X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Использование адсорбционных методов для очистки является актуальной темой, поскольку в современном мире очень большое количество промышленных предприятий, использующих различные нефтепродукты, сливают тонны неочищенных и недостаточно очищенных промышленных, поверхностных и ливневых сточных вод в различные водоемы, что оказывает непоправимый вред экологии.

На сегодняшний день существует много методов очистны отходов производств: механический, физикохимический , биологический. Но также важным является и метод очистки при помощи сорбентов. Задача данной работы заключается в рассмотрении нескоторых видов адсорбции и показать эффективность обменной адсорбции.

Обменная адсорбция протекает на границе твердое тело / раствор электролита и состоит в том, что адсорбент и раствор обмениваются между собой катионами или анионами в эквивалентных количествах, благодаря чему принцип электронейтральности раствора электролита и адсорбента остается ненарушенным.

Основными факторами обменной адсорбции, определяющими ее специфичность, являются: наличие двойного электрического слоя на поверхности твердого адсорбента, валентность, величина радиуса и степень гидратации ионов раствора электролита.

Обмен противоионов ДЭС на ионы электролита одного знака заряда может проходить в строго эквивалентных количествах.

Экспериментальная часть включает в себя:

1.Отвесили на технических весах6 порций заданного количества катионита КУ-1 в Н⁺ - форме, которые затем количественно переносят в кононические колбы.

2. В каждую форму с катионитом пипеткой вливают 50 мл раствора хлорида лития соответствующей концентрации, после чего их периодически перемешивали в течение 25 минут, затем оставили в покое на 15 минут.

3. Из каждой колбочки отобрали пипеткой по 25 мл раствора и оттитровали 0,1 н раствором КОН в присутствии фенолфталеина.

Поученные результаты внесли в таблицу экспериментальных данных.

Масса катионита, г	Точная концентрация исходных растворов LiCl	Объем 0,1 н КОН, пошедшего на титрование 25 мл раствора после адсорбции.
2,5	0,0248	6,22
2,5	0,0952	11,90
2,5	0,1932	16,10
2,5	0,5040	25,20
2,5	0,9100	32,50
2,5	1,6880	42,20

На основании опытных данных определили:

1) Концентрация выделенной НСI (моль/л) в результате обмена ионов Н⁺ на ионы Li⁺ из соотношения: С_LiCI V_LiCI= C_HCIV_HCI= C_КОН V_КОН;

V_{HCI (в 1 колбе)} = = 0,0248;

V_{HCI (в 2 колбе)} = = 0,0952;

V_{HCI (в 3 колбе)} = = 0,1932;

V_{HCI (в 4 колбе)} = = 0,4900;

V_{HCI (в 5 колбе)} = = 0,9100;

V_{HCI (в 1 колбе)} = = 1,6880.

2).Равновесная концентрация LiCI: ;

3) Величина обменной адсорбции (моль/м³ кг) А= ;

А₁= = 0,248;

А₂= = 1,90;

А₃= = 5,04;

А₄= = 4,90;

А₅= = 9,10;

А₆= = 16,88;

4) Обратные величины обменной адсорбции () и равновесной (после адсорбции) концентрация LiCI ():

= = 4,032;

= = 1,050;

= = 0,518;

= = 0,204;

= = 0,109;

= = 0,059;

= = 40,32;

= = 5,123;

= = 5,176;

= = 1,984;

= = 1,0990;

= = 0,9520;

По данным эксперимента построим графики в координатах - и А – С_равн (рис. 1- 2).

Рисунок 1 -2 – Зависимость величины от величины и

величины А от величины С_равн.

По данным опыта видно: величина обменной адсорбции катионита КУ-1 в Н⁺ - форме равна 16,88 моль/м³ кг.

Нужно отметить, что при оценке эффективности различных природных сорбентов необходимо учитывать не одну характеристику, а их комплекс и природу материала. Следует интенсифицировать и внедрять в производство адсорбционные методы очистки продуктов и отходов.

Список используемой литературы:

Хмельницкий А.И. Физическая и коллойдная химия. М.: ООО «Издательский дом Альянс», 2009 - 345с.

Боровская Л.В. Электронный учебно-методический комплекс дисциплины «Физическая и коллойдная химия: учебно-методический комплекс дисциплины» Учебное пособие. ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР» Депозитарий электронных изданий. Москва 2010.

Болдырев А.И.Физическая и коллойдная химия. М.: «Союзполиграфпрома», 1974 – 453с.

Код для цитирования: Скопировать