红矾钠
紅礬鈉(Sodium Dichromate)
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概述
红矾钠是商业名称,学名重铬酸钠,也有简称红矾的,这个简称很含糊,因为不知所指的究系红矾钠还是红矾钾。分子式为Na2Cr2O7‧2H2O,分子量等于 298.0。
红矾钠的性状
商品形态是一种橘红色的晶体,故通称“红矾钠”。
规格 商品里含有铬酸酐CrO3的成分约64~65%,或含Na2Cr2O7‧2H2O约95~99%。折合为SO3的各种硫酸盐含量不多于1.0~1.7%,折合为Cl的氯化物不多于0.6~0.9%,折合为Fe2O3的铁含量不多于0.05%。
包装 红矾钠极易潮解,不能用木桶包装,均用铁桶装置。
贮藏 红矾钠是氧化剂,遇酸或受高热能产生氧气,故不能与易燃物、氯酸盐等放置一处。红矾钠有毒,接触后可能引发皮炎,更需避免粉末吸入体内。
红矾钠的制备
红矾钠制备方法:将铬酸钠Na2CrO4和硫酸共热,硫酸钠结晶析出,过滤,滤液浓缩后冷却,红矾钠即结晶析出。反应式如下:
2Na2CrO4+H2SO4→Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O
红矾钠的性质
1.红矾钠有毒,致死量6~8毫克,比重2.348(25℃),熔点320℃,加热至84.6℃时失去2分子结晶水,继续升温至400℃时发生分解。
2.红矾钠具有潮解性,极易吸收空气中的水分而潮解。易溶于水,也能从饱和溶液中析出结晶,但结晶不完全。
3.红矾钠分子式Na2Cr2O7也可写作NaO‧Cr2O3‧2[O]。红矾钠具备极强氧化能力,印染行业常作为氧化剂使用,原因是其分子中含氧比例较高。
4.红矾钠与硫酸溶液混合并加热,会释放氧气,印染工艺中常将红矾钠与硫酸配成混合液作为氧化剂使用,反应式如下:
2Na2Cr2O7+8H2SO4→2Cr2(SO4)3+2Na2SO4+8H2O+3O2↑
5.红矾钠常作为布匹染色后的后处理剂。需要注意:布匹经红矾钠溶液氧化处理后,若清洗不彻底,皂洗时红矾钠会与肥皂结合生成不溶性皂垢,附着在布面难以洗净,同时也会增加肥皂消耗量。
红矾钠分析法
碘量法
红矾钠成分分析优先选用碘量法,操作简便;试样溶液需充分稀释,才能清晰判断滴定终点。分析原理:重铬酸钠在酸性介质中可氧化碘化钾KI,析出游离碘,再用硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘。反应式如下:
Na2Cr2O7+6KI+7H2SO4→Na2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O+3I2+3K2SO4
I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6
操作:称取试品5克溶于500毫升量瓶中,加水至刻度线;移取该溶液25毫升置于500毫升锥形烧瓶内,加水200毫升、10%碘化钾溶液10毫升及6N硫酸溶液20毫升,置于暗处静置十分钟。使用0.1N硫代硫酸钠溶液滴定析出的碘,待溶液黄色将近褪去时,加入数毫升淀粉指示剂,溶液即刻变为蓝色,继续滴定至蓝色转为绿色即为终点。
试样溶液呈现绿色,是体系中生成三价铬离子Cr3+所致。
计算

或 1毫升0.1N Na2S2O3=0.004967克Na2Cr2O7‧2H2O
1毫升0.1N Na2S2O3=0.0033克CrO3


红矾钠在印染上的用途
红矾钠或红矾钾在印染行业用作氧化剂或媒染剂。红矾钠价格低廉、溶解性好,应用更为广泛,红矾钾使用相对较少。主要用途如下:
(一) 作阿尼林黑染色后氧化发色剂
阿尼林黑染色完成后,需使用氧化剂进行后处理,保障充分发色。早期采用红矾钠与硫酸混合液作为氧化剂,成品色泽乌黑、不易泛绿;但硫酸会增强氧化强度,极易造成棉布脆损。目前工艺改为单独使用红矾钠,用量约2~5克∕升,温度控制50℃,采用一浸一轧工艺,透风30秒左右,之后进行水洗、皂煮。皂煮浴中不可添加烧碱,否则黑色色光泛红;皂煮液内添加水玻璃可提升洗涤效果。
(二) 作还原染料、硫化染料染色后的发色用剂
还原染料、硫化染料染色后,曾使用红矾与硫酸混合液作为氧化显色剂,该体系氧化作用剧烈。针对还原染料,易造成染料过度氧化、色泽变暗,现已很少使用;仅部分难氧化染料(如还原黄G),因其隐色体铜盐不易氧化,仍单独使用红矾钠氧化,用量1~2克∕升,温度30~40℃。
硫化染料方面,传统红矾+硫酸氧化工艺会导致硫化元布严重脆损,已全面淘汰。目前硫化元布染色后,采用水洗、皂洗结合自然通风氧化,再配套防脆处理。部分杂色染色工艺,仍可使用红矾钠加硫酸氧化,参考用量:红矾钠2克∕升、66°Be''硫酸2毫升∕升,温度50℃;氧化后必须充分水洗、皂洗,彻底去除残留氧化剂与酸性物质。
(三) 作快色素染料用中性红矾液制剂
纳夫妥染料直接印花分为两道工序:织物先经AS打底,再使用重氮化显色基色浆印花。未印花区域的AS打底剂需要水洗去除,既造成原料浪费,且黄色AS难以洗净,容易出现白地不白问题。
快色素是将打底剂AS与稳定型显色剂复配制成的染料,常态下二者不会发生反应;印花后经汽蒸或酸处理,两组分结合生成不溶性染料,固着于纤维表面。常用快色素组分参阅附表。
常用快色素的组成
| 快色素染料 | 打底剂 | 显色剂 |
| 6012黃R | AS-G | 大紅GG |
| 6013黃GG | AS-G | 紅KB |
| 6014嫩黃GGH | AS-G | 紅RC |
| 6020金黃2G | AS-G | 紅B |
| 6022橙RN | AS-PH | 大紅GG |
| 6023金黃G | AS-G | 紅RL |
| 6029大紅2G | AS-OL | 大紅GG |
| 6030大紅RH | AS-PH | 紅KB |
| 6032大紅3R | AS-OL | 紅KB |
| 6033桃紅R | AS | 紅KB |
| 6034大紅4B | AS | 紅KB+大紅GG |
| 6035大紅GR | AS-OL | 紅RC+大紅GG |
| 6036大紅B | AS-D | 紅KB |
| 6037桃紅G | AS-SW | 紅KB |
| 6038紅RH | AS-OL | 紅RC |
| 6039紅ILB | AS-RL | 紅RL |
| 6041棗紅3G | AS | 紅RC |
| 6042棗紅IB | AS-BO | 紅B |
| 6043棗紅 | AS-SW | 紅RC |
| 6044棗紅GG | AS-RL | 紅B |
| 6046棗紅GR | AS-BS | 紅RC |
| 6080紅棕14R | AS-BG | 大紅GG |
| 6081深棕BN | AS-LB | 紅RC |
| 6084棕GGN | AS-LB | 大紅GG |
| 6086紅棕3RN | AS-LB | 紅RL |
| 6087深棕B3R | AS-LB | 紅B |
采用快色素染料印花时,若染料搭配红B、红RL等显色基,体系对还原剂较为敏感。为减缓染料分解,需在色浆中添加中性红矾液,常规用量约150克∕公斤(以15%红矾液计);若与还原染料同浆印花,需适当增加用量,避免汽蒸过程中还原性气体破坏染料。
注1.15%中性红矾液配制方法如下:
红矾钠 150克
水 707克
烧碱(36°Be'') 143克
─────────────────────
合计 1000克
2.中性红矾液属于氧化剂,可保护染料免受还原剂影响;黄色系快色素染料一般不添加,防止汽蒸后色泽发暗。红矾液中的烧碱用于提升色浆碱性,避免色浆接触二氧化碳发生分解;但烧碱与红矾钠添加过量,都会导致染料汽蒸后色泽暗沉。
(四) 用作酸性媒染染料染羊毛的媒染剂
酸性媒染染料染羊毛工艺中,常使用红矾钠(或红矾钾)作为媒染剂。红矾钠与甲酸、草酸、乳酸、酒石酸等还原性有机酸共用时,会生成三氧化二铬;该铬氧化物可与酸性媒染染料结合生成色淀,完成固色。相关反应式如下:
Na2Cr2O7+2HCOOH+H2O→2HCOONa+2H2CrO4
2H2CrO4+3HCOOH→Cr2O3+5H2O+3CO2↑
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