|
Ионный обмен и иониты - Самсонов Г.В.Скачать (прямая ссылка):  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Синтез и химический анализ "метавольфрамата" циркония (МВЦ). Исходными продуктами для синтеза МВЦ служил# цирконий, азотнокислый, основной марки ХЧ и метавольфрамат натрия, полученный по прописи [2]. Синтез МВЦ проводили по тому же методу, что и получение ВЦ [Ч-Соотношение Zr : W в исходных растворах изменяли 1:3, 1:6, 1:8. На 10 г основного азотнокислого циркония брали 30, 60 и 80 г метавольфрамата натрия соответственно. Образцы получены при pH 1.2 в конце осаждения. Анализы образцов МВЦ на содержание циркония и вольфрама в образцах проводили по методу, использованному нами в работе [Ч для анализа ВЦ. Данные анализа представлены в табл. 1. ТАБЛИЦА 1 Результаты химического анализа образцов "метавольфрамата" циркония Соотношение Zr : W в исходных растворах Найдено Zr, "/о в образцах W, % Молярное отношение, Zr : W 1:3 13.80 52.80 1 :1.92 1:6 11.45 57.31 1 :2.46 1:8 10.82 58.75 1 :2.67 Исследование электронообменных и ионообменных свойств МВЦ. Качественные реакции показали способность МВЦ восстанавливаться до синей формы раствором Sn (II). Восстановленный МВЦ окисляется раствором Се (IV), V (V), Fe (III), 3 %-м раствором перекиси водорода. Были определены электроннобменная емкость МВЦ (ЭОЕ), условный окислительно-восстановительный потенциал, исследована кинетика процессов окисления-восстановления на МВЦ. Методы проведения опытов были подробно изложены в работе t1). Результаты определения окисли-тельно- восстановительной способности МВЦ представлены в табл. 2. Проверена воспроизводимость электронообменной емкости МВЦ от цикла к циклу. Для этого было проведено 11 циклов восстановления МВЦ раствором Sn (II) с последующим окислением его Fe (III). После 11 циклов 3 Ионный обмен и иониты 33 ТАБЛИЦА 2 Зависимость ЭОЕ, СОЕ от соотношения Zr:W в образцах МВЦ Молярное отношение Zr : W в образцах э мг-экв. Fe/r ОБ мг-экв. Sn/r сов, мг-экв. Na/r 1 : 1.90 0.15 0.35 1.61 1:2.48 0.26 0.42 1.72 1:2.60 0.28 0.44 1.68 восстановления-окисления ЭОЕ по ионам железа снизилась на ~4%, не потерял МВЦ после 11 циклов восстановления-окисления и своей ионообменной способности. Результаты определения условного окислительно-восстановительного потенциала и исследования кинетики процессов окисления-восстановления на МВЦ представлены на рис. 1 и 2. Определена статическая ионообменная емкость МВЦ в образцах с различным содержанием вольфрама. Полученные результаты приведены в табл. 2. Рис. 1. Кривая потенциометрического титрования Рис. 2. Кинетика окисления вос-воостановленного "метавольфрамата" циркония становленного Sn (II) МВЦ ра-раствором Ce(S04)2. створом Fe (III). Е - потенциал (V); т) - степень окисления (%). Е - потенциал (V); т - время (мин.). Восстановление Fe (III) на МВЦ в динамических условиях. Восстановленная Sn (II) форма МВЦ и отмытая от избытка восстановителя 1 н. НС1 была использована для восстановления железа (III) в динамических условиях. Работа проводилась при следующем режиме колонки: навеска МВЦ - 2 г, диаметр столба МВЦ - 7 мм, высота столба МВЦ - 60 мм, фракция- 0.4 мм, скорость протока - 1.20-1.25 мл/мин. Через колонку пропускали 0.02 н. раствор Fe (III) в 1 н. серной кислоте. Отбирали по 4 мл элюата и оттитровывали Fe (II) перманганатом. Было проведено 3 цикла восстановления МВЦ с последующим его окислением раствором Fe (III). На рис. 3 представлена выходная кривая Fe (II). Вычисление мг-экв. Fe (II) во всем объеме элюата, отнесенное к 1 г МВЦ, дало значение динамической электронообменной емкости МВЦ. Для трех циклов оно составляло: 0.29, 0.28, 0.29 мг-экв. Fe/r. Обсуждение результатов опытов При осаждении циркония метавольфраматом натрия получен продукт, обладающий, так же как и ВЦ, окислительно-восстановительными свойствами. По механическим и химическим свойствам он вполне отвечает 34 требованиям, предъявляемым к обменникам: хорошо гранулируется (размер гранул 0.4-2 мм), устойчив в кислых средах (до 6 н. соляной или азотной кислоты). Применение для осаждения циркония вместо вольфра-мата натрия метавольфрамата позволило повысить содержание вольфрама в электронообменнике от Zr : W=1 : 2 до 1 : 2.5. Это привело к некоторому увеличению и ионообменной и электронообменной емкости (табл. 2). Электронообменная емкость ВЦ по ионам железа 0.19, для МВЦ - 0.28 мг-экв. Fe/r, ионообменная по ионам натрия: для ВЦ 1.61, для МВЦ 1.72 мг-экв./г. Fe Рис. 3. Выходная кривая восстановленного железа (Fe, %) на МВЦ. V - объем элюата (мл). Условный окислительно-восстановительный потенциал МВЦ+0.31 V относительно нормального водородного электрода, т. е. он несколько выше, чем у ВЦ. (+0.22). Восстановленная форма МВЦ синего цвета, а восстановленная форма вц - зеленого цвета. Синие продукты восстановления, как известно [8], характерны для W (V) и зеленые - для W (III) [8]. Кроме того, известно, что до 3-валентного состояния восстанавливаются простые вольфраматы [3]. Синяя форма характерна для изо-гетерополисоединеций [4]. Этот факт, а
Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
