Применение полимерных хелатообразующих сорбентов для концентрирования be и Sr Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

анионитах // Материалы III Международной конференции по теоретической и экспериментальной химии: тез. докл. - Караганда: Изд-во КарГХ 2006. - С. 111-113.

8. Киекпаев М.А., Казакбаева Ю.И., Строева Э.В. Разработка технологии извлечения галогенов из пластовых вод Оренбургского нефте- и газо-конденсатного месторождений // Вестник ОГУ. Спец. выпуск «Наука -технологии - производство - рынок». - Оренбург, 2006. - № 13. - С. 88.

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ Be И Sr

© Мирошниченко О.В.*, Басаргин H.H.4, Аникин В.Ю.*

Курский государственный университет, г. Курск Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН), г. Москва

Изучена возможность применения полимерных хелатообразующих сорбентов для количественного извлечения ионов бериллия и стронция из объектов различного состава. Построены кривые распределения равновесных форм исследуемых сорбентов в зависимости от pH среды. Установлена перспективность использования изучаемой группы сор -бентов для группового и индивидуального концентрирования бериллия и стронция из объектов окружающей среды.

Мониторинг токсичных веществ в окружающей среде, поступающих вследствие техногенной деятельности человека, является важной аналитической задачей. Стронций и бериллий относятся к элементам кумулятивного действия со специфическими токсическими свойствами. Для определения исследуемых ионов в природных и антропогенных объектах необходима стадия предварительного концентрирования, обусловленная присутствием данных ионов в концентрациях ниже предела обнаружения метода и сложностью состава образца. Одним из способов предварительного концентрирования и выделения металлов из объектов различной природы широко используют сорбцию с применением полимерных хелатообразующих сорбентов (ПХС), содержащих различные функционально-аналитические группы (ФАГ). Перспективность использования ПХС обеспечивает высокую селективность и эффективность при количественном концентрировании и выделении определяемых элементов.

* Ассистент кафедры Химии Курского государственного университета.

* Заслуженный деятель науки РФ, профессор, главный научный сотрудник ИГЕМ РАН, доктор химических наук.

" Доцент, кандидат химических наук.

Целью нашей работы является изучение возможности использования для предварительного концентрирования ионов бериллия и стронция новых ПХС.

Исследуемые сорбенты (табл. 1) синтезированы на основе макропористого аминополистирола в Центральной химической лаборатории ИГЕМ РАН [1]. Сорбенты представляют собой гранулы размером 0.25-1 мм желтого и коричневого цвета, обладающие химической стойкостью (нерастворимы в воде, кислотах, щелочах и органических растворителях). Перед проведением экспериментальных исследований все сорбенты были очищены, переведены в Н+-форму и измельчены в агатовой ступке до порошкообразного состояния с величиной частиц 0.74 мм [2].

Таблица 1

Структура исследуемых сорбентов

X

НС

N=14-

-ОН

где X - структурный фрагмент молекулы.

№ п/п Название сорбента X V

1 Полистирол-азо-4-окси-3-бензол-карбоновая кислота - СООН 0,62

2 Полистирол-азо-4-окси-3-бензоларсоновая кислота - ЛвОзН2 0,32

3 Полистирол-азо-4-окси-3-бензол -сульфокислота - ЗОзН 0,24

4 Полистирол-азо-4окси-3 -метилениминодиуксусная кислота - СН^С^СООН^ 0,55

5 Полистирол-азо-4окси-3-иминодиуксусная кислота - М(СН2СООН)2 0,70

6 Полистирол-азо-пирокатехин - ОН 0,48

Примечание: * у -степень вхождения данного фрагмента молекулы в полимерную матрицу, %.

Степень протонирования ФАГ полимерных сорбентов является важным фактором, оказывающим влияние на сорбционные свойства изучаемых ПХС. Доля протонированных ФАГ определяется равновесной концентрацией водородных ионов в растворе [3]. Исследуемые сорбенты проявляют свойства слабых кислот, следовательно, к ним применимы в общем виде расчеты равновесных концентраций различных форм ПХС в зависимости от рН. На рис. 1-6 представлены кривые распределения равновесных форм сорбентов № 1-6 в зависимости от рН среды [4, 5].

Введение в структуру молекулы ПХС различных заместителей изменяет кислотно-основные свойства атома азота азогруппы [6, 7].

Определены оптимальные условия сорбции для исследуемых систем «элемент-сорбент» и аналитические характеристики процессов: интервал

рН (рНопт. в котором достигается максимальная (95-100 %) степень сорбции (Я %); значение рН 50 %-ной сорбции (рН50), оптимальное время (топт) и температура сорбции (/°С), сорбционные емкости сорбентов по отношению к изучаемым элементам (СЕСМе); коэффициенты распределения (В) элементов в системе «раствор-сорбент»).

Рис. 1. Кривые распределения равновесных форм сорбента № 1 в зависимости от рН среды (д = 1), 1 - И2Я2+; 2 - ИЯ+; 3 - Я

Рис. 2. Кривые распределения равновесных форм сорбента № 2 в зависимости от рН среды (д=1). 1 - И3Я3+; 2 - И2Я2+; 3 - ИЯ+; 4 - Я

Рис. 3. Кривые распределения равновесных форм сорбента № 3 в зависимости от рН среды (д=1). 1 - Н2Я2+; 2 - НЯ+; 3 - Я

Рис. 4. Кривые распределения равновесных форм сорбента № 4 в зависимости от рН среды (д=1). 1 - Н3Я3+; 2 - Н2Я2+; 3 - НЯ+; 4 - Я

Рис. 5. Кривые распределения равновесных форм сорбента № 5 в зависимости от рН среды (д=1). 1 - Н3Я3+; 2 - Н2Я2+; 3 - НЯ+; 4 - Я

Рис. 6. Кривые распределения равновесных форм сорбента № 6 в зависимости от рН среды (д=1). 1 - Н2Я2+; 2 - НЯ+; 3 - Я

Экспериментальные данные показываю перспективность разработки гибридных методик, с применением сорбента №2 для группового и индивидуального концентрирования с последующим определением микроколичеств бериллия и стронция в объектах различной природы.

Список литературы:

1. Басаргин H.H., Розовский Ю.Г., Волченкова В.А. Органические реагенты и хелатные сорбенты в анализе минеральных объектов. - М.: Наука, 1980. - 190 с.

2. Басаргин H.H., Голосницкая В.А., Розовский Ю.Г. Корреляции и прогнозирование аналитических свойств органических реагентов и хелат-ных сорбентов. - М.: Наука, 1986. - С.200.

3. Солдадзе K.M., Копылова-Валова В.Д. Комплексообразующие ио-ниты (комплекситы). - М.: Химия, 1980. - 336 с.

4. Аникин В.Ю. Концентрирование хрома и висмута полимерными хелатными сорбентами и их определение в объектах окружающей среды: дисс. ... канд. хим. наук. - Курск: 2000.

5. Салихов В.Д. Химические расчеты на ЭВМ. Программы педагогических институтов / Под ред. С.И. Шапиро. - М.: Минпрос СССР, 1985 -24 с.

6. Нейланд О.Я. Органическая химия. - М.: Высшая школа, 1990. - С. 433.

7. Днепровский A.C. Теоретические основы органической химии: учебник для вузов. - Л.: Химия, 1991 - 560 с.

О НЕКОТОРЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ РАСТВОРИМОСТЬ СОЛЕЙ И ПЕРЕСЫЩЕНИЕ ИХ РАСТВОРОВ

© Мураева O.A.*

Харьковская национальная академия городского хозяйства, Украина, г. Харьков

Предпринята попытка описания поведения солей, образующих кристаллогидраты, в насыщенных и пересыщенных растворах на микроскопическом уровне с помощью чисел гидратации. Полученные закономерности позволяют прогнозировать растворимость таких солей и степень пресыщения их растворов.

Несмотря на безусловные успехи в развитии теории концентрированных растворов, в настоящее время не существует универсальных, доступных методов и параметров, позволяющих количественно прогнозировать растворимость или кристаллизацию электролитов в водных и неводных средах. На практике используются те или иные эмпирические закономерности, имеющие ограниченное применение и в лучшем случае описывающие растворимость в отдельных системах. Поэтому продолжает оста-

* Доцент кафедры Химии, кандидат химических наук.