ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЙОДА В СКОРЛУПЕ ОРЕХА МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 100-550°C Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 6. №7. 2020

https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/56

УДК 662 https://doi.org/10.33619/2414-2948/56/26

AGRIS Q70

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЙОДА В СКОРЛУПЕ ОРЕХА МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 100-550°C

©Токторбаева Г. П., Ошский государственный университет, г. Ош, Кыргызстан,

[email protected] ©Ташполотов Ы., SPIN-код: 2425-6716, д-р физ.-мат. наук, Ошский государственный университет, г. Ош, Кыргызстан, [email protected]

DETERMINATION OF THE CONTENT OF IODINE IN A NUT CORNER BY PYROLYSIS IN THE TEMPERATURE RANGE 100-550°C

©Toktorbaeva G., Osh State University, Osh, Kyrgyzstan, [email protected] ©Tashpolotov Y., SPIN-code: 2425-6716, Dr. habil., Osh State University, Osh, Kyrgyzstan, [email protected]

Аннотация. В статье изложены результаты научных исследований по переработке ореховой скорлупы методом пиролиза. Изучен процесс пиролиза скорлупы грецких орехов в интервале температур 100-550 °C с образованием древесного угля без доступа воздуха. Неорганическая составляющая в скорлупе составляет порядка 25%, в тоже время органическая часть — 75%. Установлено, что выход древесного угля из скорлупы грецких орехов составляет при 550 °C 31,3% веса, а концентрация йода — 0,105 мкг/дм3.

Abstract. The article presents the results of scientific research on the processing of nutshells by the pyrolysis method. The process of pyrolysis of walnut shells in the temperature range of 100550 °C with the formation of charcoal without air was studied. The inorganic component in the shell is about 25%, while the organic part is 75%. It was found that the yield of charcoal from the walnut shell is 31.3% by weight at 550 °C, and the iodine concentration is 0.105 p,g/dm3.

Ключевые слова: скорлупа грецкого ореха, древесный уголь, йод.

Keywords: walnut shell, charcoal, iodine.

Введение

В работе представлены результаты научных исследований по переработке ореховой скорлупы методом пиролиза. Установлено, что в интервале температур от 250°C до 550°C выход древесного угля из скорлупы грецких орехов составляет при 550°C 31,3% веса [1].

Как известно, при переработке грецкого ореха на ядро или высококачественное масло в качестве отхода образуется скорлупа грецкого ореха, составляющая в среднем 51-59% от веса самого ореха, в процессе пиролиза можно получить ценные и полезные продукты, например йод [2].

Иод широко распространен в природе. В незначительных количествах он находятся повсюду в морской воде, земной коре в растительном и животном организмах. Соединение йода содержится в некоторых сточных водах химической и фармацевтической промышленности. В природе йод содержится преимущественно в виде иодидов и он относится к важнейшим биогенным элементам, необходимой для нормального

Тип лицензии СС: Attribution 4.0 International (СС BY 4.0)

Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 6. №7. 2020

https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/56

функционирования организма человека, в то же время повышенная концентрация йода представляют определенную опасность для здоровья человека [1; 2].

Измерение концентрации йода основано на окисление йодидов до йодатов в кислой среде в бромированой воде путем восстановления последних до свободного йода согласно формул:

J+3Br2+3H2O^JO3+6H++6Br KClO3+5KJ+H2SO4=3J2+3K2SO4+3H2O J+2Na2S2O4= Na2S4O6+2 Na J

Количественное определение йода проводятся иодометрическим титрованием.

Экспериментальная часть Химический состав ореховой скорлупы исследовали с помощью спектроскопического и фотометрического методов, полученные результаты представлены в Таблице.

Таблица.

ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВ ОРЕХОВОЙ СКОРЛУПЫ

Наименование соединение металлов в, %

О

(N

Z

О

и

о

ад

О

й N

О

й PQ

О

Рч

о Й C

S

О

Й

О

2 S

С

ад <

Co

Z

Зола ореховой косточки

m <N

<N О

О

(N

in m о

in <N О

C0

о"

- £ g

о a 0

О (J ^

C0

сТ

c, сТ

На основании экспериментальных исследований методом пиролиза ореховой скорлупы установлено, что неорганическая составляющая в скорлупе составляет порядка 25%, в тоже время органическая часть — 75%. Неорганическая часть скорлупы содержит 23,8% оксид кремния.

Для определения содержания йода в ореховой скорлупе, сначала отобранные пробы просушили в сушильном шкафу до постоянного их веса [3; 4; 5; 6]. Для эксперимента отобрали 100 грамм исследуемого образца. Измельчали их в шековой дробильке и пропускали полученный порошок через сито с размером ячейки 0,076 мм.

Далее исследуемый образец с определенной дисперсностью загружали в химический стакан емкостью 250 см3, в который добавили 150 мл 95%-ного этилового спирта. Полученную спиртовую суспензию перемешивали электромензильной установке в течении 45 мин. После этого в исследуемые пробы добавляли 1000см3 дистлированной воды и потом раствор фильтровали через бумажный фильтр.

Пробы с более низким содержанием йодидов предварительно концентрировали методом выпаривания. После этого пробы помешали в термостойкий стакан с водой, прибавляли 10 капель 1%-ного раствора фенольфталейна. После этого далее в раствор ввели 10 см3 спирта, тщательно перемешивали и добавили 2-3 капли концентрированного раствора K2SOз. Сухой остаток в чашке должен быть бесцветным, в противном случае нужно повторяют весь процесс.

Тип лицензии СС: Attribution 4.0 International (СС BY 4.0)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 6. №7. 2020

https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/56

Раствор К2СО3 доводили до ярко красного окрашивания не изчезающего при перемешивании. После этого раствор помешали в форфорувую чашку и выпаривали в водяной бане до сухого остатка, просушили в сушильном шкафу и далее прокаливали в электропечи при температуре до 4500С до объема 300-400 см3. Прокаливание продолжали до полного обучливания (термического ожога) органического вещества. Проколенный остаток увлажняли водой и растирали со стеклянной палочкой до однородной массы.

Для перевода иодида калия с йодами для выделения свободного йода осуществляли последовательно следующие процессы: бесцветный остаток растворяли в 1,5 см3 дистиллированной воды, фильтровали через воронку конической колбы емкостью около 25 см3.

Объем исследуемого раствора должен составлять около 4 см3. К фильтрату добавили 2 капли раствора метилового оранжевого и также вводили 2 см3 5%-го раствора H2SO4. Затем порциями по 20-25 капли приливают бромированную воду до окрашивания раствора в желтый цвет. Для восстановления брома в смесь добавили 2-3 капли муравьиной кислоты, взбалтывали, содержимое брома испытывали по запаху через 2 минуты.

На бледно-розовый раствор прибавляли несколько крупинки йодистого калия, 2 капли 1%-го раствора крахмали и спустя через 5 минут исследуемый раствор титровали 0,001Н раствором тиосульфата до слабо-розового окрашивания.

Вычисление результатов измерений.

Концентрации йода в воде (мкг/дм3) определяли по формуле:

С=1/6* V*T*дмкг/дм3.

где: V-объем 0,001 Н раствора тиосульфата натрия, см3;

Т-титр 0,001 Н раствора йодата, выраженный мкг равный 127:

1/6-количество йода из КСЮ3 при титровании (уравнение реакции во введении данной статьи); g — объем исследуемой пробы, дм3 для пробы объемом 1 дм3 концентрация йода вычисляют по формуле:

С=У*21,15 мкг/дм3

Подставляя все данные окончательно получим:

С=0,005*21,15=0,105 мкг/дм3

Таким образом, концентрация йода в ореховой скорлупе составляет 0,105 мкг/дм3.

Выводы

1. Основной температурный интервал термического разложения скорлупы грецкого ореха южного региона Кыргызстана в атмосфере воздуха составляет в среднем в интервале температуры 100-350°С. Изучение процессов пиролиза скорлупы грецких орехов в интервале температур 100-550°С показало, что активное формирование структуры происходит при температурах от 300 до 400°С. Выход древесного угля при 550°С составляет 31,4%.

2. Максимальная температура скорости разложения скорлупы грецкого ореха находится в интервале температуры от 3540С до 4820С в атмосфере воздуха.

3. Зольность получаемого древесного угля из скорлупы грецкого ореха с повышением температуры пиролиза возрастает от 0,53% в исходной скорлупе при 100°С до 1,92% при температуре пиролиза 550°С.

4. Концентрация йода в ореховой скорлупе составляет 0,105 мкг/дм3.

Тип лицензии СС: Attribution 4.0 International (СС BY 4.0)

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 6. №7. 2020

https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/56

Список литературы:

1. Токторбаева Г. П., Ташполотов Ы. Процессы пиролиза скорлупы Juglans regia L. в интервале температур 250-550°С с получением древесного угля // Бюллетень науки и практики. 2019. Т. 5. №7. С. 135-140. https://doi.org/10.33619/2414-2948/44/17

2. Оболенская А. В., Ельницкая З. П., Леонович А. А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. М.: Экология, 1991. 320 с.

3. Определение концентрации химических в воде централизованных систем питьевого водоснабжения. Сборник методических указаний. МУС 4.1.737-99-4.1757-99.

4. Унифицированный методы исследования качество вод. методы химического анализы вод-Ч.1-М; 1977- С424.

5. ГОСТ 8.513-96. ГСИ. «Методики выполнения измерении».

6. Методические указания МУК 4.1.1090-92 «Определение йода в воде».

References:

1. Toktorbaeva, G., & Tashpolotov, Y. (2019). Pyrolysis Processes of the Shell of the Juglans regia L. in the Temperature Range of 250-550°С to Produce Charcoal. Bulletin of Science and Practice, 5(7), 135-140. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/44/17

2. Obolenskaya, A. V., El'nitskaya, Z. P., & Leonovich, A. A. (1991). Laboratornye raboty po khimii drevesiny i tsellyulozy. Moscow.

3. Opredelenie kontsentratsii khimicheskikh v vode tsentralizovannykh sistem pit'evogo vodosnabzheniya. Sbornik metodicheskikh ukazanii. MUS 4.1.737-99-4.1757-99.

4. Unifitsirovannyi metody issledovaniya kachestvo vod. metody khimicheskogo analizy vod-Ch.1-M; 1977- S424.

5. GOST 8.513-96. GSI. "Metodiki vypolneniya izmerenii".

6. Metodicheskie ukazaniya MUK 4.1.1090-92 "Opredelenie ioda v vode".

Работа поступила Принята к публикации

в редакцию 29.05.2020 г. 07.06.2020 г.

Ссылка для цитирования:

Токторбаева Г. П., Ташполотов Ы. Определение содержания йода в скорлупе ореха методом пиролиза в интервале температур 100-550°C // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. №7. С. 247-250. https://doi.org/10.33619/2414-2948/56/26

Cite as (APA):

Toktorbaeva, G., & Tashpolotov, Y. (2020). Determination of the Content of Iodine in a Nut Corner by Pyrolysis in the Temperature Range 100-550°C. Bulletin of Science and Practice, 6(7), 247-250. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/56/26

Тип лицензии CC: Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)