Исследование сорбции полимерными сорбентами хромат-,нитрат- и селенит-ионов и их определение в природных и сточных водах

• Автор: Юшкова, Элеонора Юрьевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.,

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Распространение хромат, нитрат и селенитионов в природе и их

ионное состояние в растворах.

1.2. Воздействие хромат, нитрат и селенитионов на живые организмы

1.3. Методы концентрирования в аналитической химии С1О4, ЫОз, БеОз .

1.3.1. Экстракционные методы концентрирования

1.3.2. Соосаждение на неорганических коллекторах.

1.3.3. Сорбция на неорганических сорбентах.

1.3.4. Концентрирование на активных модифицированных углях

1.3.5. Сорбция на синтетических ионитах

1.3.6. Сорбция анионов на пенополиуретанах.
1.3.7. Сорбция на комплексообразующих сорбентах.
1.3.7.1 .Сорбенты, модифицированные комплексообразующими реагентами
1.3.7.2.Сорбенты с комплексообразующими группами, привитыми к неорганической матрице.
1.3.7.3.Сорбенты с комплексообразующими группами, привитыми к органической матрице.
I Выводы к главе
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 сорбентов
2.4.1. Определение статической емкости сорбентов по ОН СЕСон.
2.4.2. Потенциометрическое титрование сорбентов
2.4.3.0пределение констант кислотноосновной ионизации
функциональноаналитических групп сорбентов
2.5. Определение оптимальных условий сорбции хромат, нитрат и селенитионов
2.5.1. Влияние кислотности среды на процесс сорбции
2.5.2. Влияние времени и температуры на процесс сорбции
2.5.3. Определение сорбционной емкости сорбентов по отдельным анионам
2.5.4. Оценка избирательности аналитического действия сорбентов
2.6. Установление количественных корреляционных соотношений
2.7. Установление вероятного химизма процесса сорбции
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ СОРБЕНТОВ
3.1. Физикохимические свойства сорбентов
3.1.1. Сорбционные свойства
3.1.2.Кислотноосновные свойства.
3.2. Химикоаналитические свойства сорбентов и их соединений с
хромат, нитрат и селенитионами
3.2.1. Оптимальная кислотность среды сорбции.
3.2.2. Влияние времени и температуры на степень извлечения анионов.
3.2.3. Сорбционная емкость сорбентов по отдельным анионам
3.2.4. Избирательность действия сорбентов
3.2.5. Десорбция анионов.
3.3. Химизм процесса сорбции анионов.
3.3.1. Изотермы сорбции
3.3.2. ИКспектроскопическое исследование сорбентов и их комплексов
3.3.3. Квантовохимическое исследование сорбентов и их комплексов
3.3.4.0боснование химизма сорбции и вероятной структуры комплексов
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРИРОДЫ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ
4.1. Корреляционная зависимость между кислотноосновными свойствами ФАГ сорбентов и константами Гаммета для заместителя.
4.2. Корреляционная зависимость между кислотноосновными
свойствами ФАГ сорбентов и рН сорбции анионов
4.3. Корреляционная зависимость между кислотноосновными свойствами ФАГ сорбентов и зарядом на атоме азота аминогруппы.
4.4. Влияние электронной природы заместителей на прочность
образуемых ассоциатов
Выводы к главе 4.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ Сг2, ,
В АНАЛИЗЕ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД
5.1. Состав объектов анализа и влияние макрокомпонентов на определение микроколичеств исследуемых анионов.
5.2. Отбор и хранение проб воды
5.3. Разработка новой комбинированной методики индивидуального концентрирования хроматионов сорбентом аминополистирол с последующим спектрофотометрическим определением
5.4. Разработка новой комбинированной методики индивидуального концентрирования нитратионов сорбентом полистиролазо2,3диаминобензол с последующим спектрофотометрическим определением
5.5. Разработка новой комбинированной методики индивидуального концентрирования селенитионов сорбентом полистиролазо2,3диаминобензол с последующим флуориметрическим определением.
5.6. Практическое апробирование новых методик определения хромат,
нитрат и селенитионов в анализе природных и сточных вод
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Все соединения СгУ1 являются довольно сильными окислителями. Равновесие в реакции 2СЮ4 Г о Сг Н подвижно, вследствие чего при добавлении к кислому раствору катионов, образующих нерастворимые хроматы, в осадок выпадают не бихроматы, а хроматы 1. Рис. Н2СЮ4, 2 НСЮ4 3 СЮ. Сг3, Сг6 и условия их взаимного перехода близки к условиям природных вод. Сг легко восстанавливается в присутствии е , растворенных сульфидов и некоторых органических веществ, содержащих БНгруппы. Сг3, напротив, быстро окисляется лишь при большом избытке Мп и медленно кислородом в условиях природных вод. Для круговорота хрома в морской воде предложена модель, изображенная на рис. Рис. Круговорот хрома в морской воде. Концентрации растворенного хрома в незагрязненных водах озер и рек составляет мкгл, а в водах Мирового океана 0,0,5 мкгл. Концентрация хрома в питьевой воде колеблется от 0, до 0,9 мгл 6. В растительных и животных организмах хром встречается в следовых количествах. Избыток хрома в почвах вызывает различные заболевания у растений, а так же задержку их роста 7. Присутствие хрома в почвах до мгкг, обуславливает передвижение его в пищевой цепи почва растение животное человек. Загрязнение окружающей среды ведет к увеличению движущегося по этой цепи хрома. ХромУ1 крайне нестабилен и легко мобилизуется в кислых и щелочных почвах. Установлено, что известкование, применение органических веществ и соединений фосфора существенно снижает токсичность хроматов в загрязненных почвах. При загрязнении почв хромомУ1 подкисление, а затем применение восстанавливающих агентов например, серы используется для восстановления его до хрома III, после чего проводится известкование для осаждения соединений СгШ 5. Нитратионы. Азот основная составная часть нитратионов. Азот является 4 по распространенности элементом Солнечной системы и по распространенности в земной коре. В литосфере среднее содержание азота составляет вес Основная масса азота в силикатах находится в химически связанном состоянии в виде , например, бадцингтонит i 0,. В приповерхностных областях литосферы обнаружены минералы, состоящие из нитратных солей, например, селитра . Нефть содержит 0,2 азота, а каменный уголь от 0,2 до 3 , алмазы до 0,2. В гидросфере среднее содержание азота составляет 1,6 вес Основную часть составляет молекулярный азот, растворенный в воде. Химически связанный азот, которого примерно в раз меньше, представлен нитратной и органической формами. В меньших количествах в воде содержится аммиачный и нитритный азот. Хотя название азота означает не поддерживающий жизни, на самом деле это необходимый для жизнедеятельности элемент. В растительных организмах его содержится в среднем 3 от сухого веса. В белке животных и человека среднее содержание азота составляет . Человек и животные не могут синтезировать 8 аминокислот, поэтому для них основным источником этих аминокислот являются белки растений и микроорганизмов. Между атмосферой, литосферой и биосферой происходит непрерывный обмен, с которым связана смена химических форм азота. Накопленные в почве запасы связанного азота служат источником питания высших растений, откуда связанный азот может поступать и в организмы животных. Растения и животные, отмирая, дают начало органическому азоту, находящемуся в аминокислотах. В процессе аммонификации органических остатков азот органических соединений переходит в аммиачную форму, которая с помощью микроорганизмов переходит в нитритную форму. Другая группа микроорганизмов завершает окисление аммиака до нитрата. Полученный в процессе нитрификации нитрат усваивается растениями, и цикл движения азота в биосфере замыкается. Главными неорганическими соединениями азота в почвах являются нитрат и аммоний. Нитрат является легкоподвижным соединением, не сорбируется минералами почвы и остается в растворенном в воде состоянии. Аммоний легко хемосорбируется глинистыми минералами, хотя это не мешает ему в определенных условиях легко окисляться до нитрата. Нитратная форма служит основным источником азотного питания растительности в силу своей подвижности.