Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Ноября 2011 в 19:50, курсовая работа
Неорганические сорбенты необходимы для всех отраслей промышленности и охраны окружающей среды. Они используются в процессах, не допускающих загрязнения растворов (вод) органическими соединениями, в тех случаях, когда необходимы сорбенты дешевые, простые с точки зрения их синтеза и регенерации, а также устойчивые к облучению. Наиболее полно отвечают этим требованиям оксигидраты ввиду высокой сорбционной активности и относительной простоты их синтеза, прежде всего – оксигидраты железа, титана, циркония, алюминия, олова. Железо, алюминий и титан весьма распространены в природе и поэтому особенно предпочтительны с экономической точки зрения.
Цель работы: синтез сорбента марки “Апплицид ГЖ-Х-0,03” и изучение его эксплуатационных характеристик
Введение…………………………………………………………………………...4
1 Литературный обзор……………………………………………………………5
1.1Синтез неорганических сорбентов…………………………………………...5
1.2 Метод направленного синтеза……………………………………………….6
1.3 Основные характеристики сорбентов 7
1.4 Области применения неорганических ионитов……………………………..9
2 Экспериментальная часть 10
2.1 Синтез сорбента ГЖ-Х-0,03……………………………………………..….10
2.2 Анализ исходного раствора K2CrO7 11
2.3 Расчет количества исходного раствора K2CrO7 для синтеза сорбента ГЖ-Х-0,03 11
2.4 Определение оптимального значения рН раствора при сорбции бихромат-ионов сорбентом ГЖ-Х-0,03 12
2.5 Определение статической обменной емкости сорбента ГЖ-Х-0,03 13
2.6 Определение ДОЕ, ПДОЕ, сорбента марки “Апплицид ГЖ-Х-0,03” по бихромат-ионам………………………………………………………………….20
Приложения А…………………………………………………………………..
Список использованной литературы 21
Таблица 1. Анализ раствора K2CrO7 № 1
| № опыта | V (K2CrO7.), мл | V(тиосульф.), мл |
| 1 | 5 | 5,1 |
| 2 | 5 | 5,2 |
| 3 | 5 | 5,1 |
| 4 | 5 | 5,1 |
моль/л.
Концентрация
исходного раствора K2CrO7
составляет 0,0017 моль/л.
2.3 Расчет количества исходного раствора K2CrO7 для синтеза сорбента ГЖ-Х-0,03
Исходные данные для расчета : K2CrO7 = 0,017 моль/л, V FeCl3 = 50мл
, где - количество бихромат-ионов твердой фазы сорбента, моль, а - количество катионов Fe3+ в твердой фазе сорбента, моль.
Расчет количества ведем по следующим формулам :
,
,
мл.
Таким
образом, при синтезе сорбентов
в реактор вводим 95 мл раствора (M=0,017
моль/л)
2.3.1 Схема направленного синтеза сорбента ГЖХ-0,03.
Технологическая схема направленного синтеза сорбента ГЖХ-0,01 приведена на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема направленного синтеза сорбента ГЖ-Х-0,01
Вывод:
синтезировали сорбент ГЖ-Х-0,
2.4 Определение оптимального значения рН раствора при сорбции бихромат ионов сорбентом ГЖ-Х-0,03
Для определения оптимального значения рН раствора, в 6 стаканчиков отобрали пипеткой по 5 мл раствора бихромата калия (Мисх = 0,03 моль/л, Сисх = 0,3 ммоль), разбавили до 100 мл дистиллированной водой, установили рН в стаканчиках в интервале от 2,0 до 5,0 и поместили в каждый стаканчик навеску сорбента ГЖ-Х-0,03 весом 0,20 г. Через 5 дней измерили объем раствора (Vpавн) и определили равновесную концентрацию. Результаты анализа послужили для расчета Ссорб и определения оптимального рН среды, при котором Ссорб имеет максимальное значение. Расчеты приведены в таблице 2.
Таблица 2. Определение оптимального значения рН раствора при сорбции Cr2O72- сорбентом ГЖ-Х-0,03
| № стакан-чика | рН | Vравн, мл | Vр-ра на анализ, мл | Vтиосульф., мл | Мравн, ммоль/л | Сравн, ммоль | Ссорб, ммоль |
| 1 | 2,4 | 95 | 50 | 7,1 | 0,0024 | 0,228 | 0,360 |
| 2 | 2,6 | 94 | 50 | 7,3 | 0,0024 | 0,225 | 0,375 |
| 3 | 4,8 | 96 | 50 | 7,1 | 0,0024 | 0,230 | 0,350 |
| 4 | 3,0 | 95 | 50 | 7,1 | 0,0024 | 0,228 | 0,360 |
| 5 | 4,3 | 97 | 50 | 7,4 | 0,0025 | 0,243 | 0,290 |
| 6 | 3,3 | 86 | 50 | 7,2 | 0,0024 | 0,206 | 0,470 |
Вывод:
оптимальное значение рН раствора при
сорбции бихромат ионов сорбентом
ГЖ-Х-0,03 равно 4,5±0,1.
2.5 Определение статической обменной емкости сорбента ГЖ-Х-0,03 по бихромат-ионам
Статическую обменную емкость сорбента ГЖ-Х-0,03 по бихромат- ионам определяем, снимая изотерму сорбции методом насыщения при оптимальном значении рН равном 4,5±0,1.
Для этого в шесть стаканчиков наливаем переменный объем раствора K2Cr2O7 концентрации 0,03 моль/л, устанавливаем в каждом стаканчике оптимальное значение рН и помещаем в них навески сорбента массой 0,20 г каждая. Оставляем сорбент в контакте с раствором на 7 суток для установления эмпирического равновесия. Затем измеряем Vравн, определяем йодометрическим методом Mравн.
Результаты эксперимента заносим в таблицу 3. График изотермы сорбции представлен на рисунке 4.
Постоянные величины:
m(сорбента) = 0,20 г
Мисх = 0,03 ммоль/мл
рН = 4,5±0,1.
Таблица
3. Изотерма сорбции бихромат-ионов сорбентом
ГЖХ-0,03
| № | V(K2Cr2O7), мл | V(H2O), мл | Сисх, ммоль | Vравн, мл | Vна анализ, мл | Vтиосульф., мл | Mравн, ммоль/мл | Сравн, ммоль/г | Ссорб, ммоль/г |
| 1 | 8 | 50 | 0,24 | 95 | 50 | 6,8 | 0,0022 | 0,209 | 0,155 |
| 2 | 10 | 50 | 0,30 | 90 | 50 | 7,1 | 0,0023 | 0,207 | 0,455 |
| 3 | 12 | 50 | 0,36 | 95 | 50 | 8,0 | 0,0026 | 0,247 | 0,565 |
| 4 | 16 | 50 | 0,48 | 97 | 50 | 11,4 | 0,0038 | 0,368 | 0,260 |
| 5 | 18 | 50 | 0,54 | 98 | 50 | 12,8 | 0,0042 | 0,418 | 0,310 |
| 6 | 20 | 50 | 0,60 | 99 | 50 | 14,7 | 0,0049 | 0,485 | 0,275 |
Вывод:
статическая обменная емкость сорбента
ГЖ-Х-0,03 по бихромат-иону составляет 0,3
± 0,1 ммоль/г.
2.6. Определение ДОЕ, ПДОЕ, сорбента марки “Апплицид ГЖ-Х-0,03” по бихромат-ионам
Таблица 4. Определение исходной концентрации бихромата калия
| VПРОП. Р-РА, мл | VР-РА НА АНАЛИЗ, мл | VТИОС., мл | М ВЫХ., ммоль/мл |
| 5 | 5 | 9,4 | 0,031 |
| 10 | 5 | 9,5 | 0,031 |
| 15 | 5 | 9,5 | 0,031 |
Таблица 5. Выходная кривая сорбции бихромат иона сорбентом марки “Апплицид ГЖ-Х-0,03” при Мисх=0,031ммоль/мл
| VПРОП. Р-РА, мл | VР-РА НА АНАЛИЗ, мл | VТИОС., мл | М ВЫХ., ммоль/мл |
| 5 | 5 | 0,6 | 0,002 |
| 10 | 5 | 1,1 | 0,004 |
| 15 | 5 | 2,1 | 0,007 |
| 20 | 5 | 4,4 | 0,015 |
| 25 | 5 | 5,1 | 0,017 |
| 30 | 5 | 5,6 | 0,019 |
| 35 | 5 | 6,0 | 0,020 |
| 40 | 5 | 7,3 | 0,024 |
| 45 | 5 | 7,5 | 0,025 |
| 50 | 5 | 8,8 | 0,029 |
| 55 | 5 | 9,0 | 0,030 |
| 60 | 5 | 9,2 | 0,031 |
| 65 | 5 | 9,4 | 0,031 |
| 70 | 5 | 9,5 | 0,031 |
| 82,5 | 12,5 | 13,3 | 0,031 |
Таблица 6. Выходная кривая элюирования бихромат иона сорбентом марки “Апплицид ГЖ-Х-0,03” 10% NaOH после 1го цикла сорбции
| V NaOH , мл | VР-РА НА АНАЛИЗ, мл | VТИОС, мл | МВЫХ., ммоль/мл |
| 5 | 5 | 17,3 | 0,056 |
| 10 | 5 | 13,8 | 0,046 |
| 15 | 5 | 5,3 | 0,018 |
| 20 | 5 | 1,9 | 0,006 |
| 25 | 5 | 0,5 | 0,0016 |
| 30 | 5 | 0,4 | 0,0013 |
| 35 | 5 | 0,2 | 0,0007 |
| 40 | 5 | 0,1 | 0,0003 |
| 51,5 | 11,5 | 0,1 | 0,0003 |
Таблица 7. Определение исходной концентрации бихромата калия
| VПРОП. Р-РА, мл | VР-РА НА АНАЛИЗ, мл | VТИОС., мл | М ВЫХ., ммоль/мл |
| 5 | 5 | 7,1 | 0,023 |
| 10 | 5 | 6,8 | 0,023 |
| 15 | 5 | 6,8 | 0,023 |
Таблица 8. Выходная кривая сорбции бихромат иона сорбентом марки “Апплицид ГЖ-Х-0,03” при Мисх =0,023ммоль/мл