Исследование сорбционных свойств гуминовых кислот различного происхождения по отношению к некоторым катионам металлов

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

вой трубкой и термометром, помещают 34,2 г (0,2 моль) хлорацетанилида и 53,9 г (0,4 моль) безводного хлорида алюминия. Смесь нагревают, и температура резко возрастает до 80 0С, при этом начинается интенсивное выделение хлороводорода. Температуру смеси доводят до 200 0С и выдерживают её в течение 1,5 часов. Затем содержимое колбы охлаждают до 100−110 0С и при интенсивном перемешивании осторожно выливают на смесь 160 г колотого льда и 5 мл концентрированной соляной кислоты. Выделившееся темно-коричневое масло при стоянии кристаллизуется. Кристаллы отфильтровывают и промывают холодной водой. Выход сырого продукта 84,1%. Температура плавления 125−126 0С. Продукт очищают перекристаллизацией из воды с добавлением активированного угля.
Предварительный анализ полученных продуктов проводили методом тонкослойной хроматографии на бумаге «8Ии1Ы» с последующей проявкой УФ-светом.
Структура синтезированных соединений подтверждена методом ИК-спектроскопии. Спектры сняты на ИК Фурье-спектрометре «ФСМ 1201»
Список литературы
1. Жунгиету, Г. И. Оксиндол и его производные. — Кишинев: Штиинца, 1973. — 196 с.
УДК 542. 944:662. 613. 11
Л. С. Лебедева, Н.И. Чернышева
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева, Новомосковск, Россия.
ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПО ОТНОШЕНИЮ К НЕКОТОРЫМ КАТИОНАМ МЕТАЛЛОВ
The comparative characteristic of sorbtion ability of the humic acids in relation to ions Fe3+, Cu2+, Cr3+, Pb2+, Mn2+ is given. The humic acids were shared out from the dump breed of the brown coal situated near Moscow pool and from peat of the Tula region. Influence of time of contact on sorbtion ability of the humic acids different extraction is studied.
Дана сравнительная характеристика сорбционной способности гуминовых кислот, выделенных из буроугольной отвальной породы Подмосковного бассейна и гуминовых кислот, выделенных из торфа Тульской области, по отношению к катионам Fe3+, Cu2+, Cr34, Pb2+, Mn2+. Изучено влияние времени контакта на сорбционную способность гуминовых кислот различного происхождения
В настоящее время остро стоит проблема очистки сточных вод и почв от тяжелых металлов. В связи с этим актуальна разработка новых технологий очистки и утилизации токсичных отходов. Предлагаемые для решения таких задач синтетические сорбенты очень дороги, поэтому необходимо создание новых дешевых и эффективных сорбентов. Одним из возможных решений этого вопроса может быть использование таких природных сорбентов как гуминовые кислоты, которые являются экологически чистыми и достаточно дешевыми продуктами.
Несмотря на доступность гуминоподобных веществ как природных детоксикан-тов (их сырьевые запасы огромны), они практически не используются в современных рекультивационных технологиях. Это обусловлено тем, что структурная гетерогенность гуминовых веществ не позволяет надежно контролировать их свойства.
Гуминовые препараты, поступающие на рынок, существенно различаются по своим свойствам в зависимости от вида сырья, способа производства препарата и формы готового продукта. Поэтому расширение областей применения этих препаратов ограничивается в настоящее время недостатком теоретических исследований, посвященных проблемам количественного описания структуры и свойств гуминоподобных соединений и механизмам их действия.
В связи с этим считалось целесообразным исследовать сорбционную способность гуминовых кислот различного происхождения по отношению к некоторым катионам металлов.
В качестве объектов исследования были выбраны буроугольная отвальная порода Подмосковного бассейна и торф Тульской области. Некоторые характеристики объектов исследования представлены в таблице 1.
Результаты функционального анализа и молекулярная масса гуминовых кислот, выделенных из буроугольной отвальной породы Подмосковного бассейна и торфа Тульской области представлены в таблице 2.
Взаимодействие гуминовых кислот с катионами металлов может быть как физическим, так и химическим. Физическое взаимодействие представлено сорбцией, а химическое — ионным обменом и комплексообразованием. Протекание реакций ионного обмена возможно благодаря наличию в структуре гуминовых кислот функциональных групп кислотного характера, таких как карбоксильные группы и фенольные гидрокси-лы- комплексообразование — за счет кетонных групп.
Табл.1. Некоторые характеристики бурого угля, отвальной породы бурого угля и торфа.
Выход гуминовых кислот на исходную и органическую массу источника
Источник гуминовых кислот Массовая доля влаги, % Зольность, % Выход гуминовых кислот на исходную массу источника, % Выход гуминовых кислот на органическую массу источника, %
Буроугольная отвальная порода Подмосковного бассейна 4 72 10,0 42,3
Торф Тульской области 75 50 15,0 40,0
Табл. 2. Некоторые характеристики гуминовых кислот различного происхождения
Источник гуминовых кислот Мг Функциональный состав, мэкв/г
-ОНфен СООН С Охин С Окет ИЧ
Буроугольная отвальная порода Подмосковного бассейна 1840 ±14 5,20 ±0,08 2,55 ±0,03 1,23 ±0,04 2,30 ±0,03 0,97 ±0,02
Торф 1400 ±14 3,86 ±0,08 2,73 ±0,03 2,34 ±0,04 0,28 ±0,03 0,27 ±0,02
Примечания: Мг — молекулярная масса- -ОНфен -фенольные гидроксилы- СООН — карбоксильные группы- С=Охин — хиноидные группы- С=Окет — кетонные группы- ИЧ — йодное число.
Изучение сорбционной способности гуминовых кислот различного происхождения проводилось по отношению к ряду биологически активных ионов металлов Бе3+, Мп, Си, Сг и РЬ. К навеске гуминовых кислот массой 0,1 г приливали 4 мл 0,001 М раствора соли металла и перемешивали на магнитной мешалке при комнатной температуре, варьируя время контакта. Осадок отделяли от раствора центрифугированием. Сорбционную способность оценивали рентгено-флуоресцентным методом анализа на СПЕКТРОСКАН МЛХС-О.
Результаты эксперимента представлены в таблицах 3 и 4.
Как показывают данные эксперимента гуминовые кислоты хорошо сорбируют катионы Бе3+, Си2+, Сг3+, РЬ2+ и слабо — катионы Мп2+.
Причем торфяные препараты, благодаря своей пористой структуре, являются более эффективными адсорбентами по сравнению с кислотами, выделенными из буро-угольной отвальной породы. Вероятно, велика доля сорбции металлов поверхностью торфяных гуминовых препаратов за счет водородных связей гидроксильных и карбоксильных групп, содержание которых в структуре торфяных кислот преобладает над кетонными группами (таблица 2), а также за счет Ван-дер-Ваальсовых сил. Имеет место ионный обмен и, в меньшей степени, комплексообразование.
Для гуминовых кислот, выделенных из буроугольной отвальной породы, в большей степени характерен ионный обмен (содержание фенольных гидроксилов больше, чем в торфяных гуминовых кислотах) и комплексообразование (содержание кетонных групп больше, чем в торфяных гуминовых кислотах).
Табл. 3. Результаты определения сорбционной способности гуминовых кислот различного происхождения по отношению к катионам Ре3+, Мп2+, Си2+, Сг3+ и РЬ2+
Время контакта, мин. Сорбционная способность гуминовых кислот (ГК), мг/г (ГК)
3+ Бе Мп2+ Си2+ Сг РЬ2+
гуминовые кислоты, выделенные из буроугольной отвальной породы
0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1 1,17 0,69 1,90 0,76 5,53
15 2,85 0,71 2,26 1,21 7,25
30 3,21 0,73 2,40 1,31 7,55
45 3,48 0,75 2,56 1,33 7,73
60 3,52 0,79 2,55 1,36 7,62
торфяные гуминовые кислоты
0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
1 6,01 1,79 2,23 2,47 8,81
15 6,23 2,01 2,34 2,45 9,04
30 6,34 1,90 2,41 2,40 9,06
45 6,22 1,91 2,32 2,34 9,21
60 6,38 1,92 2,51 2,44 8,91
Табл. 4. Сорбционная емкость гуминовых кислот различного происхождения
Катионы металлов Источник гуминовых кислот
Буроугольная отвальная порода Торф Тульской области
Сорбционная емкость, %
Мп2+ 36,79 69,51
Fe 77,94 77,71
Cu2+ 88,89 95,94
Pb2+ 90,38 96,16
Cr3+ 72,34 97,85
Степень связи металлов с гуминовыми кислотами в опыте соответствует ряду: для гуминовых кислот, выделенных из буроугольной отвальной породы:
Pb2+& gt-Сu2+>-Fe3+>- & amp-3+ ^п2± для гуминовых кислот, выделенных из торфа Тульской области:
что свидетельствует о высокой стабильности металлоорганических комплексов гуминовых кислот с РЬ и Си, об относительно высокой комплексообразующей способности этих металлов, о повышенном сродстве их к реакционным центрам гуминовых кислот.
Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о пригодности использования гуминовых кислот из буроугольной отвальной породы в качестве дешевого сорбента для решения целого ряда экологических проблем в промышленности.
УДК 541. 8: 532. 14
О. А. Михалькова, Е. А. Хрипач, О. Ф. Ленина, А. Н. Новиков, В.А. Василёв
Новомосковский институт Российского химико-технологического университета имени. Д. И. Менделеева, Новомосковск, Россия
Российский химико-технологический университет имени. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
ОБЪЕМНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ПРЕДЕЛЬНЫХ И АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ И ИОНА АММОНИЯ В N-МЕТИЛПИРРОЛИДОНЕ ПРИ 298,15 К
On the base of volumetric properties of solutions the standard partial molal volumes of aliphatic and aromatic hydrocarbons in N-methylpyrrolidone (MP) at 298,15 K were determined. The mean value volume contribution of methylene-group was calculated. On the basis of the additivity principle, volume contribution of
methylene-group and standard partial molal volume of tetrabutylammonium-ion (V°) in MP V-0 of ammoniumion in MP was calculated. A comparison the results of calculation with experimental data shows that values of V0 are different. The causes of difference were discuss on the base of contribution of effects in value V°.
В работе на основании экспериментальных данных об объемных свойствах растворов рассчитаны стандартные парциальные мольные объемы предельных и ароматических углеводородов в N-метилпирролидоне (МП) при 298,15 К. Определено значение объемного вклада метиленовой группы. На основе принципа аддитивности, объемного вклада метиленовой группы и стандартного парциального
мольного объема иона тетрабутиламмония в МП (V0) рассчитана величина Vl иона аммония в МП, которая отличается от экспериментального значения. Причины отклонений обсуждены с позиций вкладов различных эффектов в величину V0 иона аммония в МП.
Разработка методов расчета физико-химических свойств растворов неэлектролитов на основе вкладов отдельных функциональных групп облегчает задачу получения большого количества данных, особенно когда непосредственное измерение затруднено или невозможно. Исследование физико-химических свойств растворов на основе N-метилпирролидона (МП) — перспективного растворителя с хорошей растворяющей

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой