Электродиализ растворов комплексонатов катионов кальция и магния

• Автор: Фам Тхи Ле На
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы по электромембранным методам

разделения

1.1. Разделение смесей водных растворов электролитов

электродиализом с ионообменными мембранами

1.2. Генерация водородных и гидроксильных ионов

межфазными границами и ее влияние на процессы разделения смесей веществ при электродиализе

1.3. Мембранные методы разделения смесей веществ,

использующие комплексообразование.

ГЛАВА 2. Материалы, аппаратура и методы работы
2.1. Ионообменные мембраны и их свойства
2.2. Электродиализатор с чередующимися
катионообменными и анионообменными мембранами, методика проведения электродиализа
2.3. Методы компонентного анализа растворов.
2.3.1. Определение концентрации ионов натрия и кальция
методом пламенной фотометрии
2.3.2. Определение катионов щелочноземельных металлов
комплексометрическим титрованием
2.3.3. Фотометрическое определение катионов меди 2.
2.4. Определение чисел переноса анионов в растворе методом
Гитторфа.
2.5. Метод измерения электропроводности растворов.
2.6. Контактноразностный метод измерения
электропроводности ионообменных мембран
2.7. Метод инфракрасной спектроскопии.
2.8. Метод квантовохимического расчета структуры
вещества.
2.9. Статистическая обработка результатов эксперимента
ГЛАВА 3. Транспорт комплексонатов металлов через
анионообмеиную мембрану
3.1. Кинетические свойства ЭДТА в растворах и
анионообменной мембране МА
3.1.1. Электропроводность и числа переноса анионов ЭДТА в
водных растворах.
3.1.2. Перенос анионов ЭДТА через анионообменную
мембрану.
3.2. Транспорт комплексонатов кальция через
анионообмеиную мембрану при электродиализе.
3.2.1. Квантово химический расчет структуры комплексоната
кальция
3.2.2. Эквивалентные электропроводности комплексоната
кальция
3.2.3. Электродиализ раствора комплексоната кальция.
3.3. Барьерный эффект и сопряженный транспорт при
электромиграции комплексонатов через анионообменную мембрану.
3.4. Энерг ии активации электропроводности анионообменной мембраны при электромиграции динатриевой соли ЭДТА
и комплексоната.
3.5. Электродиализ тетрааммина меди
3.5.1. Структура катиона тетрааммина меди 2.
3.5.2. Перенос комплексов тетраамминмеди 2 через катионообменную мембрану
ГЛАВА 4. Разделение однозарядных и многозарядных ионов электродиализом с ионообменными мембранами
4.1. Концентрационное поле диффузионного пограничного
слоя при периодическом электродиализе.
4.2. Разделение катионов натрия и кальция электродиализом.
4.3. Разделение кальция и магния электромиграцией через анионообменную мембрану.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Полученные данные использованы для расчета коэффициентов диффузии анионов ЭДТА и концентрационной зависимости их эквивалентной электропроводности. Методом инфракрасной спектроскопии, впервые доказано превращение при интенсивных токовых режимах электродиализа триметиламина в фиксированном ионе анионообменной мембраны в ионогенную группу, содержащую диметиламин, и метанол. Впервые проведены измерения электропроводности ионообменных мембран в растворах ЭДТА и ее комплексов с кальцием, по которым рассчитаны эквивалентные электропроводности комплексонатов и ЭДТА в мембранах и их числа переноса. Измерены концентрационные и температурные зависимости эквивалентных электропроводностей ионов ЭДТА в мембране, позволившие сделать вывод о лимитировании элементарного транспортного акта образованием и разрывом водородных связей. Практическая значимость работы. Полученные в работе результаты и выявленные закономерности могут быть использованы для проведения процесса концентрирования комплексонатов щелочноземельных металлов из сточных вод. Разработанный метод электромембранного разделения катионов щелочных и щелочноземельных металлов может быть эффективно применен в систематическом ходе анализа катионов, заменив реагентный метод осаждения и растворения катионов второй группы, а также для предварительного разделения катионов щелочных и щелочноземельных металлов в ионной хроматографии в связи с трудностью выбора элюента для их одновременного определения. Электродиализ комплексоната щелочноземельного металла в интенсивном токовом режиме приводит к барьерному эффекту, заключающемуся в снижении потоков ионов комплексоната через анионообменную мембрану при взаимодействии их с водородными ионами, генерированными на межфазной границе мембраны и раствора. Сопряженная электромиграция анионов этилендиаминтетрауксусной кислоты через анионообменную мембрану с гидроксильными ионами, образующимися при необратимой диссоциации молекул воды на межфазной поверхности мембраны и раствора, увеличивает поток комплексоната через мембрану. Высокая эффективность разделения катионов щелочных и щелочноземельных металлов достигается в условиях нестационарного электродиализа при периодической смене раствора в аппарате. Апробация работы. Физикохимические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах, ФАГРАН Воронеже, и на Съезде аналитиков России Аналитическая химия новые методы и возможности Москве, . Публикации. По теме диссертации опубликовано работ 6 статей в журналах рекомендованных ВАК РФ и 4 тезисов докладов Международных и Всероссийских конференций. Объм и структура работы. Диссертационная работа изложена на 0 страницах машинописного текста и состоит из введения и четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы из 6 наименований, содержит 9 таблиц и рисунков. Ом. ГЛАВА 1. Электродиализ как основной метод электромембранного разделения смесей растворенных веществ был предложен в г. Аппарат имел угольные электроды, в качестве мембран применяли пергаментную бумагу, корпус был изготовлен из древесины, а ток поступал от динамомашины. Ранняя история развития электродиализа изложена в работе 2. Ключевым моментом в ней было установление избирательности естественных мембран, подобных яблочным шкуркам, а также модифицированных мембран, таких как мембраны из коллодия нитроклетчатка, к катионам. Адсорбцией белков мембранами из коллодия были получены анион селективные мембраны. В г. К. Майер и В. Штраус предложили чередование катион селективных и анион селективных мембран из коллодия в многосекционном электродиализаторе 3. Эта идея лежит в основе функционирования большинства современных электродиализаторов. В г. Так возник современный электродиализ с чередующимися катионообменными и анионообменными мембранами. За год до этого В. Хейман и ОДоннелл 5 установили существенные различия электрических подвижностей ионов в гранулированных катионообменниках, что внушило мысль о возможности эффективного разделения ионов электродиализом с ионообменными мембранами. Дьюи Д. Р. и Джиллиланд Е. Р. подали в г.