Былғары және мех өҢдеу технологиясы

Мех және былғары шикізаттарын сумен өңдеуді - жібіту деп атайды. Жібітудің мақсаты - шикізатты сулану дәрежесі және микроқұрылымы жағынан мал денесінен жаңа сыпырылған күйіне мейлінше жақындату, яғни «жас тері» қалпына жеткізу.

Егер тері консервілегеннен кейін тұрып қалған болса, теріні міндетті түрде жібіту керек. Жібіту жеңіл көрінгенмен, күрделі және маңызды операция, ол терінің сапасына әсер етеді. Келесі операцияларды қанша сапалы істеп, жібітуді нашар орындаған болсаңыз, тері бәрібір ірі, іші қатты және онымен жұмыс істеу жағдайы ыңғайсыз болады. Жібітуді орындамас бұрын терідегі кір, қан, тұз және ерігіш белоктар (альбуминдер, глобулиндер) кетіріледі. Жібіту дұрыс жүргізілген кезде шикізаттардан белоктық заттарды аз шығындай отырып, толық және бірқалыпты суландыру қамтамасыз етіледі, сонымен қатар шикізаттардан мүмкіндігінше барлық натрий хлоридін және басқа да консервіленген заттарды кетіріп, шикізаттарды бактериалдық әсер етуден қорғауды қамтамасыз ету керек (әсіресе мех терілері үшін).

Жібіту процесінде жеткіліксіз және бірқалыпсыз суландырылған тері, басқа процестерді жүргізгенде терінің беткі қабатының тартылуына немесе қатты болуына себеп болуы мүмкін. Бірқалыпсыз суландырылған мех терілері жеткіліксіз созымдылыққа ие болуы мүмкін. Жібіту кезіндегі белоктық заттардың өте көп шығын болуы былғары құрылымының босаңқы болуына алып келеді. Мех және былғары шикізаттарын жібіту процесі, әдетте мынадай реагенттердің қалыптасуымен жүргізіледі: натрий хлориді, натрий корбанаты, әртүрлі беткі белсенді заттар (ПАВ), натрий гексафтормиликаты, қалий хлориді.

Бұл реагенттерді жібітетін суға не жібітуді жеделдетуге көмек ретінде немесе бактерияның өсіп-өнуін тоқтататын антисептиттік заттар ретінде қосады. Натрий гексафторсиликаты ең көп тараған антисептикке жатады. Кейбір кезде аяқ киімнің жоғарғы бөлігіне қолданылатын былғарыны өндіру үшін, әсіресе қой мен ешкі терісін қолданылғанда жібітетін суға жібіту соңында кальций гидроксидін қосады.

Жібіту процесінде температураны процестің ұзақтылығы, жібітетін сұйықтың рН-ын және оның құрамындағы аз тұзының бактериалдығын, жібітуден кейінгі шикізаттардың серпімділігін және суландырылған дәрежесін бақылайды. Мақсатқа сәйкес, зертқаналық (лабораториялық) жағдайда, оқтын-оқтын терінің әр қабатының суландырылу дәрежесі тексеріледі. Жібітетін сұйықтықта жоғарғы мөлшерде азотты заттар болса, онда терінің бүлінгендігін дәлелдейді. Жібітуден өткен терінің бар ауданы жұмсақ болуы керек, кескен кезде кесінді ақшыл-күңгірт түсте болып, терінің ылғалдылығы 67% төмен болмауы керек. Мех пен былғары шикізаттарының сулану дәрежесін кептіру әдісімен анықтайды.

Жібітуді орыңдағаңда келесідегідей талаптарды ескеру қажет:

1. Судың сапасы мен температурасы. Біріншіден су таза, жаңа және ағын судан алынған болуы керек. Әйтпесе, тұрып қалған судағы шіріткіш бактериялар терінің белок сапасын бұзады. Екіншіден, ең жұмсақ немесе орташа кермектікте болғаны дұрыс. Өте кермекті су тұздың үлкен концентрациясын қажет етіп, ерімейтін әктік сабын түзеді, ол теріні баптауға бөгет жасайды. Егер сізде өте кермекті су болса, оған әлсіз сілті немесе калъциленген сода қосьп, жұмсартыңыз.

Су температурасы 10^о-20^оС болу керек. Төменгі температурада жібіту баяу жүріп, тері сапасын төмендетеді, ал жоғары температурада- тезірек өсіп, шіріткіш бактериялар көбейеді.

Тері әбден суланғаннан соң, оның майлы және бұлшық ет қабаттарын біріктіретін тін талшықтар мен шел қабаттарын шелдейді. Бұл поцесс «шелдеу» деп аталады. Шелдеу екі рет жүреді: бірінші жібітуден соң, екінші илеуден кейін. Бірінші шелдеу пикельдеуге теріні дайындайды, жақсы иленген тері қышқыл мен ас тұзы ертіндісін жақсы сіңіреді. Шелдеуге қарапайым пышақ және арнайы доға тәріздес пышақ, қозғалмайтын пышақ қолданылады. Терінің ұзындығы, сосын ені бойынша бүктейді де, пышақка әкеліп, алдыға артқа қозғалта отырып шелін алады. Үшінші әдістегі пышақ керісінше жоғары қаратылған. Теріні майсыздандыруға қолданатын құралдармен де шелдеуге болады. Лезвия және басқа да барлық құралдардың өткір болғаны дұрыс. Қозғалатын құралды қолданғанда теріні стол және тақтайға шегемен бекітіп қояды. Шелдеудің екі әдісі бар: «кесу» және «қырқу». Бірінші әдіс өткір құрал көмегімен орындалады. Бұл әдіс кезінде терінің шел жақ май қабатын лезвиямен кесіп алмау керек, ол үшін ұқыпты және мұқият жасаған дұрыс. Қырқу әдісінде шел жақ май қабатын қырқып, сосын жартылай өткір құралмен өзеңнен бөлектейді.

Шел қалдығы құрамында коллаген бар екенін ескеріп, одан желім жасауға болады.

Пикельдеу - былғары жартылай фабрикаттарын илеуге даярлау үшін және өзеңнің талшықты құрылысын жұмсартып сонымен қатар, мех терілерінде илеуге даярлау үшін қолданылады. Бұл процесте тері өңдеу пикельде яғни, өзеңнен коллеган талшықтарын кептіру мен борпылдақтар, ас тұзы мен қышқыл ертіндісінде жүреді.

Пикельдеуді жарғақты консервіленгенде де қолданады. Былғары өндірісінде пикельдеу үшін күкірт, кей кезде сірке қышқылын, ал мех өндірісінде күкірт және сірке, көбінесе құмырсқа қышқылын, қолданады. Қышқыл тек өзең бетінің борпылдақтануына әсерін тигізеді. Бейтарап түз ретінде әдетте, натрий хлоридін пайдаланады. Тұз теріні ісіндіреді де, кейін жарылуына әкеліп соғады. Ертінділер келесі концентрацияға сәйкес болғаны жөн: H₂ SO₄ - 9-12 г/л, ас тұзы - 50-60 г/л. Оптимальды температура 25-28^оС, жібіген және шелденген теріден ертінді 5-6 есе артық болады. Теріні пикельдегенде орташа 10-12 сағат ұстайды, егер оның температурасы мен концентрациясына параметр қойылса, тіпті бірнеше күн жатса да ештеңе етпейді.

Осыдан кейін тері жұмсақ және икемді болады да, одан өнім жасау оңайға соғады. Егер қайтадан жуып кептірсе, тері қатайып кетеді. Бұны болдырмас үшін, тағы бір операция илеу қажет. Илемес бұрын теріні ертінділерден жуып, сығып, мех жағын жоғары қаратып, оның үстіне тақтай жауып, жүкпен бастырады да, 2-3 тәулікке қояды. Сосын бейтараптау керек. Бейтараптау үшін 1-1,5 г/л сода және фотографиялық гипосульфит - 10 г/л концентрациялы зат пайдаланылады. Теріні осы ертіндіде 20-60 минут ұстайды.

Кейде кейбір шикізаттардың түрлерін пикельдеу кезінде (қоян, түлкі, шиебөрі т.б.) қышқыл мен алюминийдің ашудас қоспаларын қолданады. Былғары және мех сапасы пикельдеудің дұрыс жүргізілуіне байланысты. Мысалы жарғақты пикельдеу кезінде қышқылдар жеткіліксіз болса, онда жарғақтың беті хром илегіштерінің негізділігінің күрт көтеріліп кетуіне байланысты тартылып қалады. Керісінше пикельде қышқылдың артық мөлшерімен берілуі былғарының қатты болып кетуіне әкеліп соғуы мүмкін.

Пикельдеуден кейінгі жартылай фабрикаттарды бақылау. Жарғақты пикельдеу дәрежесін процестің аяғында әртүрлі индикатордың көмегімен, жартылай фабрикаттардың тіліктерінің рН-ын анықтау арқылы бақылайды. Сол кезде бұзау, тана және сиыр терілері үшін жартылай фабрикаттардың сыртқы қабатының рН = 4-4,4 аралығында, ал ішкі қабаты үшін ол 5-6 болуы керек. Юфтке және аяқ киімнің төменгі жағына арналған былғарыға арналған жарғақтың рН-ы сыртқы қабатта 3,6-3,8 ал ішкі қабатты юфть үшін - 4,5-5. Аяқ киімнің төменгі жағына арналған былғары үшін 5-6 болуы керек. Жарғақтың рН-ын анықтау үшін мынадай индикаторларды қолданады: бром фенолды көк, метилді қызыл және бром крезолды қызыл. Бром фенолды көк жарғақтың сыртқы қабатын сары түске бояйды, ал ішкі қабатын көк түске, ал сол қабаттарды метилді қызыл және қызғылт сары түске, бромды крезолды қызыл-сары және көкті көгілдір түске бояйды.

Пикелдің және жартылай фабрикаттардың рН-ын анықтау үшін ерітінді индикаторын немесе қағазды индикаторды қолданады. Ерітінділердің рН-ын дәл анықтау үшін рН-метрлердің әртүрлі конструкцияларын (патониметрлер) қолданды.

Индикаторлардың көмегімен ерітіндінің рН-ын анықтауды былайша жүргізеді: шыны түтіктерге 10 см жуық саналатын сұйықтықты құяды да , олардың әрқайсысына 2-3 тамшыдан төмендегі 5 кестеде көрсетілген индикаторларды қосады. Тәжірибені, қашан сұйықтық бір индикатормен қышқылдың, соның жанында тұрған индикатормен сілтілік реакциясын бергенше жүргізеді. Мысалы, егер сұйықтық бромфенол көк бойынша сілті, ал метил қызыл бойынша қышқыл болса, онда оның рН-ы 4,1 мен 5,1 арасында болады, дәлірек айтқанда рН 4,5 шамасында болады. Ерітінділердің рН анықтау кезінде қағаз индикаторларды сыналатын сұйықтыққа малады, содан соң қайтадан алып қағаздың түсін белгілі рН-қа сәйкес келетін эталонның түсімен салыстырады.

Жартылай фабрикаттың рН-ын анықтауды былайша жүгізіледі. Жартылай фабрикаттың, әдетте барынша қалың және тығыз бөлігін кеседі де кесіндіге бірнеше тамшы болжам сәйкес келетін индикаторды тамызады. Индикатордың бергі түсі арқылы, кесіндінің рН-ын анықтайды. Мысалы бром крезолды жасыл индикатордың мүйізді ірі қаранын терісінің кесіндісіне пайдаланған кезде, кесінді сарғыш-жасыл түске боялуы керек. Ал кесіндінің ішкі бөлігі көк түске боялса, онда ол оның жеткіліксіз пикельденгендігін білдіреді. Жұмысқа арналған сұйықтардың рН-ын әмбебап индикатордың көмегімен анықтауға болады. Ол мынадай заттардан дайындалады:

Түбі жалпақ фарфорлы ыдысқа 0,5-1 см³-ге жуық сыналатын сұйықтықты енгізеді де, 1-2 тамшы әмбебап индикатормен мұқият араластырады, содан кейін бояудың өзгергенін оңай байқау үшін, ыдысты жайлап қисайтады. Ыдыстың түбінде қалған сұйықтың бояуының түсі арқылы рН-ын анықтайды.

Әмбебап индикатор рН-2 болған кезде қызыл, ал 4 болса сарғыш, 6-да сары, ал 8 болса жасыл, 10-да көк түсті береді. Аралық түстер рН-тың аралық мәніне сәйкес келеді. Жартылай фабрикаттың рН-ын дәл анықтау үшін рН-метрде оның хлор калийлік сығындысын (вытяжкасын) өлшейді. Бұл үшін 5 г жуық майдалана кесілген жартылай фабрикатты үйкелген тығыны бар шыны ыдысқа салады да, 100 см³ 0,1 н. калий хлориді ерітіндісіменен өңдейді. Әлгіні қайта-қайта шайқап 4 сағаттан кейін анықтауды жүргізеді.
Майлау процесі

Теріні қандай әдіспен өндесе де, оны жұмсақ және иілгіш болуы үшін майлайды. Майлаудан кейін терінің тін талшықтарының желімденуі тоқтап, созу оңай жүреді. Сонымен қатар, терінің ылғал ұстамдылығы артады. Майлауға арнайы дымқылдағыш ертінділер дайындалады, мысалы:

1. 1:1 қатынаста, жақсы араласқан глицерин мен жұмыртқа уызы.

2. Кез-келген малдың 0,5 кг майы мен 50г сабынды 0,5 л суға ерітіп, араластырады да, оған 5-10 мл нашатыр спитртін қосады.

3. Алдыңғы үлгі бойынша дайындалады, бірақ майдың орнына мынадай құрам кіреді: 25г машина майы, 30г глицерин, 250г жұмыртқа уызы, 30г нашатыр спирті. Барлығын мұқият араластырады.

Былғары және мех жартылай фабрикаттарын майлау. Майлаудың нәтижесінде, былғары және мех, өзеңнің құрылыс элементтерінің ішкі қабатында майдын жұқа пленкасы түрінде бөлінуінін арқасында, белгілі жұмсақтыққа ие болады. Майлы қабаттар, құрылыс элементтерінің, бір-бірімен үйкеліс кезінде біршама тайғанауына жағдай жасап, желімдену мүмкіндігіне кедергі жасайды, бұл былғары және мехтың эксплуатациялық қасиетін арттырады.

Эмульсиямен майлау кезінде, эмульсияның тұрақтылығының үлкен мәні бар. Майлағыш эмульсия, мехтын былғары тінінің және былғары жартылай фабрикатының ішкі қабатына енгенге дейін бұзылмау керек. Сол кезде эмульсия тұрақтылығы өте жоғары болмау керек, өйткені эмульсия былғары тініне енгеннен кейін бұзылмауы немесе толық бұзылмауы мүмкін. Бірінші жағдайда жартылай фабрикаттар және мех терілерінің түкті жабыны өте майлы болады, ал екінші жағдайда өзеңнің майды сіңіруі толық болмайды, ол былғары және мех сапасына әсерін тигізеді.

Әдетте майлағыш заттардың тұрақтылығын аммиакты сумен ретке келтіреді. Эмульсия рН-ның оптималды мәні 8,2-8,5, рН-ты патонциометрде шыны электродтың көмегімен анықтайды. Сонымен қатар майлы эмульсиянын рН-ын нндикатордың көмегімен анықтауға болады. 5 г майлы эмульсияның қабатқа бөлінуін анықтау үшін, оны үйкелген тығыны бар цилиндрге құяды да, көлемді (100 см³) 20^оС температурада тазартылған сумен белгіге дейін жеткізеді.

Цилиндрдің ішіндегілерін 1 мин аралығында мұқият шайқайды да, 2 сағатқа қалдырып қояды. Содан кейін майлы эмульсияның тұрақтылығын келесі белгілерімен анықтайды:

- тұрақты эмульсияның беткі қабатында онша үлкен де емес (10 см³ -ге дейін) сүзбе тәріздес қабат бөлініп шығады, ал қалғаны ақ сүттес немесе ақшылдау түсті;

- тұрақты емес эмульсияның бетіне бірінші майлы қабат, ал оның астында сүзбе тәріздес қабат бөтенді қалғаны ақ сүт түстес.

Эмульсияны мақта, шеткалармен жоғады. Терінің шел жағын шел жағына қосақтап 4-8 сағаттай сіңіртеді. Содан соң теріні бөлме температурасында құрғатады.

Майлауды дұрыс жүргізген кезде жартылай фабрикаттың және мех терілерінің түкті жабынның беткі қабаттары майлы болмауы керек. Аяқ киімнің жоғарғы бөлігіне арналған жартылай фабрикаттың тері асты (шел) шағын саусақпен басқан кезде оның беткі қабатында пайда болған су тамшылары жоқ болып, сіңіп кетуі керек. Егер майлаудын соңында жартылай фабрикаттың майлығы білінсе, онда оны барабанға түсірместен, сүрленген жартылай фабрикат салмағымен 0,1 проц сулы аммиак ерітіндісін енгізеді де процесті тағы 10-15 мин жүргізеді.

Аяқ киімнің төменгі бөлігіне арналған жартылай фабрикатты майлау кезінде, міндетті түрде барабанға үрленетін ауаның температурасын (60-65°С) бақылау керек. Майлағыш қоспанын ыстық ауамен бір мезгілде берілуі, оның жартылай фабрикатқа біркелкі кіруін қамтамасыз етеді. Ерітілген майлармен майлауды дұрыс жургізу үшін былғарының ылғалдылығының үлкен мәні бар. Майды бір қалыпты және тез сіңіру үшін жартылай фабрикаттың барлық бөлігіндегі ылғалдылық 40-50% аспауы керек.
Уату процесі

Теріні құрғатылғаннан соң міндетті түрде соққылаудан өткізген жөн. Ол өнімді тігу мен тиеу үшін, жұмсақтықтық әсер береді. Уату дегеніміз - теріге белсенді механикалық әсер ету. Оны қолмен, таяқпен ұрғылап, аяқпен таптап, ені мен ұзындығы бойынша созғылау арқылы өткізеді. Терінің ұзындығы мен енін керіп, созып тастауға болады.

Илеу былғары және мехты өндеудегі ең негізгі процестердің бірі болып табылады және минералды немесе органикалық илегіш заттардың, өзеңнің немесе түк талшықтың құрылымына кіріп, олардың белоктық функционалды тобымен әрекеттесіп, берік қосымша көлденең байланыстар түзуден тұрады. Илеу кезінде тері тінінің гидротермиялық, механикалық және химиялық беріктігі жоғарлайды. Тері өндірістерінде илеу айтарлықтай маңызды болып саналады.

Илеудің көптеген түрлері бар. Негізгі үш түрі: хромдық, танидтық және квасцпен илеу. Ең көп қолданатын және жақсы нәтиже беретіні - хромдық илеу. Үй жағдайында хром жетіспейді. Бірақ квасцпен, танидпен илеу теріні жұмсартып, қылшыққа әл береді, сыртқы көрінісі әдемі көрінеді.

Илеудің нәтижесінде өзеңнің химиялық және физика-механикалық қасиеттері айрықша өзгереді:

- жарғақпен салыстырғанда кептіру кезінде өзеңнің көлемі, ауданы, және қалыңдығы бойынша келуі азаяды;

- жоғарғы температураның әсеріне тұрақтылығы артады;

- суда ісіну дәрежесі төмендейді;

- ферменттердің әсеріне шыдамдылығы ұлғаяды;

- ылғалданғанда созылу беріктігі артады және т.б.

Бірақ, илеудің тиімділігі жоғарыда көрсетілген өзең қасиеттерінің әртүрлі өзгеруімен емес, олардың қосындысымен сипатталады. Сонымен қатар, илеудің тиімділігіне ең негізгі дәлел ретінде ылғал күйіндегі коллагеннің қыздыруға беріктілігінің жоғарылауы мен пісу температурасының өсуі бола алады.

Былғары өндірісінде илеу үшін кеңінен қолданылатын илегіштер - хромның, цирконийдің титанның негізгі тұздары, таннидтер және синтетикалық илегіштер болып табылады, ал мех өңдірісінде хромның негізгі тұздары, формальдегид, алюминий тұздары.

Илеу - өте күрделі химиялық процесс. Оны уақтылы бақылау жоғары сапалы былғары және мех алуға себебін тигізеді. Илеуді қате жүргізу мынадай ақауларға алып келуі мүмкін: былғарының бетінің тырысуы, сынуы және қатты болуы, ал сонымен қатар мех былғары тінінің майысқақтық қасиетінің күрт төмендеуі.

Хромның негізгі илегіш тұздарын алу үшін, мынадай тұздар: натрий дихроматы Na₂Cr₂O₂2H₂O, калий дихроматы K₂Cr₂O₇, кейде натрий хроматы (III валентті) Na₂CrO₄, калий KCr(SO₄)₂12H₂O (хром ашудасы) қолданалады.

Хромның негізгі илегіш тұздары күкірт қышқылының қатысуымен, сірке, глюкоза, глицерин, тиосульфат және т.б. қосып тотықсыздандыру арқылы алынады. Хромның негізгі илегіш тұздарын алу реакциясының теңдеуі глюкоза тотықсыздандырғыш ретінде қолданғанда мынадай болады.

4K₂Cr₂O₂ + 12H₂SO₄ + C₆H₁₂O₆ = 8CrOHSO₄ + 4K₂SO₄ + 6CO₂ + 14H₂O

Калий немесе калий дихроматының белгілі негізділікті сұйық хром илегішін дайындау. Есептеу 100 кг натрий немесе калий дихроматына арнап жүргізіледі. Ондай кезде күкірт қышқылының шығынын мына формуламен анықтайды:

мұнда: Х₁ және Х₂ - 100 % күкірт қышқылының масса бөлігінің 100 калий

дихроматы немесе натрий дихроматының 100 масса бөлігіне келетін мөлшері;

а - илегіштік, негізділік.

Тотықсыздандырғышты калий дихроматы салмағынын 25% мөлшерінде алады. Мысал: тазалығы 90% 150мл калий дихроматынан және 75% күкірт қышқылы ерітіндісінен 10% негізділікті хром илегішін даярлау керек.

Техникалық өлшемдегі калий дихроматының мөлшері (150∙90)/100=135 г

100 г калий дихроматынан 10% негізділікті хром илегішін алу үшін керекті 100% күкірт қышқылының шығыны: H₂SO₄(100%) = 133,3 – 10 = 123,3г.

135 г калий дихроматына керекті 100% күкірт қышқылының мөлшері:
75% тазалығы бар күкірт қышқылы ерітіндісінің мөлшері:
Тотықсыздандырғыш мөлшері:

Хром илегішіне даярлау күшті газ бөліну, ерітіндінің қатты қайнап тасуы және көпіршіктенуімен бірге жүреді. Сондықтан илегіш даярлайтын ыдыстың (реактордың) көлемі, ерітіндінің көлемінен 2-3 есе үлкен болуы керек. Сонымен қатар ауа соратын желдеткіш керек. Дихроматты салмағынан 200-250% мөлшерде көп алынған суда ерітеді. Содан соң реакторға жайлап күкірт қышқылының есептелген мөлшерін құяды. Араластыра отырып, тотықсыздандырғыш ерітіндісін бірте-бірте жайлап құяды. Ерітіндіні үнемі қатты қайнаған күйінде ұстап тұру керек, әйтпесе тотықсыздану реакциясы тоқтап қалуы мүмкін. Егер реактордағы сұйықтық деңгейі жоғары қарай қатты көтеріліп кетсе, онда тотықсыздандырғышты қосуды уақытша тоқтатып, оған аз мөлшерде суық су құю кажет.

Дихроматты тотықсыздандыру кезінде ерітінді бірте-бірте қызғылт-сары түстен лайлы-сары түске ауысады, ал тотықсыздандыру процесінің соңында ерітінді хромның негізгі сульфатты комплексі қосылыстарындағыдай жасыл түске ие болады.

Тотықсыздандыру реакциясының аяқталғанын анықтау үшін былай істейді: 20 см³ 20% күкірт қышқылының ерітіндісін сыйымдылығы 150-200 мл шыны ыдысқа өлшеуіш цилиидрмен құяды. Содан кейін осы ыдысқа 50 см³ крахмал ерітіндісін қосады. Крахмалды қосқан кезде ерітінді көгеріп кетпеуі керек. Егерде ерітінді көгерсе, оған 0,01н. натрий тиосульфаты Na₂S₂O₃ ерітіндісін бояуы жойылтанға дейін қосады. Содан кейін шыны таяқшамен 2-3 тамшы сыналатын хром илегішін жоғарыда даярланған дихромат бар болса, ерітінді көк түске боялады. Кейде алынған хром илегішінің негізділігі өндірістік талапқа сәйкес келмейді, сондықтан оны өзгертуге тура келеді. Хромды илегіштің негізділігін төмендету күкірт қышқылымен, ал жоғарылату - натрий карбонатымен жүргізіледі.

Хром илегішінің негізділігін арттыру үшін 100% натрий карбонатының мөлшері хром тотығының салмағынан пайызға шаққанда мына формуламен есептеледі:

мұнда: О₁ - талдау мәліметтерінен алынған илегіштің негізділігі, %;

Негізділікті төмендету үшін керекті 100 % күкірт қышқылының мөлшері, хром тотығы салмағына пайызға шаққанда мына формуламен есептеледі:

Өндірісте ең алдымен алғашқы екі көрсеткішті талдайды. Хромның (Ш) мөлшерін оның тотығына есептей отырып, титрлеу арқылы анықтау кезінде, алдымен ареометрдің көмегімен сыналатын хром илегішті ерітіндісінің тығыздығын анықтайды. Хром илегіштерінің бастапқы тығыздығына байланысты сұйықтар үшін керекті мәліметтер төмендегі кестеде берілген.

Аналитикалық ерітіндіні дайындап, шыны түтікшемен 5см³ ерітіндіні сыйымдылығы 150-200 мл конус формалы екі шыны ыдыстардың әрқайсысына құяды (екі қатарлас сынақтар). Әр шыны ыдысқа 5см³ тазартылған су және 1,5г жуық натрий перототығын қосамыз. Тотықтырғыш ретінде натрий пертотығының орнына сутек пертотығын қолдануға болады. Бұл жағдайда аналитикалық ерітіндіге, шамамен 1 н. натрий гидрототығы ерітіндісін (суды қоспай) пайда болған тұнба ерітіндіге дейін құяды, содан сод 5 см³ 3 % сутек перототығы ерітіндісін құяды. Одан әрі қолданылатын тотықтырғыштың түріне қарамай шыны ыдысты арнайы құйғышпен (воронкамен) жауып, қоспаны жайлап шайқайды да 3 мин аралығында электр немесе газ плиткасында (асбесті торы бар) қайнатады. Содан соң 5 см³ 5% никель сульфаты ертіндісін қосып, тағы да 3 мин аралығында қайнатады. Шыны ыдыстың ішіндегілерін алып, пайда болған никель гидрототығының тұнбасы толық ерігенге дейін 20 % күкірт қышқылы ерітіндісін құяды. Содан кейін тағы 5см³ 20 % күкірт қышқылы ерітіндісін және 5 см³ 10 % калий йодиді ерітіндісін құяды. Шыны ыдысты тазартылған сумен шайып, сағаттық шынымен жауып қояды. 1-2 мин кейін крахмалдың қатынасуымен 0,1 н натрий тиосульфаты ерітіндісімен титрлейді.

Хром тотығының мөлшерін анықтау кезінде мына реакциялар жүреді:

2CrOHSO₄ + 3H₂O + 8NaOH = 2NaCrO₄ + 2NaSO₄ + 8H₂O

Пайда болған никель гидрототығының тұнбасы пертотық иондарының ыдырауы үшін катализаторлық қызмет атқарады.

Хромның (ІII) мөлшері, г/л: .

мұнда: а - 0,1 н. натрий тиосульфаты ерітіндісінің титрлеуге кеткен көлемі,см³;

У₁ - аналитикалық ерітіндінің жалпы көлемі, см³;

У₂ - сұйылту үшін алынған хром илегішінің немесе оның ерітіндісінің көлемі, см³;

К - натрий тиосульфаты ерітіндісінің титріне түзету коэффициенті;

002533 - 1 см³ 0,1 н нитрий тиосульфаты ерітіндісіне сәйкес келетін (III) хромның мөлшері.

Ерітіндідегі хромның (Ш) мөлшерін фотоколориметрия әдісімен анықтау. Хромның қымыздық қышқылымен әрекеттеуі кезінде хромның үш оксалат комплексінің түсті ерітіндісін алуға негізделген.

CrOHSO₄ + 3H₂CrO₄ = H₃ [Cr(CrO₄)₂] + H₂SO₄ + H₂O

1000 мл көлемді бір шыны ыдыста 4,903 химиялық таза калий дихроматын немесе 4,367 натрий дихроматын ерітеді. Даярланған ерітіндіде 2,53 г/л хром тотығының мөлшері болады. 0,07-0,5 г/л хром тотығының мөлшері болатындай бірнеше этолонды ерітіндіні даярлайды. Даярланған калий дихроматы ертіндісін мынадай мөлшерде: 3, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20 см³ құрғақ калибрленген бюреткамен сыйымдылығы 100-150 мл шыны ыдыстарға құяды. Әр шыны ыдысқа 25 см³ 5 % қымыздық қышқылы ерітіндісін қосып, 3-5 мин қайнатады.

Алынған көкшіл-қызылт ерітіндіні суытып, сыйымдылығы 100 мл өлшегіш шыны ыдыстарға ауыстырады, тазартылған сумен белгіге дейін жеткізеді, содан кейін мұқият араластырады, фотоколориметрлейді. Эталонды ерітіндідегі хром тотығының мөлшері, г/л: 0,076; 0,126; 0,177; 0,253; 0,304; 0,379; 0,430; 0,506. Фотоколориметрдің көрсетуімен және хром тотығының мөлшерімен калибрлі сызықты салады. Абцисса өсіне фотоколориметрдің көрсетуін, ал ордината өсіне хром тотығының г/л, оған сәйкес келетін концентрациясын салады. Калибрлі сызықты 3-4 нүкте арқылы қайта-қайта тексереді.

Өндірістік сұйықтарды талдау үшін, даярлаған хром илегішін 20^оС температураға дейін суытып, 1:50 қатынасты сумен сұйылтады. Бұл жағдайда, калибрленген шыны түтікті қолдану қажет. Шыны түтікті шайып, шайынды суды шыны ыдысқа құяды.

Хром тұзының бастапқы ерітіндісін 1:2 қатынаста сумен ұйытады, хром тұзының пайдаланған ерітіндісін сұйытпайды. Сыйымдылығы 100-150 мл шыны ыдысқа 10 см³ сүзілген сыналатын ерітіндіні, 5 % қымыздық қышқылы ерітіндісінен 25 см³ құйып, 3-5 минут қайнатады. Суығаннан кейін ерітіндіні сыйымдылығы 100 мл өлшегіш шыны ыдысқа ауыстырып, тазартылған сумен белгіге дейін жеткізіп, әбден араластырып фотоколометрлейді. Егер хром тұзы ерітіндісінде тұнба пайда болса, онда ерітіндіні қайтадан сүзу керек.

Хромның (III) мөлшері оның тотығына шаққанда, г/л

Хром тұздарының алғашқы ерітіндісі үшін, г/л

Хром тұздарының пайдаланған ерітінділері үшін, г/л

мұнда: а - калибрленген сызықтан табылған хромның (III) мөлшері, г/л .

Әдістің мәнін мынандай химиялық реакция теңдігімен көрсетуге болады. Ішкі сферадан гидрооксо топтарын ысырып шығару:

Протондардың оксалат иондарымен жарым жартылай байланысы:

Гидроксалат иондардың магний ионымен байланыс арқылы протондардың ажырауы:

Титрлеу кезіндегі қышқылды сілтімен бейтараптау:

Алғашында ерітіндідегі хромның (III) мөлшерін анықтайды, ол үшін алдымен сутегі пероксидінің немесе калий пермаганатының көмегімен хромды 6-валентікке дейін тотықтандырады. Содан соң шыны түтіктің көмегімен анықталатын ерітіндіден белгілі көлемді алып6 сыйымдылығы 250 мл қыздыруға төзімді шыны ыдысқа құяды. Сол ыдысқа шыны түтікпен 10 см³ маскирленген ерітіндіні енгізеді (92,1 г калий оксалатын 500 см³ суда ерітеді де алдын-ала 0,1 н. күкірт қышқыл фиксаналы құйылған сыйымдылығы 1 л өлшемі бар шар тәріздес шыны ыдысқа қағаз сүзгісі арқылы құяды. Шыны ыдыстың ішіндегілерімен белгіге дейін сумен жеткізіліп мұқият араластырады). Сұйықтың көлемін сумен 50 см³ дейін жеткізеді, содан кейін шыны ыдысты шыны сүзгішпен (воронкамен) жабады да, 10-15 мин қайнатады. Суытқаннан кейін анықталатын сұйықтыққа 5см³ жуық 2 н. магний хлоридінің ерітіндісін және 2-3 тамшы 0,2 % метилді қызыл ерітіндісін қосады.

Шыны ыдыстың ішіндегілерін 0,1 н. сілті ерітіндісімен ерітіндінің бояуы қызғылт-көк түстен лайлы сары түске ауысқанға дейін титрлейді.

Алдын-ала хромның (ІІІ) қатынасуынсыз маскирленген ерітіндіні аз дегенде 3 бақылау ретінде титрлейді.

Ерітіндінің негізділігі, %:

мұнда: V₁ - маскирленген ерітіндінің сынағынын титрлеуіне кеткен сілті

ерітіндісінің көлемі, см³;

V₂ - талданатын ерітінді негізділігін анықтау кезінде кеткен сілті ерітіндісінің көлемі, см³;

К₁ - 0,1 н. сілті ерітіндісіне түзету коэффициенті;

V₃ - хром (III) мөлшерін анықтау кезіндегі титранттың стандартты ерітіндісінің көлемі, см³;

К₃ - 0,1 н титрант ерітіндісінің түзету коэффициенті.

Құрғақ хром илегіштерін талдау. Илегіш ерітіндіні даярлау үшін 10 грамға жуық құрғақ илегішті 0,0002 г абсолютті қателігімен өлшейді, содан кейін сыйымдылығы 300 мл стаканға салып 60-70°С темератураға дейін қыздырылған 30-40 см³ суда, 40 мин аралығында шайқап отырып, ерітеді. Ерітіндіні, сыйымдылығы 500 мл өлшемі бар шыны ыдысқа, алдын-ала кептірілген және өлшенген, диаметр 12 см "ақ лента" сүзгісі арқылы сүзеді.

Сүзгіні, 70°С қыздырылған таза сумен шайып, одан суда ерімейтін қалдықтарды анықтайды. Шыны ыдыстың ішіндегі сүзілген және шайынды суларды суытады, олардың көлемін сумен белгіге дейін жеткізіп ұқыпты түрде шайқайды (1-ерітінді).

Хром (III) мелшерін оның тотығына келтіріп есептей анықтау илегіш хромда маскирлейтін органикалық қосындылардың жоқ кезінде құрамын ерітіндісіндегі персульфат аммонийдің қышқыл ортада хромды дихромат ионға ауыстыру мүмкіншілігіне негізделген.

Бұл кезде катализатор ретінде кобальт коны пайдаланады. Тотықсыздандырғыштың артық мөлшерін ерітіндіні қайнату арқылы бұзады, ал дихромат иондарының мөлшерін, индикатор ретінде фентлантранилді қышкылдың қатынасуымен, Мор тұзы ерітіндісі арқылы тікелей титрлей анықтайды.

Талдау кезінде келесі реакция жүреді:

Қүрамында 25,35 мг хром (III) тотығы бар, 10 см³ талданатын ерітіндіні, сыйымдылығы 500 мл конус пішінді шыны ыдысқа құяды, оның үстіне 10 см³ 25 % күкірт қышқылының ерітіндісін, 150 см³ тазартылған су, 3 см³ 5 % кобальт сульфатының ерітіндісін қосады. Шыны ыдыстың ішіндегілерін қайнағанға дейін қыздырып, ерітіндіге бірте-бірте 5г аммонийдің персульфатын қосады. Шыны ыдыстың ішін қабырғаларын тазартылған сумен шайып, ерітіндіні шайқайды, содан кейін қайнауды 25-30 мин уақыт жүргізеді. Шыны ыдыстағы ерітідінің түсі сарғыш-қоңыр түске еніп, оттектің буырқана бөлінуі тоқтатылады. Амоний персульфатының ыдырауын ылғалды йодкрахмалды қағазды, шыны ыдыстың мойнына ұстап тексереді (индикатор қағаздың көкшіл түске боялмауы, мөлшерден тыс тотықсыздырғыштың толық ыдырағанын білдіреді).

Суытылған ерітіндіге 25 см³ қышқылдардың қоспасын (150см³ концентрацияланған күкірт қышқылын 500 см³ сумен араластырады да 50 см³ фосфор қышқылын қосып оны 1000 см³ дейін сумен толтырады) құйып, содан соң 0,5 см³ (10 тамшы) 0,1 % фенилантранил қышқылын құяды. Шыны ыдыстың ішіндегілерін тағы да бөлме температурасына дейін суытып 0,1 н. Мор тұзымен ерітінді бояуы қызғылт көкшіл түстен жасыл түске ауысқанға дейін титрлейді. Ерітіндідегі хромның (Ш) мөлшерін оның тотығына келтіріп белгілі формуламен есептейді.

Былғарыдағы және ерітіндідегі илегіш тотығының мөлшерін «Хром ҚР» радиоизотопты аспабымен анықтау. Бұл әдіс төменгі энергетикалық гамма сәулеленудің әлсіреу дәрежесінің бақыланатын ортадағы атомның нөміріне тәуелділігіне негізделген. Былғарыдағы және илегіш ерітіндідегі ең ауыр элемент - хром болып табылады. Талдау нәтижесінде, қабаттың әртүрлі қалыңдығының әсерін жою үшін, былғарының талданатын пакеті аркылы өтетін бетте сәулеленудің күшін өлшеу қолданылған. Жоғарғы концентрациялы илегіш ерітіндісіндегі хром тотығының мөлшерін анықтау үшін, қалыңдығы тұрақты кювета арқылы өткен гамма, сәулелену интенсивті күшін өлшесек жеткілікті. Ерітінділердің көлемдік тығыздығы, хром тотығының мөлшеріне пропорционалды, сондықтан бұндай байланыс гамма сәулеленудің бәсеңдеу дәрежесі кезінде анықтаудың сезгіштігін одан әрі арттырады.

1- сурет. Радиоизотопты "Хром-КР" аспабының блок - схемасы.

"Хром КР" аспабы (1-сурет) біртұтас құрылғыдан тұрады, оның корпусында гамма және бета сәулесін шығаратын радиоактив көздері 1,2 және электронды өлшегіш схема торабы орналасқан. Радиоактивті көздің блоктарының құрылысы 3, талданатын үлгіні гамма және бета сәуле шоқтарына кезекпен енгізуге мүмкіндік береді. Үлгілер арқылы өткен сәулелену галогенді СБТ-9 деген санағыштармен 4, 5 тіркеледі. Санағыштан келген электрлі импульс қалыптастырғышқа 6 келеді де, ары қарай эмиттерлі қайталағыш 7, содан кейін масштабты күшейткішке 8 енеді. Соңғырақ күшейткіш коэффициенті, талдау объектісі мен өлшеу көмегіне байланысты коммутация схемасымен беріледі.

Теңселіспен күшейтілген импульстер тұрақты тоқты өзгертетін сызықты интенсиметрге 9 келеді, ал ол М 906 микроамерметрімен 10 тіркеледі. Ампермент көрсеткіштерін хром (III) концентрациясының диапазонына келтіру үшін фон интенсификациясының орнын толтыру схемасы II қолданылады.

Аспапта оған энергия беретін блок (13) бар. Илегіш ерітіндісін талдау үшін, оны жұқа параллельді қабырғалары бар органикалық шишадан жасалған кюветаға құяды. Кюветаларды, гамма сәулелену көзімен және оған сәйкес келетін детектор арасын орналастырады. Осы кезде эталонды сорғитын 15 автоматты турде бір шетке жылжиды да, кюветаны сәуле шоғының бір тұрақты белгіленген күйде өтуіне жағдай жасайды. 1,5 мин өткеннен кейін ерітінді арқылы өткен, сәулелену интенсивтілігін өлшеуді бекіткендігі туралы белгі беретін 12 таймер іске қосылады. Микроамперметрден көрсеткішті жазып алып градуировтік графиктер арқылы хромды (Ш) оның тотығына есептей отырып оның мөлшерін анықтайды.

Хромның (Ш) мөлшерін 2 өлшеудің мәні және градуировтік графиктің нәтижелері арқасында немесе формула бойынша есептеу жолымен анықтайды.

бұл жерде; , v - бета және гамма сәулеленудің тіркелген иитенсивтілігі;

Былғарыны илеу процесіндегі хром илегішінің ерітіндісіндегі хром (ІII) мөлшерін автоматты түрде бақылау үшін "Хром КРД" деген аспап жасалған.

2 -сурет. Радиоизотопты "Хром-КРД" датчигінің блок схемасы.

3 - сурет. Фотоэлектрлі титр өлшегіштің схемасы:

1 - лампа;

2 - конденсор линзасы:

3 - зерттелетін ерітінді бар стакан.

Ол аспаптың жұмысы, заттардың элементті құрамын анықтауға рентгенофлуоресцентті талдау әдісін пайдалануға негізделген. Әдістің мәні, талданатын ортадағы бақыланатын элементтің ерекше рентгенді сәулеленуін қоздырудан және қоздырылған сәулеленудің интенсивтілігін тіркеуден тұрады.

Илеу барабанынан, ұлу тәріздес ерітінді алатын аспап арқылы илегіш ерітіндінің бір бөлігі (порциясы) рециркуляциялық құбыр 3 жіберіледі (15 сурет). Айналым барабанның әрбір айналғанда ерітіндінің жаңа бөлігі сорылып келіп тұрады. Мәлімет беретін детектерлеу блогы 1, рецикуляциялық құбыр жүйесіндегі доға тәріздес бөлігінде бекітілген, сондықтан оның өлшенетін камерасында әркашан талданатын сұйық 4 болады. Детектерлеу блогы талданатын сұйықтың сәулеленуін қамтамасыз ететін, сәулеленудің шашырағандығын тіркеу және оны электрлі сигналға өзгертетін құрылғы болып саналады. Өлшейтін камераның 2 бүйір қабырғаларына бекітілген плутоний - 238 ИРИПЛ-3 түріндегі радиоактивті көздің 6 гамма сәулеленуі қалыңдығы 0,1мм лавсан пленкасымен бөлінген ерітіндінің жазық беткі қабатына бағытталады. Бұл сәулелену талданатын сұйықтығы хромға тән рентген сәулесін қоздырады және біршаманы шашыратады. Екінші сәулелену йодты натрийдің сцинтилляционды кристалына тиеді де, рентгенді квант қуатына, интенсивтілігі пропорционалды жарықтың жарқылдауына мәжбүр етеді. Жарықтың импульстерін электрлі қозғалысқа өзгертуді ФЭУ-85 фотоэлектронды көбейткішімен іске асырады. Квант қуатына пропорционалды электрлі қозғалыстар теңселісі ФЭУ-мен бірге адыңғы күшейткішке 7 түседі, содан соң кабелі бойынша электронды өлшегіш блокқа жеткізіледі, ал ол блок технологиялық жабдықтармен бөлек жерде тұрады.

Электронды өлшегіш блокта электрлі-импульстер сызықты импульс күшейткішімен % күшейтеді және 2 дифференциалды дискриминаторға 9,10 түседі.

Дискриминатордың біреуі тек сцинттилляцияған импульсты өткізеді, ал екіншісі тек бірінші сәулеленудің шашыраған квантын ғана қабылдайды. Дискрининаторлардың шығатын жерлерді осы сәулеленуге сәйкес келетін санағыш аспаптарымен 11,12 қосылған.

Санағыштан алынған сәуленің сандары талданатын сынақтағы хром (III) кояцентрациясына пропорционалды. Бұл сан тіркегішке тіркелеп сақталынады және индикация схемасына шығарылады, ал содан соң ұқсас сандар түрінде 13, ЭВМ АСУ ТП-ға, өзі жазатын аспапқа, және цифрлі көрсеткішке 14 беріледі.

"Хром-КРД" аспабы хром илегішінің жұмыс ерітіндісіндегі хромның (ІП) концентрациясын үздіксіз автоматты түрде бақылау жасайды.

Лайлану соңы құрамында 1 г/л хром тотығына бар негізгі хром тұздары ертіндісіне лай пайда болу үшін қандай мөлшерде 0,1 н. сілті ерітіндісін қосу керектігін көрсетеді. Лайлану санын арнайы аспап - тиндалемердің көмегімен анықтайды.

Илегіш хром тұздарының ертінділерінің лайлану санын анықтаудың барынша тиімді, жетілген тәсілі ФЭТ-УНИИЗ электірлі титометрдің көмегімен анықтау.

Электр шаммен 1 сәулелендірілген жарықтың ағыны (4-сурет) конденсорлы линза 2, зерттелетін хром тұзы ерітіндісі бар стакан, интенференционды жарық сүзгі 4 арқылы өтеді де сәуле қабылдағыш -фотокедергіде 5 қабылданады. Лайлану санын анықтау үшін 100 см³ хром тұзының ерітіндісін (құрамында 1 г/л хром тотығы бар) аспаптың ұясына қоямыз да, лампаның түбірін қосамыз, сол кезде микроамтерметрдің шкаласында ток күші көрсетіледі. Содан соң стаканның үстіне орналған түтікпен зерттелетін ерітіндіні 0,1 н. сілті ерітіндісімен титрлейді. Лайланған ерітіндінің сәуле жұту көлемі жоғарылайды, сол кезде ерітінді арқылы өтетін сәуле шоғының жарығы күрт төмендей бастайды. Бұл кезде тоқ күші төмендеп, ерітіндінің лайлана бастағанын көрсетеді.

Лайлану саны, құрамында 1 г/л хром тотығы бар 100 см³ негізгі хром тұздары ерітіндісіне кеткен, 0,1 н. сілті ерітіндісінің мл мөлшерімен керсетіледі.

Олификауия дәрежесі деп - комплексті байланысқан топ мөлшеріндегі ол топтың процентті мөлшерін айтады.

50 см³ хром тұздарының ерітіндісіне (Cr₂O₃ концентрациясы 0,1 % жуық) артық мөлшерде (25-30 см³) 0,1 н тұз қышқылының ертіндісін қосады. Бұл кезде гидрооксотобы тез арада бейтарапталанады. Артылып қалған тұз қышқылын тез арада 0,1 н. сілті ерітіндісімен титрлейді. Әсерлескен тұз қышқылының мөлшерімен олифицирленбеген гидрототықты топтың санын анықтайды.

Содан соң басқа хром тұзының ерітіндісін (50 см³) алады, 25 см³ 0,1 н. тұз қышқылы ерітіндісімен қайнатады. Ерітіндіні суытады да әсерлескен тұз қышқылын, 0,1 н сілті ерітіндісіменен титрлейді. Бұл жолы әсерлескен тұз қышқылының мөлшері олифицирленген және олифицирленбеген гидрототықты топтардың қосындысына сәйкес келеді.

2-ші және 1-ші титрлеудің арасындағы айырмашылық гидрототықты топтың олифицирленген саны туралы мағына береді.

Олификация дәрежесі, %.

мұнда: а - 50 см³ хром тұзы ерітіндісіне қосылған 0,1 н. тұз қышқылының

көлемі, см³;

b - хром тұзы ерітіндісінің 1-ші порциясына қосылған тұз қышқылымен

титрлеу кезінде кеткен 0,1 н. NаОН ерітіндісінің көлемі, см³;

Хромның илегіш қосылыстарының зарядының белгісін электрофорез көмегімен анықтайды. Тұрақты электрлі тоқ әсерімен оң зарядталған хромның комплекстік иондары катодқа, ал теріс зарядталғандары анодқа қарай жылжиды.

Кешендік иондардың зарядының белгісін анықтау кезінде зерттелетін хром тұздарының ерітіндісін доға тәріздес, 1,2 шүмекпен қамтамасыз етілген аспаптың төменгі бөлігіне енгізеді. Содан соң шүмектің екеуін де жабады, аспаптың жоғарғы бөлігін тазартылған сумен шаяды да, оны 0,1 н. калий хлориді ерітіндісімен толтырады. Электродтар ретінде калий хлориді ерітіндісімен қаныққан шыны сифон арқылы жалғасқан мысты және мыс сульфатты электродтарды қолдануға болады.

Шүмектің екеуін де ашып, тұрақты тоқты қосқаннан кейін түтікте электрофорез басталады. Хромның комплекстік иондарының анодқа немесе катодқа қарай жылжуын түтіктегі боялған қабаттың деңгейінің өзгеруін байқауға болады.