CC BY
77
Увеличение расхода пара и его температуры влияет на параметры гранулирования лишь до определенных значений. Установлено, что оптимальный расход пара, при котором отмечены наилучшие показатели гранулирования, при производительности установки 100 кг гранул в час составляет 30-40 кг/ч, а оптимальная температура пара лежит в интервале 130 - 140 °С. Дальнейшее увеличение указанных параметров не приводит к улучшению работы линии гранулирования.
Таким образом, указанные выше параметры рекомендованы в качестве рабочих для производства гранул по технологии с использованием перегретого водяного пара на стадии предварительной подготовки отходов биомассы перед гранулированием.
Список использованных источников
1. Рогульска, М. Использование сельскохозяйственных продуктов для энергетических целей / М. Рогульска, А. Гжибек, Г. Вискевски // Механизация и электрификация сельского хозяйства : сб. межведомственный тематический. - 1996. - Вып. 35 - С. 35-45
2. Кукушкин, Е. Б. Брикетирование - дело тонкое / Е. Б. Кукушкин // Новости деревообработки. - 2000. -№ 5
Статья поступила в редакцию 19.09.2011 г.
SUMMARY
Classification of ат oil containing waste (oil-waste) and the review of the basic ways of their recycling and processing is presented. It offers vapor-thermal method of the given kind of a waste processing for the purpose of reception secondary raw and fuel-power resources.
УДК 543.253
ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФТОРА В ЗУБНЫХ ПАСТАХ
Н.П. Матвейко, С.К. Протасов
Фтор относится к микроэлементам и присутствует в костных и зубных тканях человека преимущественно в виде неорганических соединений. При недостатке фтора у человека развивается кариес, поэтому в профилактических целях фтор вводят в состав зубных паст. Однако высокие концентрации фтора опасны ввиду способности ионов фтора ингибировать ряд ферментативных реакций, а также связывать биологически активные элементы (например, фосфор, кальций, магний и др.) [1, 2]. Поэтому содержание фторидов в зубных пастах нормируется и обязательно контролируется [3, 4]. Для определения фторид-ионов используют спектрофотометрию, ионную хроматографию и капиллярный электрофорез [5, 6]. Однако наиболее широкое применение получил метод прямой потенциометрии (ионометрии) с использованием фторидселективного индикаторного электрода [3, 7, 8]. Метод прост, не требует дорогостоящих приборов и реактивов, имеет высокую чувствительность и селективность, является экспрессным и легко может быть автоматизирован.
Цель работы - определить содержание фтора (фторид-ионов) в зубных пастах прямой потенциометрией с использованием фторидселективного индикаторного электрода.
Исследования проводили при температуре 25 0С с помощью иономера марки И-130.2М, фторидного индикаторного электрода типа ЭР-У1, имеющего диапазон
линейности электродной функции в интервале концентраций ионов фтора от 3310 -6 до 10-1 моль/дм3, хлорсеребряного электрода сравнения марки ЭВЛ-1М3.1. Растворы готовили на дистиллированной воде из реактивов марки «ЧДА». В качестве фонового электролита использовали буферный раствор с рН 5,0 - 5,5, содержащий ацетат натрия, хлорид натрия, цитрат натрия, трилон Б и уксусную кислоту. Значение рН раствора проверяли с помощью рН-метра (рН 150М) и, при необходимости, доводили до требуемой величины (5,0-5,5) раствором гидроксида натрия или уксусной кислотой. Стандартный раствор фторида натрия концентрацией 0,1 моль/л готовили из высушенного до постоянной массы при 105 0С фторида натрия. Из стандартного раствора (0,1 моль/л NaF) последовательным разбавлением готовили градуировочные растворы фторида натрия концентрацией (моль/дм3): 1 10-5; 1 -10-4; 1 10-3; 1-10-2 510-2.
Фторидный электрод ЭF-VI после длительного хранения в сухом виде выдерживали в 0,001М растворе NaF в течение суток, тщательно промывали дистиллированной водой и хранили в 0,0001М растворе NaF.
Для исследований отобраны образцы восьми наиболее широко применяемых зубных паст разного состава и различных производителей, названия и основные сведения о которых приведены в таблице 1.
Для установления градуировочной зависимости измеряли потенциал фторидного электрода в каждом градуировочном растворе (моль/дм3: 1-10-5; 1-10-4; 1-10-3; 1-10-2 5-10-2), начиная с раствора, имеющего наименьшую концентрацию. Для этого в стакан вместимостью 50 см3 помещали 10 см3 градуировочного раствора, 10 см3 буферного раствора для устранения влияния алюминия и железа. Раствор тщательно перемешивали, погружали фторидный и хлорсеребряный электроды, после стабилизации потенциала (примерно через 3 минуты) измеряли его значение. Затем электроды тщательно промывали (обычно 3 раза) дистиллированной водой. Аналогичным способом измеряли потенциалы фторидного электрода во всех градуировочных растворах. Относительная погрешность единичного измерения не превышала 1 %. Результаты представлены в таблице 2.
По усредненным результатам трех измерений потенциала индикаторного электрода в стандартных растворах фторида натрия строили зависимость Еср от (-igCp), которая представлена на рисунке. В программе Microsoft Excel по методу наименьших квадратов выполнена аппроксимация экспериментально полученных точек с подбором аппроксимирующей зависимости линейного вида и указанием достоверности полученной аппроксимации (R2).
Таблица 1 - Названия и основные сведения о зубных пастах
№ образца Название зубной пасты / страна-производитель Основные ингредиенты Показания
1 2 3 4
1 32 жемчужины / Республика Беларусь Глицерофосфат кальция, лауралсульфат натрия, фторид натрия, оксид титана (IV), оксид кремния (IV) Профессиональная защита от кариеса, защита от пародонтоза
2 Splat Ультракомплекс / Россия Лаурилсульфат натрия, гидроксиапатит, нитрат калия, гидрокарбонат натрия, оксид титана (IV), гидратированный оксид кремния (IV), цитрат цинка Комплексный уход и отбеливание чувствительной эмали
Окончание таблицы 1
1 2 3 4
3 Aquafresh 3 Mild & Minty / Великобрита ния Лаурилсульфат натрия, фторид натрия, оксид титана (IV), гидратированный оксид кремния (IV), гидроксид натрия, глицерин, экстракт лимона Тройная защита, укрепление эмали, защита от действия кислот
4 Lacalut fluor / Германия Лаурилсульфат натрия, фторид натрия, оксид титана (IV), гидратированный оксид кремния (IV), оксид кремния (IV), экстракт лимона Реминерализует и укрепляет эмаль, защита от кариеса, замедляет процесс потемнения зубов при курении, употреблении чая, кофе
5 Blend-a-med 7 комплекс + отбеливание / Германия Лаурилсульфат натрия, фторид натрия, гидратированный оксид кремния (IV), пирофосфат калия, дигидропирофосфат натрия, триклозан, экстракт лимона Защита от кариеса, профилактика пародонтоза
6 New Betadent Blue Granules / Италия Лаурилсульфат натрия, фторид натрия, оксид титана (IV), гидратированный оксид кремния (IV), бензоат натрия, глицерин, экстракт мяты Профилактика кариеса, бережное отбеливание
7 Colgate Total / Китай Лаурилсульфат натрия, фторид натрия, гидратированный оксид кремния (IV), гидроксид натрия, триклозан, экстракт лимона Защита от кариеса, профилактика пародонтоза
8 Colgate Доктор Заяц / Китай Лаурилсульфат натрия, фторид натрия, гидратированный оксид кремния (IV), пирофосфат натрия, вкусовая добавка «Клубника» Предотвращает кариес, для детей старше 2 лет
Таблица 2 - Значения потенциалов фторидного электрода в градуировочных растворах_
№ градуировоч-ного раствора Концентрация фторид-ионов в градуировочном растворе, моль/ дм3 Значения потенциалов по отношению к хлорсеребряному электроду, Е (мВ) Среднее значение потенциала, Еср (мВ)
Ei Е 2 Е з
1 1-10"5 267 268 266 267
2 1-10"4 234 233 235 234
3 1-10"3 181 179 180 180
4 1-10"2 129 133 131 131
5 5-10"2 110 112 114 112
6 Буферный раствор 275 274 273 274
т
ей"
Я Я Я си н о я
О)
я я си Я св Я со
О) си
Я
«
си Л
О
280 260 240 220 200 180 160 140 120
Лч267
Еср = -19,1 1п(С) - Ь 49,84
\С р 234 Я2 = 0,991
180
131 с
-1—1—1—11111 -1-1-1—11111 -1-1-1—11111 ХЧР112 -1-1-1—11111
100 0,00001
0,0001 0,001 0,01 0,1 С, моль/л
Рисунок - Градуировочная зависимость для фтора
Из данных рисунка видно, что градуировочная зависимость для фтора с достоверностью полученной аппроксимации Я2 = 99,1 % выражается уравнением:
Еср = -19,11п(С) + 49,84 или Еср = - 43,9 %(С) + 49,84, (1)
где Еср - среднее значение потенциала фторидного электрода, мВ;
С - концентрация фторид-иона в растворе, моль/дм3.
С целью расчета основных аналитических характеристик методики потенциометрического определения фтора использовали метод «введено-найдено». Для этого проводили по четыре параллельных измерения значения потенциала фторидселективного индикаторного электрода в каждом модельном (стандартном) растворе ЫаР (моль/дм3): 1) 410-5; 2) 210-4; 3) 410-3; 4) 2-10-2 («введено»). По значениям потенциала, используя градуировочную зависимость (рисунок, уравнение 1), рассчитали содержание фтора в модельных растворах («найдено»). Результаты обработали методом математической статистики [9]. Полученные значения представлены в таблице 3.
Из таблицы 3 видно, что относительная погрешность определения фтора с применением фтордселективного индикаторного электрода типа ЭР-У! для более низких концентраций фторид-иона (410-5 и 210-4 моль/дм3) выше (2,75 и 1,98 % соответственно), чем для более высоких концентраций. При этом для концентрации фтор-иона в растворе 410-3 моль/дм3 она составляет 1,50 %, а для концентрации фторид-иона в растворе 210-2 моль/дм3 - 1,01 %. Относительное стандартное отклонение также уменьшается с увеличением концентрации фторид-иона в растворе: с 2,9 % для 410-5 моль/дм3 до 0,9 % для концентрации 210-2 моль/дм3.
Для проведения испытаний на содержание фторидов приблизительно 0,5 г зубной пасты взвешивали, результат записывали до третьего десятичного знака, помещали в колбу, приливали 25 см3 дистиллированной воды и 25 см3 0,5 моль/ дм3 раствора серной кислоты. Колбу соединяли с обратным холодильником и нагревали на кипящей водяной бане в течение 1 ч. Охлаждали до комнатной температуры, содержимое колбы переносили в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводили раствор до метки дистиллированной водой,
тщательно перемешивали. Значения потенциалов фторидного электрода измеряли для каждого образца зубной пасты три раза в растворе, содержащем 10 см3 приготовленного раствора и 10 см3 буферного раствора (см. выше).
Таблица 3 - Результаты исследований модельных растворов ЫаР и основные
аналитические характе ристики
«Введено» фтора моль/дм3 (м) «Найдено» фтора моль/дм3 (Х) Среднее арифметическое значение измеренной концентрации фтора (Хр), моль/дм Относительное стандартное отклонение (Sr), % Интервальное значение с доверительной вероятностью 95 % мизм Хср Ах, моль/дм3 Относительная погрешность 5= (ХСр -Х,)-100/ХСр, %
410-5 5 5 5 5 1 1 1 1 0000 cb cb ó ó О СО ч- О) ■sr СО -ST со" 4,0010-5 2,9 (4,00±0,18)10-5 2,25 2,75 2,50 2.50
210-4 2,0610-4 2,0510-4 1,98-10-4 1,98-10-4 2,0210-4 2,2 (2,02±0,07)10-4 1,98 1,49 1,98 1,98
410-3 4,0610-3 3,9510-3 4,0510-3 3,9410-3 4,0010-3 1,6 (4,00±0,10)10-3 1,50 1,25 1,25 1,50
210-2 1,98-10-2 2,0010-2 2,01-10-2 1,97-10-2 1,99-10-2 0,9 (1,99±0,03)10-2 0,50 0,50 1,01 1,01
После измерения потенциалов фторидного электрода в исследуемом растворе, используя среднее арифметическое значение трех результатов, по уравнению (1) (или по градуировочной зависимости рисунка) рассчитывали концентрацию фторида в рабочем растворе. По значению концентрации фторида в рабочем растворе вычисляли массовую долю фторида в зубной пасте (% в пересчете на фтор) по формуле
Хз= [(Сф 19 100) / (m ■ 1000)] ■ 100, (2)
где Сф - молярная концентрация фторида в рабочем растворе, рассчитанная по уравнению (1), моль/дм3;
19 - молярная масса фтора, г/моль;
100 - вместимость мерной колбы, см3;
m - масса навески зубной пасты, г.
Зная массовую долю фторида, рассчитали содержание фторида в зубной пасте М (мг/кг) М = Х3 ■ 104.
Все полученные результаты представлены в таблице 4.
Анализ данных, приведенных в таблице 4, и их сопоставление с данными таблицы 1 показывает, что содержание фторида (в пересчете на фтор, мг/кг) для всех изученных образцов зубной пасты соответствует информации, представленной на упаковке. При этом величина показателя «масса фторида в пересчете на фтор (мг/кг)» не превышает требований СанПиН 10-64 Республики Беларусь. Гигиенические требования к производству, качеству и безопасности средств гигиены полости рта - 1500 мг/кг [4].
Таким образом, определение фтора в зубных пастах после их обработки раствором серной кислоты потенциометрическим методом с применением фторидселективного индикаторного электрода типа ЭР-У! возможно (видно из таблицы 3) с относительной погрешностью, не превышающей 2,75 % и относительным стандартным отклонением менее 2,9 % в интервале концентраций 4-10-5 - 210-2 моль/дм3.
Таблица 4 - Результаты измерения массовой доли фторида в зубных пастах
№ п/п Название зубной пасты/страна-производитель Среднее значение Е, мВ Масса навески, m, г Концентрации фторида в растворе, Сф, моль/л Массовая доля фторида (в пересчете на фтор), , % Содержание фторида (в пересчете на фтор), М, мг/кг
1 32 жемчужины/ Республика Беларусь 201,3 0,502 0,9846 0,135 1350
2 Splat Ультракомплекс/ Россия 274,3 0,498 0 0 0
3 Aquafresh 3 Mild & Minty/ Великобритания 199,9 0,499 1,5346 0,144 1440
4 Lacalut fluor/ Германия 199,5 0,503 0,8206 0,147 1470
5 Blend-a-med 7 комплекс + отбеливание/ Германия 200,0 0,501 0,8605 0,143 1430
6 New Betadent Blue Granules/ Италия 209,2 0,499 1,1928 0,089 890
7 Colgate Total/ Китай 199,8 0,503 0,9004 0,145 1450
8 Colgate Доктор Заяц / Китай 220,5 0,502 0,9616 0,049 490
Список использованных источников
1. Большая советская энциклопедия / гл. ред. А. М. Прохоров. - Москва : Сов. энцикл., 1978. С. 113.
2. Уход за зубами и полостью рта. [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа : http://www.neways.na.by/uhod_za_zubami.htm. - Дата доступа 12.01.2011.
3. ГОСТ 7983-99. Пасты зубные. Общие технические условия. - Введ. 01.01.2001. - Москва : Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2000. - 36 с.
4. СанПиН 10 64 РБ 98. Гигиенические требования к производству, качеству и безопасности средств гигиены полости рта. - Введ. 29.04.1998. - Минск, 1999. - 23 с.
5. ПНД Ф 14.1;2.179-02. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации фторид-ионов в природных и сточных водах. - Введ. 06.08.2002. - М. 2002. - 10 с.
6. ГОСТ Р 52181-2003. Вода питьевая. Определение содержания анионов методами ионной хроматографии и капиллярного электрофореза. - Введ. 01.06.2004. Москва : ИПК Издательство стандартов, 2004. - 14 с.
7. Казак, А. С. Твердотельный рН-электрод для анализа фторсодержащих водных растворов / А. С. Казак, С. А. Радионова, М. А. Трофимов, А. А. Пендин // Журн. аналит. химии. - 1996. - Т. 51, № 9. - С 970-976.
8. Карелин, В. А. Потенциометрическое определение фторид-ионов в обессоленных водах энергетических установок / В. А. Карелин, Е. Н. Микуцкая // Известия томского политехнического университета. - 2005. - Т. 308, № 4. - С.85-91.
9. Дерффель, К. Статистика в аналитической химии / К. Дерффель . - Москва : Мир, 1994. - 146 с.
Статья поступила в редакцию 10.10.2011 г.
SUMMARY
The content of fluoride ions in eight denominations of toothpaste by Potentiometrie method using the fluoride electrode type EF-VI is determined.
УДК 667.2
ДОРОЖНЫЕ ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ А.П. Платонов, А.А. Трутнёв, С.Г. Ковчур
Цель исследования заключается в разработке рецептуры и технологии изготовления водно-дисперсионной краски для разметки автомобильных дорог. За последние годы значительно увеличился спрос на высококачественную лакокрасочную продукцию, характеризующуюся повышенной долговечностью и меньшим расходом на единицу площади. К перспективным направлениям в лакокрасочной промышленности относится разработка и применение водно-дисперсионных красок. Водно-дисперсионные краски по типу плёнкообразователя делятся на четыре группы: акриловые, акрилстирольные, бутадиенстирольные, поливинилацетатные. Известен состав дорожной разметочной краски, содержащей в качестве полимерного связующего сополимер бутилметакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты с соотношением мономеров 37:2:1 [1]. Кроме диоксида титана, кальцита, аэросила, дибутилфталата и бутилацетата дополнительно в состав введены смола акриловая амидосодержащая, уайт-спирит, ксилол и ацетон. Сочетание компонентов в определённом соотношении обеспечивает высокую водо-, соле- и износостойкость, а также небольшое время высыхания.
На кафедрах «Химия», «Охрана труда и промэкология» УО «Витебский государственный технологический университет» разработана рецептура белой водно-дисперсионной краски для разметки автомобильных дорог. Краска предназначена для нанесения линий на автомобильных дорогах с асфальтобетонным и цементобетонным покрытиями. В таблице 1 приведены загрузочные рецептуры.
Дисперсия Mowilith LDM 6636 - водная непластифицированная сополимерная дисперсия на основе эфиров акриловой кислоты и стирола. Водородный показатель: рН = 8,5 ± 0,5; вязкость: 100 - 160 с; плотность при 20 °С: 1,01 г/мл; морозостойкость - 15 °С; температура хранения: 5 - 25 °С; внешний вид - белая жидкость.
Диспергатор Mowiplus XW 330 - аммониевая соль полиакриловой кислоты (30 %-ный водный раствор). Жидкость желтоватого цвета; плотность: 1103 кг/м3; водородный показатель: рН = 7 - 8; вязкость при 20 °С: 300 МПас.
