студент Ефремова Анастасия Николаевна

Юго-Западный государственный университет, Россия

Исследование сорбции ионов Сr³⁺ меловыми сорбентами дер. Дряблово Курской области

В г. Курске и Курской области находится ряд крупных промышленных объектов, ориентированных, прежде всего, на химическое производство. Деятельность этих предприятий наносит существенный ущерб природным водным объектам, так как отходы предприятий сбрасываются именно в сточные воды.

В частности, в г. Железногорске действует объект горнодобывающей промышленности ОАО «Михайловский ГОК». Водные объекты, находящие рядом с этим предприятием, загрязнены ионами трехвалентного хрома, которые попадают в воду из стоков гальванопроизводства. Ионы Cr³⁺ также могут попасть в воду при выщелачивании пород. Исходя из этого, было интересно изучить возможность очистки сточных вод от ионов Cr³⁺.

Наиболее эффективным методом очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов является сорбционный метод. Данный метод особенно перспективен с применением природных минералов местного происхождения. В качестве сорбента был выбрана меловая порода деревни Дряблово Курской области. Сорбцию ионов Cr³⁺ проводили в статических условиях.

Сорбент предварительно высушили и просеяли через сито с размером частиц 0,2 мкм. Масса навески сорбента составила 1 г.

Процент сорбции определяли методом фотометрии (метод калибровочного графика). Для этого навеску хромокалиевых квасцов растворили в одном литре раствора так, чтобы концентрация ионов Cr³⁺ составила 1 г/л. Далее последовательным разбавлением этого раствора получили еще четыре раствора, содержащих 0,5 г, 01 г, 0,05 г и 0,01 г ионов трехвалентного хрома в одном литре раствора.

На первом этапе отбирали по 50 мл каждого раствора ионов Cr³⁺ и окисляли их персульфатом аммония в присутствии нитрата серебра в кислой среде до ионов Cr⁶⁺. Оптические плотности полученных растворов измеряли на фотоэлектроколориметре ЭВ-5400 УФ с максимальным спектром поглощения (λ = 450 нм). На основе полученных данных был построен график зависимости оптической плотности от концентрации раствора.

График 1. Зависимость оптической плотности исходных растворов от их концентрации

Затем определяли сорбционную способность. Для этого к 100 мл раствора с определяемой концентрацией добавляли 1 г сорбента. Перемешивали на магнитной мешалке в течение 30 минут. В фильтрате определяли остаточную оптическую плотность при максимальной длине волны. По калибровочному графику (График 1) определяли остаточную концентрацию ионов хрома. Сорбционную способность для каждого раствора определяли по формуле:

Г = (1)

На основе высчитанных результатов была построена изотерма сорбции.

График 2. Изотерма сорбции ионов Cr³⁺ мелом

Как видно из Графика 2, изотерма представляет собой прямую, которая относится к С-типу по классификации изотерм сорбции [1]. Изотерма типа С характерна для адсорбции на микропористых адсорбентах и соответствует таким условиям, при которых число адсорбционных центров остается постоянным в широкой области концентраций. По мере заполнения одних центров появляются новые, и доступная для адсорбции поверхность увеличивается пропорционально количеству адсорбированного из раствора вещества.

Проанализировав адсорбцию ионов трехвалентного хрома меловой породой деревни Дряблово, можно сделать вывод о том, что данный способ очистки является достаточно эффективным. Более того, используемый в работе природный сорбент является перспективным в практическом и экономическом плане.

Литература:

1. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. // Под ред. Парфита Г., Рочестера К.М.: Мир, 1986. 448 с.