Азокрасители. Ализариновый жёлтый - конспект - Химия - Часть 2, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia21 June 2013

Азокрасители. Ализариновый жёлтый - конспект - Химия - Часть 2, Конспект из Химия

PDF (206.3 KB)
15 страница
338количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Условия получения азокрасителя в лабораторных условиях Диазотирование Азосочетание Механизм реакции Условия проведения реакции Выделение красителя Синтез ализари...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 15
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

Азометиновые красители.

Антрахиноновые красители.

Антрапиридиновые красители.

Кубовые красители.

9.1. Индигоидные и тиоиндигоидные красители.

9.2. Антрахиноновые и другие кубовые красители.

9.3. Периноновые красители.

9.4. Полициклохиноновые красители.

10. Сернистые красители.

11. Фталоцианиновые красители.

12. Флуоресцентные (оптические) отбеливатели.

1.4 Крашение. Подготовка материалов

Красители - химические соединения, используемые для придания

окраски различным материалам, например текстилю, бумаге, мехам,

волосам, коже и древесине. Крашение - процесс придания окраски таким

материалам. Ежегодное мировое потребление красителей составляет около

полумиллиона тонн; свыше двух третей этого количества идет на окраску

текстильных материалов. В этой статье описываются красители для

текстильных волокон и крашение текстильных материалов.

Качество крашения. Окраска - первейшее соображение, возникающее у

потребителя при выборе ткани или другого изделия. Глаз человека способен

обнаружить малые различия в окраске ткани, поэтому производитель ткани

должен обеспечить равномерность (ровноту) ее окраски. Как правило,

свойство равномерности гораздо важнее для окраски, чем для любого

другого вида химической отделки. Например, если распределение мягчителя

в ткани неравномерно, то потребитель этого не заметит, поскольку такая

неравномерность не сказывается на свойствах ткани, важных для

потребителя. С другой стороны, даже неискушенный наблюдатель заметит

неравномерность окраски. Кроме того, важен контроль постоянства окраски

при переходе от одной партии красителя к другой или в пределах одного

куска ткани, поскольку различия в окраске соседних элементов швейного

изделия проявятся почти неизбежно. Отсутствие метамеризма, т.е. свойства

двух цветовых оттенков совпадать при освещении одним источником света и

различаться при освещении другим источником, также должно учитываться

при крашении материалов.

Компьютерное моделирование цвета

Устойчивость окраски определяет, насколько охотно будет

пользоваться данным текстильным изделием потребитель. Окраска ткани

должна сохраняться в течение срока службы изделия, но в некоторых

случаях она может блекнуть, оставаясь приятной на вид. Важна также

устойчивость окраски материала при мокрых обработках, стирке,

химической чистке, трении, воздействии света, пота, атмосферных

загрязнителей, погодных условий и других неблагоприятных факторов.

Назначение конкретного текстильного изделия определяет требуемые

степень, характер и устойчивость его окраски. Например, для обивки

автомобильных сидений устойчивость окраски к химической чистке не так

важна, как устойчивость к световому воздействию, которая имеет для нее

первостепенное значение.

Ровнота окраски и ее устойчивость - главные факторы в выборе

красителей и методов крашения для текстильных материалов. Для

достижения приемлемых ровноты и устойчивости окраски надо учитывать

такие переменные, как температура, давление, количества красителей и

текстильно-вспомогательных веществ, а также свойства волокон.

II. Синтез азокрасителя

2.1 Условия получения азокрасителей в лабораторных условиях

В настоящее время группа азокрасителей включает самый большой и

самый разнообразный ассортимент искусственных органических красителей.

Основные условия получения азокрасителей в лабораторных условиях

1. Применение чистых исходных веществ.

2. Точное соблюдение относительных количеств реагирующих

веществ.

3. Энергичное и постоянное перемешивание или встряхивание при

проведении реакций диазотирования и сочетания.

4. Защита диазосоединений от нагревания и света. Применение

диазосоединений непосредственно после их получения.

2.2 Диазотирование

Диазотирование протекает по уравнению:

Одна свободная сульфогруппа замещает моль соляной кислоты

например:

В то время как количество нитрита должно точно соответствовать

теоретическому, кислоту всегда берут в избытке, а именно в лабораторных

условиях, как правило, сверх 2 эквивалентов кислоты, требуемых по

уравнению реакции, берут еще избыток 0.5 эквивалента. Для аминов.

являющихся слабыми основаниями, соли которых сильно гидролизуются в

воде (например, для хлор- и нитроанилинов) избыток кислоты повышают до

1—3 эквивалентов. В тех случаях, когда основание не растворяется даже в

таком избытке кислоты, например, нитрохлоранилин, диазотирование

проводят в суспензии, если основание имеется в виде тонкой дисперсной

пасты; если же оно является сухим, то его можно перевести в пасту

растворением в концентрированной серной кислоте, выливанием этого

раствора в ледяную воду, отсасыванием и промыванием. Динитроанилины и

нитродихлоранилины и другие аналогичные соединения не удается

диазотировать этим методом; такие основания можно диазотироватъ лишь в

концентрированной серной кислоте.

Сульфокислоты и карбоновые кислоты могут диазотироваться, как

обычные амины, если они хорошо растворяются в воде в присутствии

кислот. Во многих случаях, когда это условие не выполняется,

рекомендуется подлежащие диазотированию кислоты в виде их солей со

щелочными металлами растворить в воде, смешивать эти нейтральные

растворы с нужным количеством раствора нитрита и смесь выливать при

хорошей перемешивании в разбавленную соляную кислоту (обратное

диазотирование); сульфокислота и азотистая кислота при этом одновременно

переходят в свободное состояние и, как правило, успевают прореагировать

друг с другом до того, как произойдет осаждение трудно растворимой

кислоты. Однако если свободная сульфокислота очень трудно растворима —

это имеет место именно в случае некоторых амино-азокрасителей, которые

должны быть продиазотированы дальше с целью получения

полиазокрасителей, то она выпадает раньше, чем может произойти ее

диазотирование. Такую кислоту трудно продиазотировать до конца,

особенно если диазосоединение практически нерастворимо. В таких особых

случаях может оказать благоприятное действие применение значительного

избытка нитрита и прибавление с самого начала небольшого количества

нитрита к соляной кислоте. Кроме того, раствор сульфокислоты довольно

сильно разбавляют и медленно прибавляют его при хорошем перемешивании

в соляную кислоту, содержащую нитрит.

До окончании диазотирования диазосоединение отфильтровывают,

благодаря чему удаляется избыток нитрита.

1,2- и 2,1-амнионафтолы и их сульфокислоты и другие производные не

могут быть гладко продиазотированы ни по одному из описанных методов,

так как они в кислом растворе окисляются азотистой кислотой в

соответствующие хиноны. Однако диазотирование аминонафтолов в виде их

солей с минеральными кислотами или сульфокислот аминонафтолов,

содержащих одну свободную сульфогруппу, проходит безукоризненно, если

обрабатывать эти соединения нитритом в отсутствие дополнительного

количества кислоты и в присутствии либо эквивалентного количества

цинковой соли, либо небольшого количества медной соли; в последнем

случае надо по окончании диазотирования удалить медь, цинк же, в общем,

не мешает.

Особое место занимают также те основания, которые, помимо

первичной аминогруппы, содержат в молекуле также вторичную

аминогруппу, как например моноэтил-п-фенилендиамин н особенно

п-амино-дифениламин и его производные. Эти основания можно довольно

гладко продиазотировать так, чтобы иминогруппа осталась незатронутой;

однако образующиеся при этом диазосоединения очень медленно

сочетаются и, хроме того, очень легко разлагаются. Поэтому поступают

таким образом, что берут на 1 моль основания 2 моля нитрита. В этих

условиях диазотируется первичная аминогруппа, а вторичная одновременно

при этом нитрозируется. Эти нитрозированные диазосоединения гораздо

легче вступают в реакцию азосочетания и обладают намного большей

устойчивостью. После сочетания из готового красителя нитрозо-группу

удаляют нагреванием с кислотой или с основанием либо слабыми

восстановителями такими, как бисульфит (красители — вариамины).

Следует еще отметить, что концентрированная соляная кислота в

присутствии нитрита выделяет хлор; это, естественно, может повлечь за

собой образование побочных продуктов. Поэтому диазотируемая смесь но

должна содержать более чем 20% -ную свободную HCI. При диазотировании

в разбавленных кислых растворах нет надобности, как это часто

рекомендуют, очень медленно прибавлять раствор нитрита. Для оснований,

которые особенно склонны к образованию диазоаминосоединений или к

сочетанию с самими собой, с целью избежаний таких побочных реакций

даже лучше вес количество нитрита прибавить сразу. Необходимо только

следить за тем, чтобы было достаточное охлаждение, которое достигается

лучше всего прибавлением к тегирующему раствору льда.

2.3 Азосочетание

Взаимодействие диазосоединений с ароматическими аминами и

фенолами, сопровождающееся образованием веществ, содержащих

азогруппу —N = N—, связанную с двумя ароматическими радикалами,

называют азосочетанием.

Диазосоединения получили название диазосоставляющих реакции

азосочетания, а амины или фенолы — азосоставляющей.

2.3.1 Механизм реакции

Установлено, что реакция азосочетания протекает по механизму

электрофильного замещения, в котором атакующим агентом выступает ион

диазония (Аг—N=N),а субстратом — ароматические системы, содержащие в

п- или о-положении заместители NH2, NHAlk, NHAr, N(Alk)2, NHSO3H,

NHNO2, ОН и в некоторых случаях OAlk:

Вследствие небольшой активности ионов диазония реакция протекает

направленно с образованием п- или о-изомеров. Электроноакцепторные

заместители в диазониевом ионе повышают его реакционную способность, а

электронодонорные группы понижают ее.

Азосоединения содержат наряду с хромофорной азогруппой

ауксохромные группы азосоставляющей, вследствие чего они являются

красителями.

2.3.2 Условия проведения реакций

Для осуществления реакции азосочетания готовят два компонента:

диазосоединение и азосоставляющий реагент. Раствор диазосоединения

получают с соблюдением всех правил (см. выше). Чрезвычайно важным

фактором является рН среды. В зависимости от природы азосоставляющего

компонента создают слабокислую среду для аминопроизводных и

слабощелочную для соединений, содержащих гидрокси-, карбокси- и

сульфогруппы. Этот прием необходим, чтобы перевести азокомпонент в

раствор и, таким образом, провести сочетание в гомогенных условиях.

Как правило, для получения азосоединений охлажденный раствор соли

диазония постепенно, при энергичном перемешивании, прибавляют к

охлажденному раствору азокомпонента. Если диазосоединение нестабильно,

порядок прибавления реагентов обратный.

Азосочетание часто проводят без охлаждения компонентов, особенно в

тех случая, когда диазосоединение является стабильным и мало

реакционноспособным, как, например, диазосоединения нафталина.

Для повышения скорости реакции сочетания на практике прибегают

также к увеличению концентрации реагентов.

Реакцию сочетания осуществляют с таким расчетом, чтобы в

реакционной смеси всегда был избыток азосоставляющей. За ходом этого

процесса следят по пробе «на вытек». Ее проводят следующим образом: на

фильтровальную бумагу наносят каплю реакционной массы, к которой

добавляют раствор натриевой соли 2-нафтол-3,6-дисульфокислоты (R-соль).

Отсутствие окраски (образования красителя) указывает на то, что условия

сочетания выдержаны.

2.4 Выделение азокрасителей

Если краситель мелкодисперсный, то прибегают к высаливанию: в

реакционную смесь добавляют хлорид натрия из расчета 200 г на 1 л

раствора. Этот способ используется также и в том случае, когда краситель

хорошо растворим. При наличии в азосоединениях солеобразных групп,

придающих продукту хорошую растворимость в воде, для выделения

красителя в реакционную смесь добавляют кислоту.

Меры предосторожности в работе такие же, как и в других синтезах с

использованием кислот.

2.5 Синтез ализаринового (протравного) жёлтого

Реактивы для синтеза: м-нитроанилин — 2,5 г., соляная кислота (ρ

—1,19 г/см')— 10.1 г (8,5 мл); нитрит натрия— 1,5 г; салициловая кислота

—2.5 г. ,карбонат натрия — 7,5 г; хлорид натрия, 10%-ный раствор.

Посуда и оборудование: стакан вместимостью 100 мл; стакан

фарфоровый вместимостью 200 мл; воронка капельная; мешалка; термометр;

баня ледяная.

В стакане растворили 2,5 м-нитроанилина в разбавленной соляной

кислоте (8,5 мл концентрированной НС1 в 40 мл воды). Для полного

растворения содержимое слегка нагревали. Охладив полученную смесь до

0°С, ее диазотировали, добавляя по каплям из капельной воронки раствор 1,5

г нитрита натрия в 5 мл воды. Следили за тем, чтобы температура не

поднималась выше 5°С. Диазораствор при хорошем размешивании

приливали к находящемуся в фарфоровом стакане при 0°С раствору 2,5 г

салициловой кислоты и 7,5 г карбоната натрия в 40 мл воды. Жёлтый осадок

красителя отфильтровали, слегка промыли 10%-ным раствором хлорида

натрия и сушили при 40-50°С.

Химизм процесса состоит в следующем:

(C13H8N3Na05 ).

Выход 3,6 г (около 64% от теоретического).

Полученный нами краситель – ализариновый (протравный) жёлтый

(З-карбокси-З'-нитро-гидроксиазобензол) — жёлтый азокраситель, в виде

натриевой соли хорошо растворим в воде. Малорастворим в воде и 95 %

спирте, легко растворим при нагревании.

Переход окраски раствора от светло-желтой к красно-оранжевой в

интервале рН 10,0—12,0.

Раствор индикатора – это 0,1 % раствор.

Приготавливают его путём растворения 0,1 г индикатора в 100 мл

воды. Растворение проводят при нагревании на водяной бане.

Заключение

Синтетические красители заняли в мире современного человека пусть

не самое важное, но значимое место. Ведь большинство изготовленных

человеком предметов, которые мы – люди используем в повседневной

жизни, или которые просто украшают наш интерьер, будут более приятны в

эксплуатации, если им придать определённую окраску. Примерно за 150 лет

были изучены их свойства, отработаны различные способы их получения,

предложены интересные теории, объясняющие способность красителя нести

и передавать свою неповторимую окраску.

На тему синтетических красителей сегодня имеется масса научной

литературы, где можно найти всё: от истории развития до поставленных

методик получения, причём объём той литературы постоянно пополняется;

масса предприятий занимается выпуском красителей и крашением

текстильных и других материалов, создавая столь необходимые на

сегодняшний день рабочие места для наших современников и для нас.

Список литературы

1. Бородкин В. Ф. Химия красителей .—М.: Химия, 1981. — 248 с.

2. Г. Э. Фирц-Давид, Л. Бланже. Основные процессы синтеза красителей.

—М.: Изд-во иностр. Литературы, 1957. —382 с.

3. Чекалин М. А., Пассет Б. В., Иоффе Б. А.Технология органических

красителей и промежуточных продуктов: Учебное пособие для

техникумов.— 2-е изд., перераб. —Л.: Химия, 1980. 472 с, ил.

4. Мельников Б. Н. Виноградова Г. И. Применение красителей. Учеб. для

вузов — М.: Химия, 1986.— 240 с.

5. Ч. Дж. Овербергер, Ж-П. Анселм, Дж. Г. Ломбардино. Органические

соединения со связями «азот —азот». — Л.:, Химия, 1970. — 128 с.

6. Орлова О. В., Фомичева Т. Н. Технология лаков и красок: Учебник для

техникумов. — М., Химия, 1990.— 384 с; ил.

7. www.roshimprom.ru

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome