фенолфталеин (қышқыл ортада түсі өзгермейтін) қосылады, ал бейтарап ортада болар - болмас қызғылт түс, ал сілтілі ортада қызыл түс береді.
Осыдан кейін колбадағы қоспаны ыстық күйінде жегіш калийдің (КОН) спирттегі ерітіндісімен бейтараптандырады. Колбадағы қоспаны үздіксіз араластыра отырып, ертіндіні өте ұқыпты тамшылатып құю керек. Сыналатын ертінді түсі қызғылттанып, 1 минут бойы сақталатын кез бейтараптандыру соңы деп есептеледі. Ерітінді мөлшері өлшем бөліктері бар бюреткамен өлшенеді. Қышқыл құрамын формула бойынша анықтайды
мұндағы n - бейтараптандыруға жұмсалған КОН ерітіндісінің мөлшері, мл;
Т - ертіндінің 1 миллилитріндегі қанша миллиграмм сілті бар екендігін көрсететін КОН (0,05) спирттегі ертіндісінің концентрациясы, мг;
V - тексерілетін өнімнің көлемі, мл.
Алынған нәтижелер отын және мотор майларына қойылатын МЕСТ техникалық талаптарымен салыстырылады.
Жалпы мәліметтер
Мұнай өнімдерінің (жанармай мен жағармайлар) металдарға коррозиялық әсері мардымсыз болатындай болуы керек. Мұнай өнімдерінің коррозиялылығы құрамында суда еритін қышқылдар мен сілтілердің, органикалық қышқылдар мен күкіртті қосылыстардың барлығымен түсіндіріледі.
Өндіру үрдісінде жанар – жағармай материалдары күкірт қышқылымен (H2SO4), соңынан осы қышқылдардан арылту үшін сілтілермен өңдеседі.
Егер қышқылды бейтараптандыру үрдісі, соңынан сілтілермен тазалау үшін өнімді сумен шаю жеткіліксіз жүргізілсе, онда жанар-жағармай материалдар құрамында минералды қышқылдар немесе сілтілер қалып қоюы мүмкін.
Жанар-жағармай материалдарының құрамындағы минералды қышқылдар мен сілтілер двигатель детальдарын, металл ыдыстары мен қораптарды коррозияға ұшырататындықтан, құрамы таза емес жанар-жағармай материалдары пайдалануға жарамсыз болып есептелінеді.
Мұнай құрамындағы, сонымен қатар өңдеуден алынған өнімдердегі органикалық қышқылдар, негізінен нафтендік, коррозиялық пәрменділігі минералдылардан азырақ. Сонымен бірге органикалық қышқылдардың пайдалылығы жанармай мен майлардың майлау қабілетін арттыратындығында. Сондықтан МЕСТ бойынша жанармай мен майларда белгілі бір мөлшерде органикалық қышқылдардың болуы рұқсат етілген.
Құрамында органикалық қышқылдар 6307 – 95 МЕСТ-ында көрсетілген мөлшерден көп болған жағдайда жанармай мен майлар пайдалануға жарамсыз деп есептелінеді.
Жанармайдағы органикалық қышқылдар мөлшері (бензин де) «жанармай қышқылдылығымен» бағаланады.
Жанармай қышқылдылығы дегеніміз сыналатын жанармайдың 100 милилитр көлеміндегі органикалық қышқылдарды бейтараптандыруға кеткен жегіш калийдің миллиграммдағы мөлшері. Стандарт бойынша автомобиль бензиндерінің қышқылдығы 100 мл бензинге КОН массасы 3 мг-нан, ал дизель отынының құрамында 5 мг-нан аспауы тиісті.
Жанармайдағы суда еритін қышқылдар құрамын қарапайым (сапалық) тәсілмен анықтағанда белгілі мөлшердегі жанармайды (бұл жағдайда бензин) сондай мөлшердегі дистилденген сумен араластырып, соңынан тұндырылғаннан кейін су бөлігін индикаторлар арқылы сыналады.
Суда ерігіш қышқылдар мен сілтілер, әдетте, бензиннің кездейсоқ қүрамына жатады. Бұл топтағы мүжілдіргіш агенттердің ішінде сілтілер жиірек кездеседі. Осы кездегі технология бойынша бензиннің қүрамдас бөліктері 10 – 12 % сілті ерітінділерімен жуылады да, одан кейін сумен шайылады. Суда еритін қышқылдардың қандайы болмасын қара металдарды күшті мүжілдіреді, ал сілтілер түсті металдарды, алюминийді мүжілдіреді, сондықтан олар бензиннің қүрамында болмауға тиісті.
5.1-сурет – Отын қышқылдығын анықтайтын қондырғы
Есеп беру және жұмысты қортындау
Есеп беру бөлігінде су да ерігіш қышқылдар мен сілтілер және су да ерімейтін қышқылдар жайында қысқаша түсініктеме берілгені жөн.
Қысқаша жұмыстың орындалу реті берілу керек. Сынақтың қортындысын келтір және МЕСТ мәндерімен салыстыр.
Берілген тапсырмаларға жауап жаз.
Бақылау сұрақтары
1. Мотор жанармайларының тотығуы кезінде қандай қосымша өнімдер пайда болады?
2. Поршень сақиналарының қақтануы және жабысып қалуы неге әкеліп соқтырады?
3. Жанармайлардың коррозиялық активтілігі неге байланысты?
4.Жанармайдағы органикалық қышқылдар мөлшері қандай көлемде болуы қажет;
5.Бензин құрамындағы рұхсат етілген суда ерігіш қышқылдар мен сілтілердің көлемін келтіріңіз;
6. Дизель жанармайының құрамындағы рұхсат етілген суда ерігіш қышқылдар мен сілтілердің көлемін келтір;
7. Мұнай өнімдерінің құрамында суда еритін қышқылдар мен сілтілер, органикалық қышқылдар мен күкіртті қосылыстар қандай жағдайда пайда болады.