Сорбируемость меди на бурых углях, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах - Химия курсовая работа

Главная

Химия
Сорбируемость меди на бурых углях, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах

Изучение сорбируемости меди на буром угле, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах и минеральном сорбенте на основе горелой породы. Методы извлечения и структура гуминовых кислот. Функции гумусовы веществ в биосфере. Методы определения меди.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Тульский государственный университет
КУРСОВАЯ РАБОТА ПО аналитической химии
Сорбируемость меди на бурых углях, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах
Студент группы 430441 _____________ Агеева Е.Д
_____________ к.х.н., с.н.с. Рогова Т.В
Научный консультант ______________ к.б.н. Пунтус И.Ф
Заведующий кафедрой _____________ Алфёров В.А.
Проблема очистки воды для хозяйственно - питьевых нужд от токсикантов, в частности, от соединений тяжелых металлов, является весьма актуальной природоохранной проблемой в Тульском регионе, в котором сосредоточено множество крупных промышленных предприятий.
Из литературных источников известно, что в качестве сорбентов могут служить практически все мелкодисперсные твердые вещества, обладающие развитой поверхностью - бурые угли, сапропели, горелая порода шахтных выработок и другие. Изучению таких природных сорбентов, как сапропели, бурый уголь и гуминовые кислоты уделяется большое внимание. Множество научных работ посвящены изучению способов выделения, структуры и свойств гуминовых кислот, а также изучение их биологической активности. Были выявлены и сформулированы функции данных веществ, одна из которых, протекторная, играет важную экологическую роль, заключающуюся в способности гумусовых кислот связывать в малоподвижные или труднодиссоциирующие соединения токсичных элементов и не давать проникать токсикантам в торф, растения и т.п.
Целью работы является изучение сорбируемости меди на буром угле, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах и минеральном сорбенте на основе горелой породы.
Содержание меди в промышленных стоках даже после проведения ре агентной очистки превышает предельно допустимую концентрацию на 2-5 порядков. В связи с этим остро стоит проблема доочистки этих стоков до санитарных норм, традиционно решаемая с использованием ионитов.
В реальных растворах, полученных на установке реагентной очистки Ефремовского завода СК после проведения реагентной очистки натриевой щелочью присутствуют ионы меди (10 - 2000 мг/дм 3 ), натрия (7 - 24 г/дм 3 ), ацетат-ионы (0,5-3,5 моль/дм 3 ) и аммиак (1-10 г/дм 3 ). Для оптимизации процесса доочистки стоков до санитарных норм была исследована сорбируемость меди в динамическом и статическом режимах на синтетических сульфокатионитах КУ-1, КУ-2-8, КУ-2-20 (в Н- и Na-форме) и анионитах АВ-16Г, АВ-17-8, ЭДЭ-10П (в ОН- и Сl-форме).
Сравнение сорбируемости меди на катионитах в динамических условиях показало, что максимальные ее значения 2-4 мэкв/г (при концентрации меди в исходном растворе 2 г/дм 3 ), сохраняющиеся при регенерации, имеют сильнокислотные катиониты КУ-2-8 и КУ-1 в Н-форме . Они проявляют высокую селективность к ионам меди даже в присутствии значительных концентраций катионов - натрия, вступающих в конкурирующее равновесие ионного обмена наряду с катионами меди (при мольных отношениях Na/Cu не превышающих 25). Показано, что при увеличении степени сшивки при переходе от КУ-2-8 к КУ-2-20, а также переходе от Н-формы к Na-форме катионитов сорбируемость меди значительно уменьшается.
Сорбируемость меди в динамических условиях на анионитах увеличивается по ряду : АВ-17-8< ЭДЭ-10П <АВ-16Г и для АВ -16Г достигает величин 3 и 4 мэкв/г (для солевой и ОН- форм соответственно), сопоставимых с сорбируемостью меди на катионитах КУ-2-8 и КУ-1. Исследование регенерации отработанных анионитов при обработке их раствором щелочи показали, что медь десорбируется лишь в незначительной степени, что объясняется образования прочных комплексов меди с функциональными группами, в частности этилендиаминными, входящими в состав анионитов. Величины сорбируемости меди из реальных стоков для всех ионитов оказываются значительно ниже значений приводимых в литературе для модельных растворов, содержащих только ионы меди, за счет протекания конкурирующего ионого обмена с катионами натрия или ацетат-ионами, а также процессов комплексообразования меди с аммиаком и ацетат-ионами.
Сорбция меди возможна на многих природных твердых материалах, обладающих мелкодисперсной структурой и высокоразвитой поверхностью. Эффективными является применение активных углей разных марок. Окисление (чаще всего HNO 3 ) за счет образования на их поверхности функциональных групп.
Активные угли имеют сравнительно низкую себестоимость по сравнению с ионитами. Они отличаются сильно пористой развитой структурой. Удельная поверхность пор достигает 1000-1800 м 3 /г для микропор размером 1-2 нм, для пор переходного размера (5-50 нм) - 100 м 3 /г, для микропор (>100 нм) - 1 м 3 /г. [2].
Путем последовательного метилирования карбоксильных и фенольных групп окисленного угля СКТ было найдено, что в поглощении, например, ионов кальция, свинца и меди принимают участие как карбоксильные, так и фенольные группы. После метилирования окисленного угля метилсульфатом его емкость уменьшилась на 25%, а метилирование метанолом привело к ее снижению на 75%, можно сделать вывод, что уголь, из которого последовательно связаны карбоксильные и фенольные группы. [3].
Находят применение бурые угли, как измельченные до определенной фракции, так и отделенные флотационным методом.
Измельченные до 0,1- 0,5 мм бурые и ископаемые угли, как правило, имеют окисленную углеродную поверхность и сорбируют медь после промывки 1-10 %-ным раствором кислоты, водной промывки и сушки. При кислотной обработке карбонизата, полученного обугливанием растений также может быть получен сорбент для тяжелых металлов. [4].
Наиболее перспективными твердыми поглотителями являются минеральные адсорбенты, на основе которых можно получать как очень дешевые адсорбенты одноразового действия, так и более дорогие поглотители с высокой механической прочностью, развитой пористой структурой и определенной химией поверхности. Интерес к модифицированным минеральным сорбентам вызван их специфическими свойствами: неорганический носитель придает сорбенту такие свойства, как высокая скорость установления равновесия (в случае микропористых сорбентов), химическая устойчивость к агрессивным средам, механическая прочность; модификатор обеспечивает селективность и полноту связывания ионов.
Существуют литературные данные об исследовании по модификации микропористого алюмосиликатного материала на основе горелой породы с использованием растворов гидроксида калия. [5].
В качестве носителя для получения модифицированного сорбента была использована горелая порода месторождения “Дальние Горы” г. Киселевска, имеющая следующий состав, %: SiO 2 - 68,2; Al 2 O 3 - 21,5; Fe 2 O 3 - 4,7; остальное - 5,6 и образующаяся в результате пожара вызванного самовозгоранием угольных терриконов. [6].
Сорбцию меди, кадмия и свинца изучали в статических условиях из растворов их солей с концентрацией 10 3 М. Количество сорбированных ионов рассчитывали по формуле:
С целью перевода испытуемого сорбента в модифицированную форму, позволяющую повысить емкость природного образца, горелую породу обрабатывали растворами щелочи, затем отмывали дистиллированной водой до нейтрального значения pH и проводили сорбцию металлов при нормальных условиях. В процессе модификации значения pH варьировались от 8 до 14. Эксперимент проводили при температуре 20?С и в интервале концентраций от 10 -3 до 3,110 -5 М. В результате исследования были получены следующие результаты:
Количество сорбированных ионов,А, мг/мл
По мнению авторов, изученные сорбенты (модифицированная и немодифицированная) порода обладают значительной сорбционной емкостью, что позволяет использовать эти материалы в технологии для доочистки воды. [6].
Медь относится к числу тех металлов, которые обладают хромофо р ными свойствами, поэтому среди многочисленных фотометрических м е тодов определения меди имеются как методы, основанные на использ о вании окрашенных реагентов с хромофорными группами, так и методы, в которых применяют бесцветные реагенты. Большинство методов обл а дает высокой селективностью. Это подробно описанные ниже дитизон о вый, дитиокарбаматный, купроиновый и купризоновый методы или м е тод с применением бис-(цикло-гексанон)оксалилдигидразона; наибол ь шей чувствительностью обладает дитизоновый метод. При помощи к у призона определяют медь в водной фазе, остальные перечисленные м е тоды относятся к экстракционно-фотометрическим.
Были использовали бурый уголь и минеральный сорбент. Образцы шахтных пород отбирались на шахтах Тульской области ( в соответствии с ГОСТом): Васильевская (Киреевский район, поселок Бородинский); Подмосковная (Веневский район, поселок Грицово); Бельковская (Веневский район, поселок Бельково).
Объект исследования - сапропель (Белгородская область. Красногвардейский район река Тихая Сосна.) Отбор пробы производился по гостовской методике с поверхности залежи сапропеля по 5 л после спуска озера в 10 точках. Река Тихая Сосна берет начало на южных склонах Среднерусской возвышенности (Волоконский район) и несет свои воды по Красногвардейскому, Красненскому и Алексеевскому районам, впадая в Дон. Общая длина реки 161 км, в пределах Белгородской области - 105 км, ширина от 10 до 50 м, пойма большей частью луговая, частично заболоченная. В пойме и по берегам преобладают лиственные леса из дуба - черешчатого, березы, сосны обыкновенной. По левому берегу распространена луговая растительность, основу которой составляют злаковые, бобовые, осоки, подмарейник настоящий, тысячелистник, клевер горный. На реке Тихая Сосна в Красногвардейском районе, находится пойменное озеро-старица. Прибрежная зона озера покрыта тростником, кувшинками, рдестом, элодеей, а на поверхности в большом количестве растет ряска. Данное озеро относится к дистрофным озерам из-за ежегодного накопления в ложе органических остатков.
Бурый уголь, измельчали в шаровой мельнице, просеивали через сита c определенным размером отверстий и высушивали до постоянной массы. Для экспериментов брали фракцию с размером частиц 0,5-2 мм.
Пробы усреднялись. Сушка сапропеля производилась на воздухе при комнатной температуре. Измельчали сапропель в мельнице.
Гуминовые кислоты (ГК) выделяли из деминерализованного сапропеля обработкой 2- и 12%- ными растворами HCl и 0,1 н водным раствором NaOH: одна порция (ГК 1) при комнатной температуре, другая (ГК 2) - при температуре кипения водяной бани; продолжительность выделения в обоих случаях составляла 2 часа. Данную операцию повторяли многократно (6 - 8 раз) до полного выщелачивания ГК. Раствор гуматов затем разлагали 5 %-ным раствором HCl. Выпавший осадок ГК отфильтровывали через взвешенный фильтр «синяя лента», тщательно отмывали дистиллированной водой, ставили на 24 часа на диализ, сушили в сушильном шкафу при t=40 0 С и взвешивали.
Навеску породы (5 г) промывали дистиллированной водой, удаляя мелкие частицы флотационным методом.
Навеску породы массой 5г, помещали в фарфоровую чашку и заливали 5 % -м раствором NaOH и выдерживали на кипящей водяной бане 30 мин. Модифицированную породу промывали дистиллированной водой, до нейтральной среды по универсальному индикатору, при этом, отделяя мелкие частицы флотационным методом.
Элементный анализ выполнялся на автоматическом анализаторе (фирмы «Карло Эрба», модель 1100, Италия).
Условия: температура в реакторе сжигания 1100?С; наполнитель - Cr 2 O 3 /CuO; газ-носитель - He. Температура в восстановительном реакторе 650?С; наполнитель - Cu - стружка. Температура хроматографической колонки - 127?С; стационарная твердая фаза - хромосорб-102; детектор - катарометр по теплопроводности. Окислитель - AgMnO 4 ; стандарт - 9-нитроантрацен.
В коническую колбу помещали навеску (0,5 или 2 г) сорбента и 250 см 3 исследуемого раствора. Полученную смесь перемешивали в аппарате для встряхивания 1-2 часа. Через каждые 10 мин отбирали пробы раствора(2 см 3 ) для анализа. Исследуемую пробу вместе с сорбентом центрифугировали до просветления раствора. После чего раствор переносили в колбу на 25 см 3 и проводили фотоколориметрический анализ на содержание меди раствора (методика 1.4.). Расчет величин сорбируемости меди проводили по формуле:
где Г - сорбируемость меди, мгэкв/г
С 0 -концентрация меди в исходном растворе, мг/мл
С - равновесная концентрация меди, мг/мл
V - объем исходного медьсодержащего раствора, мл
На основании полученных данных рабочая волна - 600,0 нм.
На основании измеренной оптической плотности 14 стандартных образцов (табл.3) был построен градуировочный график (рис.1).
Данные для построения градуировочного графика Таблица 3
Содержание меди в 50 мл раствора, мг
Значения для статистической обработки данных Таблица 4
Ручная и машинная статистическая обработка данных приводит к коэффициентам линейной регрессии:
Результаты статистической обработки линейной регрессии:
Коэффициент корреляции составляет 0,9961, что свидетельствует о том, что зависимость между x и y с достаточной вероятностью может быть описана в параметрах линейной регрессии.
Гуминовые кислоты выделенные из сапропеля (Белгород)
Гуминовые кислоты выделенные из бурого угля
Проведен анализ снятия данных по ИК-спектроскопии гуминовых кислот, выделенных из бурого угля и белгородского сапропеля.
Рисунок 2.ИК-спектр гуминовых кислот, выделенных их сапропеля
Рисунок 3.ИК-спектр гуминовых кислот, выделенных из бурого угля
Соотношение интенсивностей полос для гуминовых кислот Таблица 10
Гуминовые кислоты из сапропеля (Белгород)
Характеристика почвенных гуминовых веществ и бурых углей Ангренского месторождения. Методы переработки фосфатного сырья и ассортимент продукции. Методы увеличения выхода гуминовых кислот из углей. Баланс производства органоминерального удобрения. диссертация [246,3 K], добавлен 10.07.2015
Положение меди в периодической системе Д.И. Менделеева. Распространение в природе. Физические и химические свойства. Комплексные соединения меди. Применение меди в электротехнической, металлургической и химической промышленности, в теплообменных системах. реферат [62,6 K], добавлен 11.08.2014
Распространение меди в природе. Физические и химические свойства меди. Характеристики основных физико-механических свойств. Отношение меди к галогенам и другим неметаллам. Качественные реакции на ионы меди. Двойные и многокомпонентные медные сплавы. реферат [68,0 K], добавлен 16.12.2010
Атомные, физические и химические свойства элементов подгруппы меди и их соединений. Содержание элементов подгруппы меди в земной коре. Использование пиро- и гидрометаллургическиех процессов для получения меди. Свойства соединений меди, серебра и золота. реферат [111,9 K], добавлен 26.06.2014
История открытия меди и серебра. Применение меди в промышленности: электротехнике, машиностроении, строительстве, химическом аппаратуростроении, денежном обращении и ювелирном деле. Основные химические свойства и физическая характеристика металлов. презентация [1,1 M], добавлен 25.03.2013
Физико-химическая характеристика алюминия. Методика определения меди (II) йодометрическим методом и алюминия (III) комплексонометрическим методом. Оборудование и реактивы, используемые при этом. Аналитическое определение ионов алюминия (III) и меди (II). курсовая работа [53,8 K], добавлен 28.07.2009
Методика определения содержания меди в виде аммиаката в растворе, дифференциальным методом. Необходимая аппаратура и реактивы. Основные достоинства дифференциальной спектрофотометрии. Расчет массы аммиаката меди в растворах в колбах. Погрешность опыта. лабораторная работа [60,7 K], добавлен 01.10.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Сорбируемость меди на бурых углях, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах курсовая работа. Химия.
Курсовая работа: Экономическое обоснование проекта реформирования СПК Алаторский Иглинского района в связи с п
Реферат: Церковь и интеллигенция. Скачать бесплатно и без регистрации
Темы Написания Итогового Сочинения
Органы Исполнительной Власти Курсовая
Критерии Оценивания Сочинения По Русскому Языку
Дипломная работа по теме Оценка кризисного состояния, разработка программы антикризисного развития ООО 'Чоп-Чоп'
Дипломная работа по теме Маркетинговые коммуникации ООО РК 'Континент'
Художественное Сочинение
Курсовая Работа На Тему Разработка Проекта Организации Труда И Оценка Его Эффективности В Прядильном И Ткацком Цехах При Производстве Ткани Сатин 520
Курсовая работа по теме Анализ и прогнозирование финансового состояния предприятия (на примере ООО 'Гезлер')
Реферат по теме Методы очистки воды
Расчёт на прочность, стойкость и устойчивость элементов
Сочинение На Тему Жизнь Стародума
Реферат: Внешнеэкономические связи России с зарубежными странами. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Технические средства, используемые в делопроизводстве. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Способ преодоления конфликтов
Дипломная Работа Проектная Деятельность В Школе
Реферат: Нормативная база планирования
Курсовая работа по теме Теория и практика производства следственного эксперимента
Доклад по теме Берия
Социальная адаптация детей с особенностями психофизического развития - Психология курсовая работа
План-конспект урока гимнастики для учащихся 4 класса - Педагогика конспект урока
Детско-родительские отношения - Психология курсовая работа