1 PRACTICA DE BLANQUEO CON PEROXIDO DE HIDROGENO
1. OBJETIVOS Evaluar y calcular la concentración, conocer las reacciones que se presentan durante la titulación del peróxido de hidrógeno y saber la forma de hacer el control de los baños de blanqueo. Evaluar las diferentes recetar de blanqueo con peróxido de hidrogeno, teniendo en cuenta los parámetros de trabajo, ello mediante los resultados visuales y de las propiedades del textil.
2. FU FUNDA NDAME MENT NTO O TEÓ TEÓRI RICO CO Blanqueo con hioclo!i"o #e $o#io %NaOCl& Es el prod produc ucto to más más econ económ ómic ico o y adem además ás el más más usad usado o gene genera ralm lmen ente te.. Se come comerc rcia iali lia a en una una solu soluci ción ón de sale sales s tamp tampon ones es,, las las cual cuales es regu regula lan n la descompo descomposició sición n del hipoclorito hipoclorito de sodio. sodio. !on hipoclorito hipoclorito se blanquea blanquea a "#$s "#$s alcalinos.
Reaccione$ #e #e$co'o$ici(n El hipoclorito de sodio es el medio por el cual nos valemos para llevar el oxigeno blanqueante al textil. Esta es la ecuación de blanqueo, que es una ecuación de hidró hidrólis lisis. is. El %a&!l %a&!l se hidrol hidrolia ia en deter determin minado ado grado grado cuando cuando se pone pone en contacto con # '& liberando #&!l y formando el correspondiente hidróxido. %a&!l ( #'& #&!l ) #!l
) #&!l ( %a *Ecuación de blanqueo+ ( &-
#!l ( %a ) !l%a ( #'& El cloruro de sodio va a neutraliar el baño, en soluciones acidas es un vigoriante neutro. El cloruro de sodio neutralia pues el "# alcalino lo va llevando a p# neutro, para eliminar esto, se deberá tener un exceso de alcalinidad en el baño. l favorecer la reacción del #!l con el %a estamos neutraliando neutraliando la solución, por lo tanto los hipocloritos tienen tendencia a descomponerse perdiendo su poder oxida oxidante nte,, para para evitar evitar este este inconv inconveni enien ente te es necesa necesario rio que se deten detenga ga esta esta reacción. Ello se logra con sales tampón, en este caso con %a, carbonato de sodio sodio y fosfat fosfato o de sodio sodio.. /e esta esta manera manera se regula regula la desco descompo mposic sición ión del hipoclorito de sodio. Se debe evitar la presencia de cloruros en el baño *por lo que se debe evitar trabajar con aguas duras, cloruros de sodio+.
Acci(n #e lo$ )ci#o$ 0os ácidos como el #!l y el acido # 'S&1 pueden liberar #&!l de una solucion de %a&!l, seg2n la cantidad usada de estos acidos. a& %a&!l ( #!l ) !l%a ( #&!l *Ecuacion del proceso de acidado+ #&!l ) #!l ( &- *Efect2a *Efect2a el blanqueo blanqueo sobre el textil+ !uando se agregan pequeñas cantidades de #!l tendremos esta ecuación. El acidado tiene como finalidad producir un "# neutro y el ultimo blanqueo, se hace con soluciones diluidas de #!0, 3 o 3.4 g50 *& '#&!l ( '#!l ) '# '& ( ' !l'
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1 PRACTICA DE BLANQUEO CON PEROXIDO DE HIDROGENO !uando se agregan mayores cantidades tendremos esta ecuación, el #&!l es un acido d6bil e inestable por lo tanto se descompone y no tiene efecto blanqueador. 0as soluciones de hipoclorito de sodio pierden su poder blanqueante cuando están expuestos a la acción atmosf6rica debido a que el !& ' reacciona con el hidróxido de sodio formado en el blanqueo. !&' ( ' %a ) !&7%a' ( #'&
Acci(n con lo$ +lcali$ Es necesario un exceso de alcalinidad en el baño y trabajar con aguas blandas. a+ %a&!l ( #'& ) #&!l ( %a #&!l ) #!l ( !l ( %a ) !l%a ( #'&
Acci(n #e la$ $ale$ !uando las soluciones de %a&!l se encuentran en contacto con cloruros, sean de %a o de !a, se produce inmediatamente el desprendimiento de cloro sin acción blanqueante. !l%a ( !l&%a ( #'& ) 8 !l' ( '%a !l%a ( #&!l ) %a ( '!l Es necesario evitar una presencia excesiva de cloruros en las aguas empleadas para el blanqueo a fin de evitar las p6rdidas de acción blanqueante
Acci(n #el *i$ul,i"o #e $o#io - el "io$ul,a"o #e $o#io %"!a"a'ien"o an"iclo!o& El bisulfito y el tiosulfato de sodio siguiente manera.
se dejan oxidar por los hipocloritos de la
S&7#%a ( !l' ) ' !l%a ( S '&9#' *cido di tiónico+ S&7%a' ( 1!l' ( 4#'& ) ' !l%a (' #'S&1 ( 9 #!l En estas reacciones se basan en las propiedades anticloro del bisulfito y del tiosulfato de sodio. Etapas del blanqueo con hipoclorito de sodio: ;lanqueo Enjuague %eutraliacion *#!l+ Enjuague
INFUENCIA DE OTRAS VARIABES /0 El p# optimo de blanqueo se encuentra entre =.4 > 3?.4 , se pueden utiliar soluciones regeneradas de p# 9 > 9.4 para el blanqueo, previa titulación.
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1 PRACTICA DE BLANQUEO CON PEROXIDO DE HIDROGENO 0as soluciones reci6n preparadas tendrán p# 33 > 33.4. @n p# de A acorta el tiempo de blanqueo puesto que es en este punto donde se halla la mayor velocidad de descomposición del hipoclorito pero los blancos obtenidos no son permanentes ya que castigan enormemente la fibra produciendo oxicelulosas.
TEM/ERATURA TIEM/O %T - "& 0a temperatura optima es de 1? o!, el tiempo depende del grado de blancura que se desee, generalmente se trabaja de 3 a ' horas a 1? o!. mayor temperatura se incremente la velocidad de descomposición del hipoclorito y por lo tanto una parte del oxigeno liberado se irá al ambiente. l bajar el p# de la solución hasta valores de A, tendremos el máximo castigo a la fibra con formación de oxicelulosa. quB tambi6n existe la velocidad máxima de descomposición del hipoclorito pero se obtienen blancos no constantes.
REACCIONES EN A TITUACION %a&!l ( #!l ) %a ( !l' !l' ( 'CD ) 'D!l ( C' *!oloracion amarilla+ C' ( ' %a'S'&7 ) %a'S1&1 ( '%aC *Cncolora+ 0o que se trata de saber en esta titulación es que por cada cc de tiosulfato de sodio pentahidratado al ?.3 % cuantos miligramos o gramos de cloro activo va a reconocer. 3 cc de %a'S'&7. 4#'& reconoce ?.??744 g de cloro activo.
. MATERIAES E3UI/OS .1.
E3UI/O
El equipo necesario es el siguiente:
.2.
Ma"e!ial
Caaci#a#
Can"i#a#
asos de precipitación aso de precipitación Sistema de calentamiento ;agueta ;alana
'4? ml 4?? ml F
9 ' 3
-
' 3 3 3
F 3?? ml
Erlenmeyer
3
;ureta
3
"ortabureta
3
MATERIAES REACTIVOS EM/EADOS
Mue$"!a$. "orciones de tela cruda de tejido de punto de 1 g cada una *1 muestras y una 2ltima de patrón.+
Reac"i4o$ e'lea#o$ Informe No 4 Laboratorio de Procesado Químico – Textil
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#ipoclorito de sodio al 1G en peso *0ejBa clorox+ con 1'.4 g50 de cloro
activo. Hoduro de potasio cido clorhBdrico al 7A.4 G de 3.3= g5ml
5. /ROCEDIMIENTO Iealiar el blanqueo con hipoclorito de sodio a 1 g de tela cruda. Sustrato:
/!o#uc"o NaOC %7 Cl ac"i4o 8 & Te'e!a"u!a %oC& /0 Tie'o %h&
1
5
6
?.4
?.'
?.1
?.1
9?
9?
9?
1?
=.4F3?.4
=.4F3?.4
3
3
A 3
Funci(n Jedio de blanqueo
=.4F3?.4 3
plicación: − Cngresa tejido a temperatura ambiente − 0entamente 3.4K5min subir a temperatura deseada. − Jantener por 9? minutos. − Enjuagues 3. ;año de enjuague frio '. cidificado *3 cc50 #!l,
De"e!'inaci(n #el clo!o ac"i4o !e$en"e en la le9:a clo!o; 1 ccde Na 2 S 2 O 3 → 0.00355 gr Cloroactivo
21.5 cc de Na2 S 2 O 3 → X gr Cloro activo
X gr Cloro activo=0.076325 g
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1 PRACTICA DE BLANQUEO CON PEROXIDO DE HIDROGENO 0.076325 g Cloro activo → 20 cc
Yg Cloroactivo → 1000 cc grCloroactivo =3.81625 g Y L gr Cloro activo Lejia L
=
3.81625
g g × 10 ≅ 38.16 L L
De"e!'inaci(n #el 4olu'en a e;"!ae! #e la le9:a a!a !ea!a! lo$ 78 #e clo!o ac"i4o$ #e$ea#o$:
38.16 gClact.→ 1000 cc
1 gClact.→Xcc
X =26.21 cc → 1000 cc
Y =
(
26.21 cc 1000
)
× 160 =4.1936 cc → 160 cc
Se extraerán 1.3=79 cc del contenido de la lejBa clorox y se enrasara a 39? cc /e la misma manera para otener soluciones de 39? cc cuya concentración de cloro activo sea de ' g50, 7g50 se necesitaran
(
8.386 cc → 160 cc 2 g
(
/ L)
12.579 cc → 160 cc 3 g
/ L )
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<. DATOS Ta*la No1 Ti"ulaci(n inicial a!a la o*"encio #e lo$ 78 clo!o ac"i4o #e la le9ia Ensayo 3 '
olumen *ml+ '3 ''
Volu'en !o'e#io 21.< 'l Ta*la No2 Vol='ene$ "i"ulan"e$ #el *a>o #e *lanqueo. Mue$"!a No1
Tie'o %'in&
Volu'en "i"ulan"e %cc&
7? 14 9? 7? 14 9? 7? 14 9? 7? 14 9?
No No5 No6
4.4 1.3 7.1 3A.' 39.9 34.M 33.? 33.? 3?.A A.4 A.? 9.9
Ta*la No En$a-o con ?o"a$ #e A7ua Mue$"!a 1 5 6
Tie'o %$e7& 3?$$71 7$$=? 9$$=4 3$$4'
Ta*la No5 En$a-o #e caila!i#a#
Mue$"!a$ 1 5 6
Al"u!a %c'&
O*$e!4aci(n
A,4 3?,9 9.? 3'.?
Se observa que la muestra = es mas blanca y las muestras 3 y 1 son las que presenta menos blancura y mas toscas al tacto
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@. CACUOS "ara la muestra % o3, tomando sus respectivos vol2menes de la "a*la No2 se proceden a determinar los g50 de cloro activo: 0.00355 gClact. 1 1000 cc gr Cloro activo =5.5 ccde Na2 S 2 O3 × × × L L 1 ccde Na 2 S 2 O 3 20 cc t = 30 min
gr Cloro activo gCl. act . =0.97625 ≅ 0.9763 L L t =30 min
0.00355 g Clact . 1 1000 cc gr Cloro activo =4.1 cc de Na 2 S2 O3 × × × L L 1 cc de Na 2 S2 O 3 20 cc t = 45 min
gr Cloro activo g Cl . act . =0.72775 ≅ 0.7278 L L t = 45 min gr Cloro activo 0.00355 g Clact . 1 1000 cc =3.4 cc de Na 2 S2 O3 × × × 1 cc de Na 2 S2 O 3 20 cc L L t = 45 min gr Cloro activo gCl.act . =0.6035 L L t =60 min Se sabe que:
gr Cloro activo g Cl. act . =1 L L t = 0 min Iealiando el mismo procedimiento para las otras muestras se obtiene la siguiente tabla:
Ta*la No< Clo!o ac"i4o 8 li"!o #e la $oluci(n #e *lanqueo. Mue$"!a No1
No
Tie'o %'in&
78 clo!o ac"i4o
? 7? 14 9? ?
3.???? ?.=A97 ?.A'AM ?.9?74 7.????
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1 PRACTICA DE BLANQUEO CON PEROXIDO DE HIDROGENO 7? 14 9? ? 7? 14 9? ? 7? 14 9?
No5
No6
7.?47? '.=194 '.M?14 '.???? 3.=4'4 3.=4'4 3.M==7 '.???? 3.7737 3.'1'4 3.3A34
Iealiando su correspondiente grafico:
?!a,ico No1 78 Clo!o ac"i4o 4$ "ie'o %'in& 3.5
3
2.5
2
g/ L Cloro Activo
Muestra 1 Muestra 3 1.5
Muestra 4 Muestra 9
1
0.5
0 0
10
20
30
40
50
60
70
Tiempo (min)
El producto = presenta una perdida más significativa de sus g5 0 cloro activo respecto a las demás.
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. CONCUSIONES Se comprueba el efecto de la temperatura sobre el blanqueo con hipoclorito de sodio, a mayor temperatura mayor será la velocidad de descomposición del hipoclorito *en la grafica 3 se observa una pendiente negativa mas pronunciada+ se obtendrá un mayor grado de blancura en la tela, como se evidencia en la muestra tratada con el producto = a 9?o!, que además presenta un mejor tacto. − Se comprueba el efecto el p#, el producto 1 perdió su poder blanqueante al estar en p# L A como consecuencia su correspondiente muestra tratada 1 presento menor grado de blancura y mas tosquedad al tacto. − 0os productos 3, 7 y 1 tuvieron bajas velocidades de descomposición del hipoclorito, se evidencia al ser casi constantes los g50 de cloro activo en los primeros 7? min, debido a que se hicieron a temperatura ambiente. − mayor temperatura menor tiempo de blanqueo, para un mismo tiempo, el producto = a perdido una mayor cantidad de g50 cloro activo respecto a los demás.
−
. RECOMENDACIONES − − −
!onservar la numeración de las telas realiando pequeños cortes en esta. Emplear guantes de nitrilo en la preparación de la solución de acido clorhBdrico.
6. BIBIO?RAFIA /+7ina e* Blanqueo "e;"il a *a9a "e'e!a"u!a Di$oni*le en http:55NNN.textilespanamericanos.com5Ediciones5'??=5%oviembreF /iciembre5rtG!7G/culos5;lanqueadoOPentilOO;ajaO
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1.ANEGO BAN3UEADO ?ENTI A BAJA TEM/ERATURA 0un"$'an Te;"ile E,,ec"$ - ?enenco! han #e$a!!olla#o una nue4a "ecnolo7:a #e enHi'a$ que o,!ece un !oce$o #e *lanquea#o 'e9o! - $o$"eni*le. J!7 Ru E;ecu"i4e E#i"o! E l innovativo sistema Pentle "oNer ;leachQ, es el más reciente proceso de pretratamiento desarrollado por #untsman
El !oce$o #e *lanquea#o o! e!(;i#o *a$a#o en enHi'a$ ?en"le /oe! BleachK !equie!e una "e'e!a"u!a #el a7ua #e $olo @
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/!ea!aci(n e!,ec"a El nuevo proceso de blanqueado suave es verdaderamente innovativo. El blanqueado tradicional requiere el uso de agua a alta temperatura, mientras que el nuevo sistema se lleva a cabo a la baja temperatura de 94R! y con condiciones de p# casi neutrales, haciendo que sea especialmente apropiado para toda clase de fibras delicadas que son sensitivas a la temperatura y al p#. Cncluso despu6s del blanqueado bajo estas condicones suaves, el algodón queda perfectamente preparado para el teñido de todo tipo de tonos. En fibras celulósicas regeneradas, se pueden obtener tambi6n excelentes niveles de blanco completo. @na receta es suficiente para todas las fibras sensitivas a la temperatura y al p#. Se pueden tartar una multitud de fibras, incluyendo fibras celulósicas regeneradas tales como viscosa, JicroJodal, lyocell, bamb2, y meclas con algodón, elastano, acetato, acrBlico, seda y lana. Iecetas de blanqeado similares para todas las fibras y meclas resultan en un simple manejo de las recetas y en una reducción en los errores.
Tac"o $ua4e En el caso del algodón, los tejidos pretratados con la nueva tecnologBa de blanqueado tienen un tacto superior en comparación con los g6neros blanqueados por m6todos tradicionales. 0as principales caracterBsticas son:
Me9o! !en#i'ien"o #el colo! @n blanqueado óptimo es un prerrequisito para obtener verdaderos colores. !omparado con sistemas de banqueado tradicionales, el Pentle "oNer ;leach confiere las siguientes ventajas a los subsiguientes procesos de teñido: U un mejor rendimiento del color con tonos más vBvidos e intensos que tienen excelentes propiedades de resistenciaT tonos más brillantesT ahorros posibles en costos en el proceso de tinturaT y mejores propiedades de solide al lavado, al agua y a la frotación.
Aho!!o$ #e ene!7:a Es posible obtener ahorros en el consumo de energBa de casi un 4?G debido a las considerables bajas temperaturas usadas en el tratamiento y en el enjuagado en comparación con sistemas de blanqueado tradicionales. %o se requiere neutraliación y se pueden omitir al menos uno o dos baños de enjuagado, lo que lleva a una reducción substancial en el consumo de agua.
Aho!!o$ #e a7ua "rimariamente, el uso reducido de agua y energBa hace que este proceso sea ameno al medio ambiente. l reducir la temperatura de tratamiento, del punto de ebullición a 94R!, la nueva tecnologBa de blanqueado es 2nica en el campo de la reducción de energBa. Cncluso el enjuagado es efectuado bajo esta baja temperatura. demás, la carga de sal de efluente es reducida por la eliminación de substancias quBmicas
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1 PRACTICA DE BLANQUEO CON PEROXIDO DE HIDROGENO fuertes, tales como soda cáustica.
MUESTRAS
Muestra
Muestra
Muestra
Muestra
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