Сорбция ионов цинка(II) на энтеросорбенте Смекта

Введение 3
1. Экспериментальная часть 6
1.1 Реактивы 6
1.2 Средства измерений, вспомогательное оборудование 6
1.3 Фотометрическое определение цинка в растворе 7
1.4 Оценка влияния модуля на значение сорбционной емкости и степени извлечения 9
1.5 Сорбция ионовв системе «Смектит диоктаэдрический-Zn2++H2O» 13
1.5.1 Применение моделей 14
1.5.2 Степень извлечения 19
1.6 Сравнительная характеристика сорбционных свойств некоторых распространенныхэнтеросорбентов по отношению к ионам Zn2+ 19
Выводы 21
Список литературы 22

Весь текст будет доступен после покупки

В последние годы загрязнение окружающей среды многократно усилилось и приобрело угрожающие масштабы. Среди загрязнителей важное место занимают тяжелые металлы и металлоиды. Они являются химическими веществами, которые представляют собой самую высокую угрозу биологическим системам. Активная деятельность промышленных предприятий, высокая плотность транспорта, использование удобрений способствует аккумуляции ионной формы тяжелых металлов. В отличие от биоразлагаемых органических загрязнителей, тяжелые металлы не разлагаются на менее опасные конечные продукты. Даже необходимые металлы могут стать токсичными, если они присутствует в концентрации выше допустимого уровня. [2]
Тяжелые металлы относят к экотоксикантам, имеющим приоритетное значение по степени опасности для окружающей среды и здоровья человека. Скорость негативного воздействия и интенсивность влияния тяжелых металлов на объекты окружающей среды уже не соответствует пределам биологической приспособляемости живых организмов к изменениям среды обитания. Возникает угроза здоровью человека, поэтому необходимо разрабатывать способы уменьшения концентрации экотоксикантов в различных природных объектах. Из всего перечня приоритетных загрязнителей тяжелых металлов - кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец и хром - выделяют Zn, Cd, Pb и Cu, которые наиболее распространены [3].

Весь текст будет доступен после покупки

Экспериментальная часть
Реактивы
Сульфарсазен по ТУ 6-09-4681-83
Натрий сернистокислый (сульфит) по ГОСТ 195-77
Кислота сульфосалициловая, 2-водная по ГОСТ 4478-78
Тиомочевина по ГОСТ 6344-73
Натрий тетраборнокислый, 10-водный по ГОСТ 4199-76
Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72
Смекта «Бофур Ипсен Индастри»
Полифепан «Восток ООО»
Целлюлоза микрокристаллическая МКЦ АНКИР-Б «Эвалар»
Все реактивы, используемые для анализа, имеют квалификацию (ч.д.а.).

Средства измерений, вспомогательное оборудование
1.Фотоколориметр КФК – 2МП;
Кюветы с толщиной поглощающего света 50 мм для фотоколориметра;
Термостат TW-2 (ООО "БИОЛАЙТ ЛТД");
Весы лабораторные аналитические HR-100AZ
Весы лабораторные технохимические ELB-200
Колбы мерные 25 см3, 50 см3, 100 см3, 250 см3, 500 см3, 1000 см3;
Пипетки градуированные 1 см3, 2 см3, 5 см3, 10 см3, 20 см3, 25 см3, 50 см3, 100 см3;
Цилиндр мерный, вместимостью 100 см3;
Колбы конические, вместимостью 100 см3.


Фотометрическое определение цинка в растворе
Концентрацию ионов цинка в растворе определяли фотометрическим методом. Метод основан на взаимодействии ионов цинка в слабокислой среде с сульфарсазеном с образованием комплексного соединения красно-оранжевого цвета. Интенсивность окраски которого измеряли при длине волны ? = 540 нм. [1]
Приготовление раствора натрия тетраборнокислого с концентрацией 0,05 моль/дм3
Навеску 19,07 г натрия тетраборнокислого 10-водного растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды в мерной колбе вместимостью 1 дм3, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают.
Приготовление раствора сульфарсазена с массовой долей 0,05 %
Навеску 0,05 г сульфарсазена помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3 и доводят до метки 0,1 н раствором натрия тетраборнокислого, приготовленного по вышеуказанной методике.
Приготовление раствора сульфита натрия с массовой долей 20%
Навеску 20 г сульфита натрия помещают в коническую колбу и растворяют в 80 см3дистиллированной воды.
Приготовление раствора тиомочевины с массовой долей 10 %
Навеску 10 г тиомочевины помещают в коническую колбу и растворяют в 90 см3 дистиллированной воды.
Приготовление раствора сульфосалициловой кислоты с массовой долей 10 %
Навеску 10 г сульфосалициловой кислоты помещают в коническую колбу и растворяют в 90 см3 дистиллированной воды. Раствор хранят до внешних изменений.
Приготовление исходного раствора ионов цинка.
Количественно перенести из фиксанала цинк сернокислый в мерную колбу на 1000 ?см?^3, довести до метки дистиллированной водой.
Приготовление промежуточного раствора цинка.
В колбу на 500 мл взять аликвоту исходного раствора 50 мл.
Приготовление рабочего раствора цинка.
В колбу на 500 мл берем аликвоту промежуточного раствора 50 мл.
Выполнение измерений и построение градуировочного графика.
В колбу на 50 мл отбирают необходимую аликвоту рабочего раствора и прибавляют:
1 мл сульфита натрия
1 мл сульфосалициловой кислоты
1 мл тиомочевины
2 мл сульфарсазена
После добавления каждого реактива раствор тщательно перемешивают, затем доливают натрием тетраборнокислым до метки и снова перемешивают. Измеряют оптическую плотность окрашенных растворов на фотоэлектроколориметре (длина волны 540 нм) в кювете с толщиной поглощающего слоя 50 мм.
Содержание цинка находят по градуировочному графику, откладывая по оси абсцисс концентрацию цинка, а по оси ординат - соответствующие значения оптической плотности. Полученные данные представлены на рисунке 1.
Рисунок 1. Градуировочный график для количественного определения цинка (? = 540 нм, l=50 мм)
Оценка влияния модуля на значение сорбционной емкости и степени извлечения
Для оценки оптимального соотношения массы сорбента к объему раствора, обеспечивающего оптимальные значения степени извлечения ионов цинка, рассчитывали значения сорбции из растворов с концентрацией 2,5 ? 10?4 моль/л в диапазоне модуля раствор/сорбент (отношение объёма раствора к массе сорбента) от 25 до 100 мл/г. Для этого были взяты различные навески сорбента в диапазоне от 0,1 до 1 г, которые залили различными объемами раствора сульфата цинка в диапазоне от 25 до 100 мл. Обнаружено, что с ростом значения модуля, сорбционная емкость растет. Данная зависимость изображена на рисунке 2. А на рисунке 3 с увеличением модуля степень извлечения падает.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ПНДФ 14.1:2.195-03 Количественный и химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов цинка в природных и очищенных сточных водах фотометрическим методом с сульфарсазеном. – М.: ФБУ «ФЦАО», 2012. – 18 с.
2. Терехова, Н. А. Оценка токсичности почв, загрязненных различными формами цинка / Н. А. Терехова, Л. В. Галактионова // Почвы - стратегический ресурс России : Тезисы докладов VIII съезда Общества почвоведов им. В.В. Докучаева и Школы молодых ученых по морфологии и классификации почв, Сыктывкар, 22 апреля – 08 2021 года / Отв. редакторы С.А. Шоба, И.Ю. Савин. Том Часть 3. – Москва-Сыктывкар: Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН, 2021. – С. 259-261.
3. Костин, А. В. Изучение механизма сорбции ионов меди и свинца на бентонитовой глине / А. В. Костин, Л. В. Мосталыгина, О. И. Бухтояров // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2012. – Т. 12, № 6. – С. 949-957.
4. Исследование условий сорбции ионов Zn II диосмектитом / Э. Р. Оскотская, Э. Ю. Юшкова, С. В. Чепелев, М. А. Пешая // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. – 2013. – № 3. – С. 137-140.
5. Никифорова Т.Е. Физико-химические основы хемосорбции ионов d-металлов модифицированными целлюлозосодержащими материалами: дис. д-ра. хим. наук. / Т.Е. Никифорова. - М:ФГБОУ ВПО «Ивановский гос. химико-технологический ун-т», 2014. – с. 233-322.

Весь текст будет доступен после покупки