Экспериментальная часть. Адсорбционные процессы, включающие в себя как процессы чисто включающий в себя физические, так и процессы

Адсорбционные процессы, включающие в себя как процессы чисто включающий в себя физические, так и процессы, ведущие к образованию новых химических веществ весьма разнообразны. К ним относятся и процессы ионообменной хроматографии, протекающие между ионитом и растворами электролита.

Благодаря своей универсальность и гибкости эти процессы нашли широкое применение в аналитической химии, пищевой и гидрометаллургической промышленности, в теплоэнергетике, водоподготовке и во многих других областях науки и техники, и в настоящее время вытесняют из производственной практики другие методы сорбции [1-3]. Несмотря на большой ассортимент промышленных ионитов, большинство из них, особенно, поликонденсационного типа отличаются такими низкими показателями, как низкая скорость сорбции, малая устойчивость к термическим, химическим воздействиям и др. Это ограничивает возможности и сферы их применения [4,5].

Нами получен новый монофункциональный сульфокатионит на основе взаимодействия стирола с доступным и дешевым отходом сельскохозяйственной и хлопкоочистительной промышленности.

После сульфирования стирольно-фурфурольного полимера, полученный катионит переводили в Н-форму и определяли его основные физико-химические и сорбционные свойства. Для установления функциональности и степени их диссоциации была снята кривая потенциометрического титрования (рис.1), которую снимали методом отдельных навесок катионита в Н-форме, путем контактирования раствора хлористого натрия и едкого натрия (С_исх=0.1N раствор) по методике [8].

Рис.1. Кривая потенциометрического титрования.

По достижении равновесия через 48 часов определяли рН раствора на рН-метре «рН-340». Из рис.1 видно, что кривая потенциометрического титрования характеризует катионит как монофункциональный диссоциирующий в нейтральной, слабо- и сильнощелочной средах.

Кажущаяся константа диссоциации (рК_н) ионогенных групп катионита, найденная из кривой титрования по методике [8] равна рК_н=1.8–2.2. Значение рК_н кажущейся константы диссоциации также свидетельствует, что полученный катионит относится к группе сильнокислотных ионитов.

Присутствие SO₃H-групп в структуре полученного катионита подтверждают ИК-спектры поглощения сульфированного полимера. Так SO₃H-группы в спектре сульфированного полимера характеризуются полосой поглощения в области 1200 см^-1, что согласуется с литературными данными [9] Исследование сорбционной способности сульфокатионита к ионам кальция, магния, меди, никеля проводили из 0.1N растворов СаСl₂, MgCl₂, CuSO₄ и NiSO₄. Поглощение кальция и магния определяли трилонометрически, меди йодометрически, никеля фотоколориметри-чески [10,11]. Согласно литературным данным, полимеры и ионообменники, полученные на основе производных фурана отличаются повышенной термо-химостойкостью и механической прочностью [5,6]. Основные свойства полученного сульфокатионита представлены в таблице 1.

Как известно во многих регионах нашей республики используемая в быту и на производстве вода имеет высокую жесткость, которая иногда доходит до 12 мг-экв/л вместо получаемого в соответствии с ГОСТ 2874-82 «Питьевая вода» – 2.5–7 мг-экв/л.

Таблица 1

Основные физико-химические показатели полученного сульфокатионита

Из данных таблицы 1 видно, что испытуемый катионит обладает достаточно высокими показателями величины обменной емкости по ионам кальция и магния.

В качестве объекта исследования нами была использована артезианская вода Шурчинского района Сурхандарьинской области, которая имеет жесткость 12.2 мг-экв/л. Катионитов испытывали в Н- и Na-формах.

1 гр. катионита заливали 200 мл исследуемой воды. Через 24 часа воду отделяли от катионита и определяли ее жесткость трилонометрическим методом в присутствии индикатора хромоген черный. При этом жесткость воды в Н-форме составила 4.5 мг-экв/л, а в Na-форме 2.2 мг-экв/л.

Кроме этого нами были проведены исследования по умягчению водопроводной воды имеющий жесткость 2.5 мг-экв/л. После контакта в течение 6 часов водопроводной воды с катионитом жесткость ее соответствовала при использовании катионита в:

Н-форме – 0.8 мг-экв/л;

Na-форме – 0.4 мг-экв/л.

Результаты полученных исследований свидетельствует о перспективности работы с испытуемым сульфокатионитом.