Лекція Хімія гідросфери Укладачі: к ф. м н., Кузишин Ольга Василівна к ф. м н., Базюк Лілія Володимирівна
жүктеу/скачать 0.58 Mb.
|
| Сорбційне концентрування проводять на молекулярних та йонообмінних сорбентах у статичних або динамічних умовах. При кон-центруванні в статичних умовах до проби природної води додають певну кількість сорбенту і витримують протягом 20-30 хв при інтенсивному перемішуванні.
Серед молекулярних сорбентів найчастіше використовують силікагель, алюміній оксид або активоване вугілля. Для сорбції катіонів та аніонів застосовують відповідно такі іоніти – катіоніти та аніоніти. При концентруванні мікрокомпонентів на молекулярних сорбентах ізотерма сорбції у більшості випадків є прямолінійною або близькою до неї і описується рівнянням прямої, яка проходить через початок координат: QA = Г·СА, де Г – коефіцієнт Генрі. При достатньому надлишку сорбенту величина Г для даної речовини не залежить від наявності інших речовин, зокрема від присутності мікрокомпонептів природної води. Після практично повної сорбції мікрокомпонентів з великого об’єму води сорбент відокремлюють фільтруванням і обробляють його малим об’ємом розчину відповідного реагенту для десорбції. Ступінь або кратність концентрування дорівнює відношенню об'єму проби води до об’єму розчину, яким проводилась десорбція. При концентруванні за допомогою йонообмінних сорбентів слід враховувати, що стан рівноваги розподілу йонів між розчином і сорбентом залежить не тільки від концентрації йонів, які поглинаються, а також від концентрації протийонів, які переходять у розчин при йонному обміні: - концентрування на катіоніті в Н+-формі zRH + K2+ R2K + zH+ - концентрування на аніоніті в ОН–-формі zROH + A2+ R2A + zOH– З наведених рівнянь йонообмінних реакцій видно, що при використанні катіонітів або аніонітів в Н+ та ОН--формах коефіцієнти розподілу йонів залежать відповідно від рН води, тобто від концентрації протийонів. На значення коефіцієнтів розподілу впливає також концентрація головних йонів, які складають матрицю природної води і які можуть бути конкурентами в реакціях йонного обміну при недостатньому надлишку йоніту. Окрім того, стан рівноваг залежить також від маси йонообмінного сорбенту, який містить певну «концентрацію» протийонів. Тому коефіцієнт розподілу виражається формулою: д е R – ступінь сорбції (вилучення),%; v – об’єм природної води, см3; m – маса йонообмінного сорбенту, г. При визначенні коефіцієнтів розподілу йонів треба вказувати концентрацію протийону. оскільки він впливає на значення Кd. Коефіцієнт розподілу даного йону не залежить від присутності інших йонів (крім протийонів) при умові, якщо ємність взятої маси йонообмінного сорбенту перевищує загальну кількість всіх катіонів чи аніонів, які знаходяться в природній воді. Ємність більшості синтетичних катіонів та аніонів складає приблизно 5-10 ммоль екв/г. У прісних поверхневих водах максимальна сума катіонів або аніонів сольового складу дорівнює приблизно 10-15 ммоль екв/г. Таким чином, для забезпечення 2-3 кратної надлишкової ємності іонітів відносно вмісту головних йонів з метою запобігти їх конкуренції при сорбції мікрокомпонентів до 1 дм3 природної води досить додати 10-15 г йонообмінного сорбенту. При концентруванні мікродомішок йонів з більш солонуватих вод кількість йонообмінного сорбенту слід відповідно збільшити. При невеликих значеннях Кd концентрування доцільно проводити на сорбційних колонках, тобто в динамічних умовах, як при методі екстракційної хроматографії. Після сорбції йонів мікрокомпонентів з великого об’єму природної води їх легко десорбувати промиванням катіоніту концентрованою кислотою або аніоніту розчином лугу. Це забезпечує практично повне вилучення мікрокомпонентів з колонки внаслідок зсуву вліво рівноваг реакцій. Наприклад, на колонці з катіонітом можна сорбувати катіони з 10 дм3 природної води, а потім їх десорбувати промиванням колонки всього 10 мілілітрами хлоридної кислоти, тобто досягти ступеня концентрування 1000. В разі потреби на цій же колонці можна провести і хроматографічне розділення сорбованих йонів. При катіонообмінному концентруванні та розділенні слід враховувати, що в природних водах йони металів значною мірою зв'язані в електронейтральні та аніонні комплекси, які не сорбуються катіонітами. Тому для забезпечення повної сорбції ці комплексні сполуки треба попередньо зруйнувати. жүктеу/скачать 0.58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|