Групповое концентрирование меди(II), свинца(II), цинка полимерными хелатообразующими сорбентами в анализе природных и сточных вод

• Автор: Чеброва, Алла Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Распространение ионов СиИ, РЬН и в природе, ионное состояние в растворах и воздействие на живые организмы.

1.2. Методы концентрирования микроэлементов в анализе природных объектов.

1.2.1. Концентрирование методами осаждения и соосаждения на неорганических и органических коллекторах

1.2.2. Сорбция на синтетических ионитах

1.2.3. Концентрирование элементов на пенополиуретанах

1.2.4. Концентрирование на комплексообразующих сорбентах.

1.2.4.1. Сорбенты, модифицированные комплексообразующими группами

1.2.4.2. Сорбенты с комплсксообразующими группами, привитыми к неорганической матрице.

1.2.4.3. Сорбенты с комплексообразующими группами, привитыми к

полимерной органической матрице хелатные сорбенты
Выводы к главе 1.
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОЛИМЕРНЫХ СОРБЕНТОВ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Используемые реактивы и растворы
2.2. Измерительная аппаратура
2.3. Математическая обработка результатов эксперимента.
2.4. Методология изучения физикохимических свойств полимерных сорбентов
2.4.1. Определение оптимальных условий сорбции СиН, РЬП и Ъо
2.4.1.1. Влияние кислотности среды на процесс сорбции
2.4.1.2. Влияние времени и температуры на процесс сорбции
2.4.2. Определение сорбционной емкости сорбентов по исследуемым элементам
2.4.3. Оценка избирательности аналитического действия ПХС
2.4.4. Определение констант устойчивости комплексов элементов с полимерными хелатообразующими сорбентами.
2.4.5. Установление вероятного химизма процесса сорбции
2.4.6. Установление количественных корреляционных закономерностей
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИХ СОРБЕНТОВ
3.1. Физикохимические свойства сорбентов
3.2. Химикоаналитические свойства сорбентов и их комплексов с Си II, РЬ II и гп
3.2.1. Влияние оптимальной кислотности среды на сорбцию элементов
3.2.2. Влияние времени и температуры на степень извлечения элементов.
3.2.3. Сорбционная емкость сорбентов но изучаемым элементам
3.2.4. Десорбция исследуемых элементов.
3.2.5. Устойчивость полихелатов
3.2.6. Избирательность действия ПХС
3.3. Химизм процесса сорбции Си И, РЬ II и
3.3.1. Изотермы сорбции
3.3.2. Определение числа вытесняемых протонов при хелатообразовании элемента с ФАГ сорбента
3.3.3. ИКспектроскопическое исследование сорбентов и их полихелатов
3.3.4. Квантовохимическое исследование сорбентов и их комплексов.
3.3.5. Обоснование химизма сорбции и вероятной структуры хелата.
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРИРОДЫ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ
4.1. Корреляционная зависимость между кислотноосновными свойствами ФАГ сорбентов и рНо хемосорбции элементов
4.2. Корреляционная зависимость между кислотноосновными свойствами ФАГ сорбентов и устойчивостью образуемых комплексов Си И, II и с ПХС.
4.3. Корреляционная зависимость между кислотноосновными свойствами ФАГ сорбентов и зарядом атома кислорода 2гидроксильной группы
4.4.Влияние электронной природы заместителей на прочность образуемых полихелатов.
4.5. Прогнозирование аналитических свойств сорбентов и их полихелатов с
II, II,
Выводы к главе
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВОЙ КОМБИНИРОВАННОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Си II, РЬ И и В АНАЛИЗЕ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД.
5.1. Состав объектов анализа и влияние макрокомпонентов на определение микроколичеств исследуемых элементов
5.2. Разработка новой методики выделения и группового концентрирования Си II, РЬИ и с последующим определением методом инверсионной вольтамперометрии.
5.2.1. Предварительная подготовка пробы к анализу.
5.2.2. Выбор оптимальных условий группового концентрирования и десорбции элюирования II, II и .
5.2.3. Маскирование матричных элементов.
5.2.4.Методика концентрирования Си II, II и сорбентом лолистирол2окси1 азо1 2окси3,,5динитробензол с последующим инверсионно
вольтамнерометрическим определением.
5.3. Практическое апробирование новой методики сорбционноинверсионновольтамперометрического определения II, II и в анализе природных и сточных вод.
Выводы к главе 5
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В прибрежных водах до общего количества меди связано с органическими и неорганическими коллоидами . В речной воде содержится МО Си. Количество меди, связанной с твердыми частицами, может составлять общего ее содержания в речных водах. Медь с речным стоком поступает в океан в следующих формах 1 в растворенной форме с твердыми кристаллическими частицами около 6 в форме, связанной с гидроксидами 4,5 в форме, связанной с органическим веществом 3,5 в виде форм, адсорбированных взвешенными частицами. Приносимая в океан со стоками медь сравнительно быстро переходит в морские илы, поэтому глины и сланцы несколько обогащены медью и содержат 5,7 3 , а морская вода всего 3 7 меди. В водоемах замедленного стока водохранилища, озера роль взвешенной формы в миграции меди резко снижается, и медь обнаруживается, как правило, в растворенном состоянии. Медь в почвах находится в виде различных соединений. Содержание водорастворимой меди составляет менее 1 от ее валового количества общего количества меди в почве содержится в илистой фракции. Основными источниками техногенного поступления меди в природные воды являются сточные воды металлургической и химической промышленности, производства печатных плат, а также шахтные воды. В сточных водах промышленных предприятий медь содержится в количествах 1 мкгл 1гл , и редко находится в виде ионов СиН. Чаще всего медь присутствует в виде СиЫНз в сточных водах фабрик искусственного волокна СиСКз в водах обогатительных фабрик и гальванических цехов, а также в виде меднотартратных комплексов и комплексов с другими органическими лигандами. Многие из этих органических соединений чрезвычайно устойчивы, особенно цианидные и роданидные комплексы, поэтому при определении суммарной концентрации меди в пробе эти комплексы необходимо разрушить в процессе пробоподготовки. Свинец. Среди тяжелых металлов свинец характеризуется наиболее высокой эмиссией в атмосферу. По различным оценкам, она составляет . Главными техногенными источниками поступления свинца в атмосферу являются сжигание нефти и бензина, а также выплавка цветных и черных металлов. На долю первого приходится всего его антропогенного выброса, на долю второго . В атмосферном воздухе свинец существует, главным образом, в виде аэрозолей и мигрирует преимущественно в субмикронных частицах. В среднем содержание свинца в атмосферном воздухе находится на уровне 0,1 0 нгм3 . В атмосферных осадках преобладают водорастворимые формы свинца около . Доля свинца в атмосферных осадках в малоподвижных формах невелика, но взвеси значительно обогащены металлом. Уровень общего содержания свинца в атмосферных осадках обычно колеблется от 1 до мкгл . Средние уровни свинца в атмосферных осадках составляют мкгл для сельских районов, не подверженных урбанизации 0, мкгл для удаленных районов, т. Свинец склонен к комплексообразованию со многими неорганическими и органическими лигандами. Степень его закомлексованности достигает . Более прочные моноядерные комплексы свинец образует с фульвокислотами, являющимися составной частью гумусовых веществ, почв и природных вод. Их устойчивость определяется величиной среды. Так, при 3 фульвокислотный комплекс свинца менее прочен по сравнению с фульвокислотным комплексом цинка. Для свинца характерно двухвалентное состояние с преобладанием основных свойств. Из значительного количества констант гидролиза РЬ II, характеризующих мономерные гидроксокомплексы, можно принять рКГ7,5, рК2г,0, рК3г,5, РК2г 0бщ,5, рК3г Обш,0 . Приведенные значения констант гидролиза следует рассматривать как ориентировочные. С их помощью рассчитана диаграмма распределения гидроксокомплексов в зависимости от рис. Несмотря на амфотерный характер РЬОН2, основные свойства гидроксида свинца II выражены сильнее рК1кислрКзг,5, рК1осрКрК2г4,0. Поведение свинца в водных экосистемах весьма сложно. Наиболее распространенными являются соединения свинца И. Для большинства природных вод концентрация растворенного свинца, представленная гидратированными ионами РЬ2, весьма невелика и, как правило, не превышает мкгл .