Концентрирование хрома и висмута полимерными хелатными сорбентами и их определение в объектах окружающей среды

• Автор: Аникин, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Ионное состояние хрома и висмута в природных водах и их

биологическое действие на живые организмы

1.2. Сорбционные методы концентрирования микроэлементов при их определении в объектах окружающей среды

1.2.1. Концентрирование на активных углях

1.2.2. Концентрирование методами соосаждения на органических и неорганических коллекторах

1.2.3. Концен фирование на искусственных неорганических сорбентах

1.2.4. Конценфирование на органических сорбентах

1.2.4.1. Концентрирование ионов металлов на модифицированных сорбентах

1.2.4.2. Сорбенты с комплексообразующими группами, привитыми к неорганической матрице
1.2.4.3. Сорбенты с комплексообразующими группами привитыми к органической матрице
1.3. Закономерности комплексообразования ионов металлов с органическими лигандами и полимерными хслатными сорбентами и устойчивость комллексов металлов с орг аническими лигандами Глава 2. Оптимальные условия концентрирования Сг III и В1 III полимерными хелатными сорбентами
2.1. Используемые реактивы, растворы, аппаратура, отбор и хранение проб воды
2.2. Определение оптимальных условий сорбции
2.3. Кислотность среды
2.4. Влияние времени и температуры
2.5. Степень извлечения элементов
2.6. Сорбционная мкость сорбентов по отдельным элемен там
2.7. Исследования физикохимических свойств
2.7.1. Определение статической емкости сорбента по иону натрия
2.7.2. Потенциометрическое титрование сорбентов
2.7.3. Определение констант кислотноосновной ионизации
2.8. Изотермы сорбции
2.9. Десорбция элементов
Глава 3. Физикохимические свойства полимерных хелатных сорбентов и обоснование химизма сорбции элементов
3.1. Определение констант устойчивости комплексов металлов с полимерными хелатными сорбентами
3.2. Оценка избирательности аналитического действия сорбентов
3.3. Обоснование химизма процесса сорбции
3.3.1. Кислотноосновные свойства ФАГ сорбента
3.3.2. Определение числа вытесняемых при сорбции протонов Глава 4. Корреляция кислотноосновных свойств ФАГ сорбентов с параметрами сорбции элементов
4.1. Кислотноосновные свойства функциональноаналитических групп ФАГ сорбентов
4.2. Корреляционные зависимости в ряду изученных сорбентов
4.3. Корреляции между рКИ0Н ФАГ сорбентов и константами устойчивости полихелатов
4.4. Зависимости рНтах комплексообразования от рК ионизации ФАГ сорбентов и констант гидролиза ионов металлов
Глава 5. Разработка и применение новых способов концентрирования и определения хрома и висмута в объектах окружающей среды
5.1. Выбор объектов анализа и влияние макрокомпонентов на определение микропримесей
5.2. Разработка нового способа индивидуального концентрирования и выделения хрома и висмута из объектов окружающей среды
5.2.1. Предварительная подготовка проб объектов анализа воды, почвы, ила
5.2.2. Влияние и маскирование матричных элементов
5.2.3. Способ концентрирования хрома 1 и висмута III нолистиролазосалициловой кислотой с последующим атомноабсорбционным определением
5.3. Практическое апробирование нового способа агомноабсорбционного определения хрома и висмута в объектах окружающей среды
Выводы
Список используемой литературы


Ситуация осложняется тем, что содержание микроэлементов в объектах окружающей среды способно постоянно изменяться, то есть контроль должен быть регулярным. Изменению концентрации элемента в природных объектах способствуют факторы миграции элемента. Факторы различают внутренние и внешние 1. К внутренним факторам относят те свойства химического элемента, которые определяются строением его атома способность давать летучие или растворимые соединения, осаждаться из растворов и расплавов, сорбироваться и т. Такие характеристики, как положение элемента в периодической системе Менделеева, то есть его заряд ядра, радиус иона элемента и его заряд Ферсман именовал геохимическими параметрами элемента. К внешним факторам Ферсман отнс физикохимические параметры обстановки миграции давление, температуру, окислительновосстановительные, кислотнощелочные и другие условия. Американское Агентство по охране окружающей среды считает приоритетным изучение влияния на окружающую среду восьми металлов Ав, Сб, Сг, Си, 1, РЬ, 2. Хром. Это характерный металл метеоритов и земных глубин в каменных метеоритах 0, хрома, в ультраосновных породах 0,. Известно минералов хрома, важнейшие из них хромшпинеллиды хромиты Ре, КСг, А. Основной источник хрома месторождения хромитов. В земной коре преобладает малоподвижный трехвалентный хром Сг3. В гумидных ландшафтах также преобладают малоподвижные соединения Сг3, воды бедны хромом и его водная миграция слабая. В степях и пустынях хром также в основном малоподвижен, но в резкоокислитслыюй щелочной среде возможно его окисление до шестивалентного состояния с образованием легкорастворимых хроматов, солей хромовой кислоты Н2Сг. В реках основная часть хрома мигрирует со взвесями. В морской воде относительно мало хрома. В морских осадках хром распределяется поразному в соединениях различных типов. Гак, например, основная масса хрома присутствует в иле в виде естественных неорганических соединений , от общего количества элемента в иловых отложениях. Биологические объекты содержат в свом составе ещ 6, хрома. В органике антропогенного происхождения хром не обнаружен 3. Очень велика технофильность хрома, то есть огношение его ежегодной добычи к кларку элемента в земной коре. Для сравнения у хрома и у никеля и 6 7 у железа и марганца. Соединения хрома ядовиты, но в гоже время хром важен для некоторых форм жизни, включая человека. Стимулятор и в тоже время при избытке канцероген. Содержится в мышечной ткани , 2,,, в костной ткани 0,, в крови 0,, мгл. Ежедневно человек принимает с пищей 0,1,2 мг хрома. Токсическая доза 0 мг. Доза свыше 3 грамм является летальной 4. ПДК хрома 1П в воде 0, мгл, а ПДК подвижных форм хрома в почве 6 мгкг5. При недостаточном контроле за газовыбросами при промышленном производстве хрома может привести к загрязнению окружающей среды, что грозит человеку появлением лгочных заболеваний. Высокое содержание хрома в почвах отрицательно действует на растения 6. Гидролиз хрома III начинается в слабокислой среде. К2 6,3 рК3 6,8 рК4 9,2. Распределение гидроксокомплексов хрома в зависимости от кислотности среды представлено на рис. Рис. Распределение гидроксокомплексов хрома в зависимости от концентрации ионов водорода. Висмут. Не образует одноядерных аквакатионов. При 7 образует в водном растворе катион ВОН , а при 8
Нетоксичен. Ежедневно с пищей человек принимает от 0,5 до 0, мг висмута 4. ПДК висхмута в воде 0,1 мгл. Значения констант гидролиза висмута, встречающиеся в литературе, существенно расходятся между собой, а третья константа гидролиза многими исследователями не определялась. Нами принт ы для работы, следующие значения рК рК, 1, р0,5 рК2 2, . К3 2, ц0,9 7. Данные значения выбраны нами изза того, что все три константы определены одним методом при почти одних и тех же значениях ионной силы раствора. Распределение гидролизованных форм висму та III представлено на рис. Рис. Распределение гидроксокомплексов висмута в зависимости от концентрации ионов водорода. В1ОНз соединение труднорастворимос. Его молярная
растворимость 1,1.