Khóa luận nghiên cứu khả năng hấp thụ dung môi hữu cơ (benzen và toluen) của một số chất hoạt động bề mặt

Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp - Xây dựng mô hình thí nghiệm - Nghiên cứu khả năng hấp thu Benzen và Toluen của chất hoạt động bề mặt 1: Lauryls

TỔNG QUAN

Nhũ tương

⚠️The Pollinations legacy text API is being deprecated for **authenticated users**.Please migrate to our new service at https://enter.pollinations.ai for better performance and access to all the latest models.Note: Anonymous requests to text.pollinations.ai are NOT affected and will continue to work normally.

Nhũ tương được phân loại theo tính chất của pha phân tán và môi trường phân tán hoặc theo nồng độ pha phân tán trong hệ

+ Nhũ tương loại một thường được ký hiệu D/N: pha phân tán là dầu còn pha liên tục là nước

+ Nhũ tương loại hai thường được ký hiệu N/D: pha phân tán là nước còn pha liên tục là dầu

+ Theo phân chia thứ hai: Nhũ tương được chia thành dạng nhũ tương loãng, đậm đặc, rất đậm đặc

1.1.3 Các tác nhân tạo nhũ

 Phân loại các tác nhân tạo nhũ

Nếu phân loại một cách đơn giản thì có thể chia các tác nhân tạo nhũ thành 3 dạng như sau:

- Các chất hoạt động bề mặt

- Các chất có sẵn trong tự nhiên

- Các chất rắn phân tán mịn

Tổng quan chất hoạt động bề mặt

- Chất hoạt động bề mặt

Các chất hoạt động bề mặt có ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất công, nông nghiệp, xây dựng

Trong công nghiệp hoá chất, các chất hoạt động bề mặt được dùng làm:

- Chất tạo màng: giảm độ dính của cao su, hỗ trợ quá trình nhuộm màu, kị nước hóa của giấy (không thấm nước)

- Chất phân tán: tăng chất lượng của quá trình hòa trộn của cao su, phân tán chất màu, nghiền xi măng…

- Chất thấm ướt: quá trình sản xuất nhựa

- Chất bền nhũ: polime hóa thể nhũ, chế tạo cao su mủ, tạo hạt sản phẩm

Sinh viên: Vũ Ngọc Sơn – MT1901 6

- Chất tuyển nổi: tuyển nổi các muối và quặng

* Khai thác và chế biến dầu mỏ

- Chất ức chế ăn mòn: phá nhũ dầu thô

- Chất giặt rửa: chất tạo bọt và nhũ hóa

- Dịch khoan, thêm chất nhũ hóa vào dung dịch khoan tạo ra nhũ tương

- Làm sạch và bảo vệ các phương tiện chứa đựng và vận chuyển dầu mỡ

- Bền vững hóa các chất chống oxi hóa

- Phá nhũ dầu thô- làm sạch dầu thô

* Công nghiệp nhẹ như dệt, da, thực phẩm, nhuộm

- Chất chống thấm ướt: Xử lý bề mặt sợi và sản phẩm khác

- Chất thấm ướt: công nghiệp da, sợi và chất màu

- Chất nhũ hóa: bôi mỡ dầu các da, da có lông, sợi

* Công nghiệp luyện thép và chế tạo máy

- Màng mỏng: chất phủ bề mặt điện hóa, chất giúp cháy khi hàn thép

- Chất ức chế ăn mòn

- Chất tuyển nổi và chất tẩy rửa

* Công nghiệp và kĩ thuật xây dựng

- Chất tạo màng và chất kị nước: chất phụ gia xi măng

- Chất phân tán: trộn tốt hơn các thành phần Điều hòa sự phát triển của các tinh thể trong quá trình sản xuất xi măng

- Chất tạo bọt: chế tạo bê tông bọt, thạch cao mịn, bọt chữa cháy

- Chất nhũ hóa: nhũ bitum, nhũ chữa cháy

- Chất phụ gia cho quá trình nghiền xi măng và đông cứng xi măng

- Chất phun mù: chế tạo thuốc bảo vệ thực vật (trừ sâu, trừ cỏ ) dạng sương mù phun bằng máy bay…

- Chất tạo màng và chất kị nước: chất chống mất phân bón trong đất

- Chất nhũ hóa: chế tạo các dung dịch thuốc bảo vệ thực vật dạng nhũ phun tay, phun máy…

- Chất tạo màng ngăn cản sự hóa cứng của bánh mì

- Chất điều hòa sự phát triển của tinh thể trong quá trình chế biến đông lạnh

- Chất nhũ hóa trong quá trình sản xuất magarin (bơ thực vật), sữa nhân tạo, mayone và các sản phẩm khác

- Chất bám dính bề mặt kim loại khi sơn phủ các lớp bảo vệ hộp đựng thực phẩm

- Chất thấm ướt làm cho thuốc phân tán lan truyền tốt hơn trong cơ thể

- Chất nhũ hóa trong quá trình sản xuất crem bôi mặt, crem dưỡng da, các dạng thuốc phun sát trùng

- Chất bền nhũ chế tạo thuốc dạng sirô

- Chất khử bọt, công nghiệp tổng hợp vi sinh

- Chất chống vi trùng, vi khuẩn

- Chế tạo màng sinh học

- Chất bền vững tạo nhũ thiên nhiên (sữa, mủ cao su)

1.2.3 Một số chất hoạt động bề mặt

1.2.3.1 Lauryl sunfat [3] a Đặc điểm Laurylsunfat

Hình 1.1: Cấu trúc không gian của Lauryl sunfat

Công thức hóa học của nó là CH3(CH2)10CH2(OCH2CH2)nOSO3- Đôi khi số đại diện n được quy định trong tên, ví dụ lauryl-2 sulfate

Các sản phẩm thương mại không đồng nhất trong số các nhóm ethoxyl, trong đó số n là trung bình, n được phổ biến cho các sản phẩm thương mại lần

(xà phòng, dầu gội đầu, kem đánh răng,…) Lauryl sulfate là chất tạo bọt rất hiệu quả d, Cơ chế tác dụng

1.2.3.2 CMC [3] a, Nguồn gốc và cấu tạo

CMC bán tinh khiết và tinh khiết đều được sử dụng trong dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm và chất tẩy rửa,…

- Dạng natri carboxymethyl cellulose có công thức phân tử là: [C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n

Trong đó: n là mức độ trùng hợp y là mức độ thay thế Đơn vị cấu trúc với mức độ thay thế 0.20 là 178.14 đvC

Hình 1.2: Cấu trúc không gian của Carboxymethyl (CMC) b, Tính chất của CMC

 Là chế phẩm ở dạng bột trắng, hơi vàng, hầu như không mùi hạt hút ẩm CMC tạo dung dịch dạng keo với nước, không hòa tan trong ethanol

 Phân tử ngắn hơn so với cenllulose

 Dễ tan trong nước và rượu

 Dùng trong thực phẩm với liều lượng 0,5 - 0,75%

 Cả dạng muối và acid đều là tác nhân tạo đông tốt

 Tạo khối đông với độ ẩm cao (98%)

 Độ chắc và độ tạo đông còn phụ thuộc vào hàm lượng acetat nhôm

 Hầu hết các CMC tan nhanh trong nước lạnh

 Giữ nước ở bất cứ nhiệt độ nào

 Chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel

 Chất làm đặc và chất ổn định nhũ tương

 CMC được sử dụng như chất kết dính khuôn mẫu cho các cải tiến dẻo

 Là một chất kết dính và ổn định, hiệu lực phân tán đặc biệt cao khi tác dụng trên các chất màu

Dung môi

Dung môi là một chất lỏng, rắn, hoặc khí dùng để hòa tan một chất tan

1.3.1 Dung môi hữu cơ Đặc trưng của dung môi hữu cơ là tính dễ bay hơi nên có nhiều khả năng gây tác động có hại đến con người qua đường hô hấp Một số chất dung môi hữu cơ phổ biến có tác động ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người như các chất VOCs, Benzen, Toluen

* Tính chất vật lí:

+ Toluen là một chất được dùng thay thế benzen, nhưng cần lưu ý trong toluen có thể chứa tới 15% benzen

+ Toluen kỹ thuật có chứa từ 90 - 100% toluen, tức là có thể có 10% là tạp chất

+ Toluen là chất rất dễ cháy và độc hại

Các tính chất cần chú ý của Toluen :

+ Toluen dễ cháy nổ Điểm cháy : 4°c Tự bốc cháy : 536°c, khi cháy tạo ra các sản phẩm CO , CO 2 Giới hạn nổ từ 1,3 - 7,1%

* Tính chất hóa học:

+ Toluen tham gia phản ứng với brom khan cho ra p-bromtoluen và axit

+ Phản ứng với khí clo tạo ra diclometan và axit HCl:

+ Phản ứng với nitro hóa tạo ra nitrotoluen và nước:

+ Phản ứng cộng với H 2 tạo ra metylxiclohexan:

+ Phản ứng oxy hóa với nhóm metyl:

+ Toluen được dùng làm dung mồi cho các chất béo như cao su, vécni, sơn, lắc, trong kỹ nghệ cao su

+ Chế tạo các đồ dùng không thấm nước (áo mưa ), giày vải

+ Trong kỹ nghệ tráng gương, theo Truhaut, toluen không thể thay thế cho benzen được vì không bảo đảm chất lượng sản phẩm

+ Toluen được dùng làm nguyên liệu chế tạo benzoyl clorua, saccarin, trinitrotoluen (TNT), cloramin T, toluen diisoxyanat, thuốc nhuộm

+ Theo WHO, toluen được sản xuất từ dầu thô nên công nhân ngành hóa dầu có thể tiếp xúc

* Độc tính của Toluen [4]

1 Nhiễm độc cấp tính a Tiếp xúc ngắn hạn với những nồng độ cao của toluene có thể bị nhức đầu, buồn nôn, nôn, chóng mặt, hôn mê, khó thở, mạch yếu, suy thoái hệ thần kinh như mệt mỏi và nhầm lẫn

Tiếp xúc với toluen còn có thể bị kích ứng mắt và đường hô hấp gây ho,

Sinh viên: Vũ Ngọc Sơn – MT1901 17 đau ngực, khó thở hoặc hôn mê Có thể bị tổn thương giác mạc

2 Nhiễm độc mãn tính a Tiếp xúc dài hạn hoặc tiếp xúc liên tiếp với toluen có thể dẫn tới các hậu quả sau đây:

- Trước hết: tạp chất benzen trong toluen có thể gây ra các rối loạn huyết học do benzen làm cho vấn đề thêm phức tạp

- Có thể gây ra các bệnh về gan và thận

- Tính chất vật lí:

+ Benzen là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, chảy ở 5,48°c, sôi ở

- Tính chất hóa học:

+ Phản ứng oxi hoá a Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn b Phản ứng oxi hoá hoàn toàn

Các hiđrocacbon thơm khi cháy toả nhiều nhiệt:

+ Toluen được dùng để sản xuất thụốc nổ TNT (trinitrotoluen)

+ Benzen, toluen và các xilen còn được dùng nhiều làm dung môi

- Độc tính của Benzen [4]

+ Ở liều cao, benzen gây hiệu quả suy giảm thần kinh trung ương

Trong nhiễm độc gan mãn tính nó tác dụng trên tủy xương do một phần chuyển thành các hợp chất phenol

+ Hấp thụ qua đường hô hấp:

Người ta dã xác lập được mối quan hệ giữa nồng độ benzen trong không khí và tác dụng trên sức khỏe như ờ bảng 1.1

Bảng 1.1: Nồng độ nhiễm độc của benzen

Hấp thụ qua đường tiêu hóa :

Nếu nuốt từ 10 - 15 g một lần có thể gây tử vong hoặc cho từ 50 - 100 giọt, uống hàng ngày, có thể nhanh chóng dẫn đến bệnh bạch cầu

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Khả năng hấp thụ Toluen và BenZen của một số chất hoạt động bề mặt:

- CMC, Lauryl sunfat, Isoamyl alcohol, Nước giặt

Khả năng hấp thụ Toluen và BenZen của mô hình xây dựng trong PTN

*Chuẩn bị thí nghiệm a Dụng cụ

- Bình cầu đáy tròn 500ml

- Cốc thủy tinh 500ml b Hóa chất

- Dung dịch nước giặt c Mô hình thí nghiệm

Hình 2.1: Mô hình thí nghiệm

- 9: Dụng cụ làm lạnh

2.2.2 Thí nghiệm Nghiên cứu khả năng hấp thụ Toluen và Benzen của các chất hoạt động bề mặt a Nghiên cứu khả năng hấp thụ Toluen và Benzen của chất hoạt động bề mặt laurylsunfat:

- Cân 10g Laurysunfat pha trong nước cất đun nóng và khuấy đều đến khi dung dịch bão hòa

- Dùng pipet hút 3g dung dịch laurinsunfat vào bình định mức hòa với nước cất đến định mức 100ml

- Cho 100ml dung dịch vừapha vào bình cầu đáy tròn 1, tương tự như thế với bình 2 và 3

- Đong 100ml dung môi vào bình vuyếc sau đó đun cách cát trong 75

Sinh viên: Vũ Ngọc Sơn – MT1901 22 phút

- Chú ý: Khi dung môi đạt đến nhiệt độ sôi nên giảm nhiệt và duy trì trong

75 phút b Nghiên cứu khả năng hấp thụ Toluen và Benzen của chất hoạt động bề mặt CMC…

- Cân 10g CMC pha trong nước cất đun nhiệt độ 40-50 0 C và khuấy đều đến khi dung dịch bão hòa

- Dùng pipet hút 3g dung dịch CMC vào bình định mức hòa với nước cất đến định mức 100ml

- Cho 100ml dung dịch pha vào bình cầu đáy tròn 1, tương tự như thế với bình 2 và 3

- Dùng pipet hút 3g dung dịch Isoamyl alcohol vào bình định mức hòa với nước đến định mức 100ml

- Đong 100ml dung môi vào bình vuyếc sau đó đun cách cát trong 75 phút d Nghiên cứu khả năng hấp thụ Toluen và Benzen của nước giặt

- Dùng pipet hút 3g dung dịch nước giặt vào bình định mức hòa với nước cất đến định mức 100ml

- Dùng pipet hút 1g dung dịch CMC vào bình định mức hòa với nước cất đến định mức 100ml ta được dung dịch CMC với nồng độ 1%

- Dùng pipet hút 4g dung dịch CMC vào bình định mức hòa với nước cất đến định mức 100ml ta được dung dịch CMC với nồng độ 4%

2.2.3 Nghiên cứu Ảnh hưởng của Thời gian đến khả năng hấp thụ của CMC

Tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thụ của CMC ở cùng một nồng độ 3% nhưng trong khoảng thời gian hấp thụ khác nhau : 40, 75, 90, 120 phút

2.2.4 Nghiên cứu Ảnh hưởng của nồng độ CMC

Tiến hành nghiên cứu khả năng hấp thụ của CMC ở cùng một thời gian với nồng độ CMC khác nhau: 1%, 3% và 4%

Định dạng
Số trang	51
Dung lượng	1,33 MB