Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Удалить благородные металлы, мешающие определению меди, можно предварительной экстракцией их дитизоном из 1 н. раствора минеральной кислоты. Все благородные металлы, кроме палладия, образуют дитизонаты желто-оранжевого цвета, причем скорость экстракции их намного выше скорости экстракции меди. Исследуемый раствор извлекают небольшими порциями раствора дитизона в четыреххлористом углероде до тех пор, пока органический слой перестанет быстро приобретать желтый оттенок и после продолжительного встряхивания станет фиолетовым.

Для фотометрического определения меди можно использовать одноцветные или двуцветные дитизоновые методы. Вымывание свободного дитизона из экстракта при одноцветном методе следует проводить сильно разбавленным раствором аммиака и встряхивать недолго, чтобы избежать частичного превращения первичного дитизоната Cu(HDz)2 , во вторичный CuDz.

Дитизоновый метод применяют для определения меди в различных материалах, в частности в олове, титане и его сплавах, соединениях урана, биологических материалах.

2.3.2 Дитиокарбаматный метод

При добавлении к раствору (при рН 4 — 11), содержащему небольшое количество ионов меди(П), водного раствора диэтилдитиокарбамата натрия (Na-ДДТК, купраль, карбамат) раствор окрашивается в желто- коричневый цвет вследствие образования коллоидного раствора труднорастворимого комплекса меди. В этом комплексе соотношение Си : ДДТК равно 1:2. Медь соединяется с молекулами реагента посредством двух атомов серы, образуя редко встречающееся внутрикомплексное соединение с четырехчленными циклами. Добавка к раствору защитного коллоида (например, гуммиарабика) делает псевдораствор более устойчивым и позволяет фотометрически определять медь в водной фазе.

В более точном и более чувствительном, чаще используемом экстракционном варианте метода используется растворимость комплекса в органических растворителях, например четыреххлористом углероде, хлороформе, трихлор-этилене, амилацетате, изоамиловом спирте. Экстракция карбамата меди протекает легко, и полученные растворы довольно устойчивы.

Молярный коэффициент погашения раствора комплекса в четыреххлористом углероде при _макс = 436 нм составляет 1,4*10⁴ (удельное поглощение 0,22).

Определению меди при помощи диэтилдитиокарбамата натрия мешают металлы, образующие окрашенные карбаматные комплексы, главным образом Fe, Bi, Mn, Ni, Co, Cr, Mo, U. Эффективным маскирующим веществом, значительно повышающим селективность метода, является комплексон III. В тартратной или цитратной среде при рН 8—9 этот реагент маскирует Fe, Mn, Ni, Со, а также Cd, Pb, Zn и РЗЭ, образующие с диэтилдитиокарбаматом бесцветные комплексы. Среди тех металлов, которые дают окрашенные соединения с карбаматом, не маскируются, кроме меди, только висмут и таллий (Ш). После восстановления таллия до Т1(1) он уже не мешает определению меди. Из экстракта, содержащего карбамат меди и висмута, 5 н. раствором соляной кислоты можно извлечь висмут (встряхивать в течение 30 сек). Цианиды разлагают карбамат меди, а комплекс висмута остается неизмененным.

Определению меди, кроме цианидов, мешают также гипосульфиты, окислители и восстановители, которые могут восстановить Cu(ll) до Cu(I) или окислить диэтилдитиокарбамат натрия.

Определение меди усложняется также в связи с тем, что диэтилдитиокарбамат натрия нерастворим в органических растворителях. Кроме того, этот реагент довольно легко разлагается в кислых растворах на диэтиламин и сероуглерод.

Иногда вместо диэтилдитиокарбамата натрия используют диэтилдитио-карбамат диэтиламмония, который растворяется в хлороформе и устойчив к действию кислот.

Исследуемый раствор, содержащий Си(П), осаждают хлороформным раствором реагента.

Шедивец и Вашак избежали мешающего действия некоторых металлов (например, железа, марганца, цинка) на определение меди путем замены диэтилдитиокарбамата натрия карбаматом свинца. При встряхивании раствора этого реагента в хлороформе с водным раствором, содержащим медь, происходит реакция замещения. Этой реакции могут мешать металлы, комплексы которых более прочны, чем комплекс свинца; к числу таких металлов относятся Hg, Ag, Tl(III) и частично Bi. Креймер и Ломехов исследовали кинетику этой реакции.

Дибензилдитиокарбамат цинка менее селективен, чем диэтилдитиокарбамат свинца, но более устойчив в сильно кислой среде, он растворяется в четыреххлористом углероде и хлороформе. С помощью этого реагента можно экстрагировать медь из 1—2 н. соляной или серной кислоты.

Кроме указанных дитиокарбаматов для фотометрического определения меди рекомендуют также пирролидиндитиокарбамат натрия, пиперазин-бис-(дитиокарбамат) натрия и диэтанолдитиокарбамат калия.

Диэтилдитиокарбамат натрия используют для определения меди в цинке, кадмии, свинце, сурьме, титане и цирконии и других металлах, графите, органических соединениях, нефти, сточных водах, воде, почве и растительных материалах.

Метод с применением диэтилдитиокарбамата свинца используют для определения меди в различных металлах, растворах никеля и кобальта и воде.

Дибензилдитиокарбамат цинка нашел применение при определении меди в органических соединениях, пищевых продуктах, растительных материалах, воде и фосфатах.

2.3.3 Купроиновый, неокупроиновый и батокупроиновый методы

Купроин (2,2'-дихинолил), неокупроин (2,9-диметил-1,10-фенантролин) и батокупроин (2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин) являются производными 2,2'-дипиридила и 1,10-фенантролина. Эти реагенты образуют с медью(1) окрашенные катионные комплексы. Эти реагенты содержат специфическую для меди(1) группировку, которая характеризуется наличием заместителей у атомов углерода, соседних с атомами азота.

Указанные методы специфичны для меди, но обладают сравнительно невысокой чувствительностью, особенно метод с купроином.

Хост и сотр. обстоятельно разработали условия экстракционно-фотометрического определения меди(1) при помощи купроина. Для экстракции комплекса меди из водного раствора пригодны в первую очередь амиловый и н-гексиловый спирты. В исследуемый раствор вносят восстановитель, чаще всего NH2OH-HCI, устанавливают оптимальное значение рН (в области 4—7) и встряхивают раствор с бесцветным раствором купроина в изоамиловом спирте. Поскольку коэффициент распределения высок (выше 103), часто проводят извлечение только одной порцией раствора купроина.

Из других катионов только Ti³⁺ дает с купроином зеленоватую окраску, которая значительно слабее по сравнению с пурпурной окраской медного комплекса. Из анионов, определению меди мешают цианиды, гипосульфиты, оксалаты и комплексон III.

Хакет добавляет к исследуемому раствору купроин в .метанольном растворе, а экстрагирует комплекс хлороформом.

3.Экспериментальная часть

3.1 Пробоотбор

3.1.1 Бурый уголь и минеральный сорбент (горелая порода шахтных выработок)

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).

3.1.2 Сапропель

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.

3.2 Подготовка сорбентов к работе

3.2.1 Бурый уголь

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.

3.2.2 Сапропель

Пробы усреднялись. Сушка сапропеля производилась на воздухе при комнатной температуре. Измельчали сапропель в мельнице.

3.2.3 Выделение гуминовых кислот

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 ⁰С и взвешивали.

3.2.4 Горелая порода шахтных выработок

Навеску породы (5 г) промывали дистиллированной водой, удаляя мелкие частицы флотационным методом.

3.2.5 Горелая порода шахтных выработок, модифицированная 5 % -м раствором NaOH

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.

3.3 Характеристика сорбентов

3.3.1 Элементный анализ

Элементный анализ выполнялся на автоматическом анализаторе (фирмы «Карло Эрба», модель 1100, Италия).

Условия: температура в реакторе сжигания 1100С; наполнитель – Cr₂O₃/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 – AgMnO₄; стандарт – 9-нитроантрацен.

3.3.2 Технически характеристики

3.3.2.1 Методика определения зольности

Предварительно взвешенные тигли прокаливали в муфельной печи при 800 0С в течение 1,5 часов. Затем охлаждали в эксикаторе, взвешивали и снова прокаливали в муфельной печи в течение 30 минут, охлаждали и взвешивали. Далее брали навеску образца (1,5г краснодарского сапропеля и бурого угля), вносили в тигель и помещали в муфельную печь на 1,5 часа при температуре 800 0С, охлаждали и взвешивали. Затем в течение 30 минут снова прокаливали, доводили до постоянной массы и взвешивали.

3.3.2.2 Методика определения влажности

Предварительно взвешенные тигли прокаливали в муфельной печи при 800 0С в течение 1,5 часов. Затем охлаждали в эксикаторе, взвешивали и снова прокаливали в муфельной печи в течение 30 минут, охлаждали и взвешивали. Далее брали навеску образца (1,5г краснодарского сапропеля и бурого угля), вносили в тигель и помещали в сушильный шкаф на 1,5 часа при температуре 110 0С, охлаждали и взвешивали. Затем в течение 30 минут снова прокаливали, доводили до постоянной массы и взвешивали.

3.3 Методика определения содержания меди спектрофотометрически

Фотометрическое определение меди проводили на фотоэлектрокалориметре КФК-3.

Для построения градуировочного графика готовили 14 стандартных растворов, содержащих 0,5, 1,5, 2,5, 3,5, 5,5, 6,5, 8,5, 9,5, 10,5, 12,5, 13,5, 16,5, 17,5, 18,5 мг меди в 25 см³ раствора. Для этого в мерные колбы вместимостью 25 см³ вносили расчетный объем рабочего раствора с концентрацией 1 мг/мл, добавляли в каждую колбу 5 см³ 5% -ного раствора аммиака и доводили объёмы колб до метки дистиллированной водой. Для приготовления раствора сравнения в колбу на 25 см³ приливали 5 см³ 5% - ного раствора аммиака и доводили до метки дистиллированной водой. Все приготовленные стандартные растворы фотометрировали при относительно раствора сравнения. На основании полученных результатов строили градуировочный график в координатах: оптическая плотность от концентрации меди (рис. 1). Для выбора оптимальной длины волны строили спектральную характеристику самого концентрированного стандартного раствора определяя оптическую плотность при разных длинах волн.

Для выбора оптимальной длины волны строили спектральную характеристику самого концентрированного стандартного раствора определяя оптическую плотность при разных длинах волн.

К анализируемому раствору приливали 1 см ³ раствора HNO₃ (1:1), доводили pH до 8-9 растворами натриевой щелочи или серной кислоты, приливали 10 см³ раствора аммиака и доводили объём до 50 см³ дистиллированной водой. Подготовленную пробу фотометрировали относительно раствора сравнения, пользуясь градуировочным графиком, находили содержание меди в анализируемом растворе.

3.4 Определение сорбируемости меди в статических условиях

В коническую колбу помещали навеску (0,5 или 2 г) сорбента и 250 см³ исследуемого раствора. Полученную смесь перемешивали в аппарате для встряхивания 1-2 часа. Через каждые 10 мин отбирали пробы раствора(2 см³) для анализа. Исследуемую пробу вместе с сорбентом центрифугировали до просветления раствора. После чего раствор переносили в колбу на 25 см³ и проводили фотоколориметрический анализ на содержание меди раствора (методика 1.4.). Расчет величин сорбируемости меди проводили по формуле:

(1)

где Г - сорбируемость меди, мгэкв/г

Характеристики

Список файлов курсовой работы