Лабораторная работа № 4. Ионообменная очистка сточных вод от ионов хрома (VI)

Ионообменная очистка сточных вод от ионов хрома (VI)

Хромовая кислота и её соли широко используются в гальванических производствах для нанесения на поверхность металла хромовых покрытий, в кожевенной промышленности и др. При этом образуются высокотоксичные сточные воды, содержащие ионы Cr₂O₇^2- или CrO₄^2-. Для очистки таких вод широко используются ионообменные методы.

Цель работы: определить динамическую ионообменную ёмкость анионита АВ-17 по отношению к ионам Cr₂O₇^2-.

Приборы и оборудование:

1. Ионообменная колонка;

2. Конические колбы;

3. Мерные пипетки;

4. Бюретки.

Реактивы:

1. Ионообменная смола АВ-17 в ОН^— форме;

2. Соль Мора 0,05н раствор;

3. Серная кислота, разбавленная 1:1;

4. Индикатор – раствор ферроина.

Порядок выполнения работы

Опыт 1. Определение ионов Cr₂O₇^2- в модельном растворе

Концентрацию бихромат-ионов в растворе определяют методом объемного титрования, основанном на протекании следующей окислительно-восстановительной реакции:

Cr₂O₇^2- + 6Fe²⁺+ 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 6Fe³⁺ +7H₂O

Для титрования в мерную колбу отбирают пипеткой 10 мл исследуемой воды, добавляют 5 мл раствора серной кислоты и 5 капель индикатора – ферроина. Титруют 0,05н раствором соли Мора до перехода окраски из красно-фиолетовой в зеленую. Концентрацию ионов Cr₂O₇^2- (моль-экв/л) определяют по закону эквивалентов:

С_н⁰ = , (5)

где С_н – нормальность раствора соли Мора (моль-экв/л);

V₁- объем анализируемого раствора (мл);

V₂- объем соли Мора, пошедший на титрование (мл).

Среднее значение концентрации Cr₂O₇^2- вычисляют из трёх параллельных определений.

Опыт 2. Извлечение ионов Cr₂O₇^2- ионов методом ионного обмена

Ионообменную колонку заполняют 3 мл набухшего анионита АВ-17 в ОН^— форме и пропускают через неё 300-500 мл модельной сточной воды, фильтрат отбирают порциями по100 мл. В каждой отобранной пробе определяют концентрацию Cr₂O₇² .Емкость анионита (Е, мг-экв) рассчитывают по формуле:

Е = (С₀ – С_n)·· V·1000 (6)

где: С₀- исходная концентрация Cr₂O₇^2- (г-экв/л);

С_n - концентрация ионов Cr₂O₇^2- в анализируемой пробе (г-экв/л);

V – объем пробы (л);

1000 – коэффициент пересчета г-экв в мг-экв.

Результаты экспериментов заносят в таблицу. По полученным данным строят выходную кривую ионного обмена и определяют ионообменную ёмкость анионита до проскока 0,1 мг хрома (VI) в пересчете на концентрацию ионов Cr₂O₇^2- в фильтрате.

Таблица