Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Експериментальна частина. Катіони металів, що стоять в ряду за воднем розряджаються найбільш легко (Е=+0,34(Сu2+/Cu)+1,68 B (Au+/Au)):




В Ме

Катіони металів, що стоять в ряду за воднем розряджаються найбільш легко (Е=+0,34(Сu2+/Cu)...+1,68 B (Au+/Au)):

 

Cu2++2 e =Cu (4.10)

 

Катодні осади відповідних металів (утилізується 80-85% загальної кількості металів, що містяться у стічних водах).

Пристрої, в яких відбуваються електрохімічні процеси мають загальну назву – електролізери.

Природа матеріалу електродів електролізерів, а в багатьох випадках і підготовка їх, мають велике значення щодо напрямку та ходу реакцій при очищенні води від забруднювачів. При виборі електродного матеріалу необхідно дотримуватись таких умов:

1) забезпечення стійкості електродів в процесі обробки та їх тривалої експлуатації;

2)продукти руйнування електродів не повинні бути токсичними;

3)забезпечення високої електропровідності та механічної міцності;

4)доступність та невелика вартість матеріалу.

Аноди виготовлюють із матеріалів, які стійкі у водних розчинах при потенціалах виділення кисню. У кислих розчинах ці потенціали більш +1,23В, а у лужних більш +0,4В. В цій області потенціалів стійкі метали платинової групи, графіт, а також оксиди деяких металів. Метали платинової групи не використовують, так як вони дорого коштують.

Задовільняють переліченим вимогам деякі модифікації графіту. Недолік графітових електродів – повільне руйнування внаслідок поступового окиснення графітової поверхні до діоксиду та монооксиду вуглецю. Швидкість руйнування аноду визначається поруватістю графіту. Для усунення негативного впливу пор, аноди насичують різними матеріалами, які зменшують змочуваність поверхні, та перешкоджають попаданню електроліту в пори.

Вибір анодного матеріалу із вищих оксидів металів досить обмежений, так як більшість цих сполук при нормальних температурах є діелектриками чи напівпровідниками з широкою забороненою зоною. Велику електропровідність та достатню хімічну стійкість електродів у лужних середовищах забезпечують оксиди таких металів як мідь, нікель, кобальт, залізо. Так, у процесах очищення води часто використовують магнетит FеО·Fе2O3. Електроди отримують відливкою із шихти, яка являє собою природний магнетит. Найбільшу механічну міцність мас литий магнетит, який вміщує невеликий надлишок вільного оксиду заліза Fе2O3.

Застосовують для очистки води і інші оксидні аноди. Основою для таких електродів є титан, на поверхню якого наносять шар оксидів рутенію чи кобальту, товщиною в декілька мікрометрів. Основна перевага цих електродів полягає в тому, що вони практично не руйнуються, а після зносу можуть бути регенеровані

До катодних матеріалів пред'являються менш жорсткі вимоги у відношенні їх корозійної стійкості, чим до анодних матеріалів. Вибір катодного матеріалу залежить від призначення та умов проведення очистки; основним показником є величина перенапруги при виділенні водню – hН2. При рН 0, ік=1 А/см2, h складає:

 

Матеріал електроду Pt (плати-нована) Pt Ni Fe Zn Hg Pb Cu C
h, В   0,07 0,60 0,77 1,30 1,42 1,56 0,807 1,20

За величиною перенапруги, електродні матеріали поділяють на три групи: із низькою (Рt, Nі та ін.), середньою (Fе, Сu) та високою (графіт, Zn,, Нg, Pb) перенапругою. Для процесів очистки води, в яких катодна реакція забезпечує видалення забруднювачів (вилучення металів, переведення речовини в менш токсичну сполуку та ін), доцільно використовувати електроди з високою перенапругою водню, що дозволяє полегшити протікання як анодної, так і катодної реакції.

 

4.3.1 Очистка стічних вод методом електролізу. Схема проведення очистки стічних вод методом електролізу наведена на рисунку 4.5.


В електролізер налийте досліджувану стічну воду, занурте вугільні електроди і приєднайте їх до джерела постійного струму. Електроліз протікає при U=6–10 В і І = 1А, t=15–30 хвилин. По закінченні очистки визначають залишкову кількість міді.

Електроліз стічних вод, які містять сульфат міді (CuSO4) протікає за наступною схемою (використовуються інертні електроди - графітові):

 

CuSO4 ® Сu2+ + SO42– (4.11)

К2Cu2+ + 4 e = 2Cu0 (4.12)

А+2О = О2 + 4Н+ + 4 е (4.13)

4.3.2 Визначення міді. Визначенн міді проводять до і після очистки, для чого використовують йодометричний метод аналізу:

2Сu2+ + 4І = Сu2І2↓ + І2 (4.14)

Хід аналізу. До проби води (20мл, піпеткою) додають 2 мл H2SO4 (1:4), 10 мл КSСN+КІ – мірним циліндром і титрують йод, який виділився, тіосульфатом натрію (Na2S2Оз) з добавкою крохмалю (2...5 мл). Останній додають, коли розчин стає кольору соломи. Титрують до нечіткого фіолетового кольору.

Розрахунок

 

aСu=50N·V·ЕCu, мг/л (4.15)

 

де ЕCu = 63,54; N і V - відповідно нормальність і об'єм розчину Na2S2O3, який пішов на титрування.

 

4.3.3 Визначення ступеня очистки. Ступінь очистки води від міді розраховують за формулою:

η = [(ах – ах`)/аx]·100, % (4.16)

де ах – вміст іонів міді в воді до очистки, мг/л;

ах` - вміст іонів міді в воді після очистки, мг/л.

 

4.4 Висновок: Експериментально встановлена концентрація міді (ІІ) у воді: до очистки Cu2+ - … мг/л; після очистки Cu2+ - … мг/л (ГДКв = 1 мг/л). Концентрація забруднювача (не) знаходиться в допустимих межах. Ступінь очистки води: … %.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-26; Просмотров: 400; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.018 сек.