ТЕПЛОВІ ЕФЕКТИ ПРИ ІОНООБМІННІЙ СОРБЦІЇ ІОНІВ ДЕЯКИХ МЕТАЛІВ НА КЛИНОПТИЛОЛІТІ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2018.2.75-78Ключові слова:
sorption, Pb(II), Ni(II), Cd(II), Cu(II), clinoptilolite, thermal effectsАнотація
Досліджено сорбцію іонів Плюмбуму, Кадмію, Ніколу, Купруму та теплових ефектів, що супроводжують ці процеси. Теплові ефекти та адсорбцію досліджували у статичних умовах на породі клиноптилоліту родовища Сокирниця (Україна). Теплові ефекти вимірювали калориметричним методом. Клиноптилоліт попередньо переводили у натрієву форму, оброблючи 1М розчином натрію хлориду, протягом 8 годин при температурі 90⁰С.
Для дослідження сорбції використовували розчин нітратів відповідних металів, початкова концентрація розчинів становила 0,1 моль/л. Масове співвідношення між клиноптилолітом і розчином становило 1: 30. Максимальна сорбційна ємність натрієвої форми клиноптилоліту спостерігалася для іонів Плюмбуму.
Теплові ефекти, що супроводжують процес взаємодії розчинів солей металів з клиноптилолітом, приймають значення від 25 (для іонів Купруму) до 70 (для іонів Кадмію) кДж/моль сорбованого іона.
Розраховано теплові ефекти іонного обміну. Розрахунок теплового ефекту іонного обміну проводили на тій підставі, що тепловий ефект взаємодії клиноптилоліту з розчином солі металу є алгебраїчною сумою теплових ефектів: дегідратації адсорбованого іона, гідратації десорбованого іона (в даному випадку іон Na+) та теплового ефекту іонного обміну. У розрахунках вважалося, що адсорбований іон повністю дегідратується, а обмінний іон після іонного обміну проходить повну гідратацію. Розраховані теплові ефекти мають негативне значення для всіх металів (ендотермічний процес). Розраховані теплові ефекти іонного обміну коливаються в межах від -1223 кДж/моль для Ніколу та -647 кДж/моль для Плюмбуму.
Доведено, що теплові ефекти іонного обміну не є визначальними в загальному тепловому ефекті процесу, оскільки значення теплових ефектів іонного обміну набагато нижчі, ніж тепловий ефект гідратації більшості іонів.
Встановлено кореляцію між величиною сорбції та тепловим ефектом іонного обміну. Дана залежність описується з коефіцієнтом кореляції R = 0.7.
Посилання
Vergeychik T.H. Toksikologicheskaya himiya. Moskva: MEDpress-inform, 2009. S. 400 (in. Russ.).
Homonai V.I., Milovych S.S. Medychna khimiia: pidruchnyk. Vinnytsia: Nova knyha, 2016. S. 672 (in Ukr.).
Chelischev N.F., Berenshteyn B.G., Volodin V.F. Tseolityi – novyiy tip mineralnogo syirya. Moskva: Nedra, 1987. S. 176 (in. Russ.).
Tarasevich Yu.I., Polyakov V.E., Penchev V.Zh., Kirov G.N., Minchev H.I., Polyakova I.G., Badeha L.I. Ionoobmennyie svoystva i osobennosti stroeniya klinoptilolitov razlichnyih mesto-rozhdeniy. Himiya i tehnologiya vodyi. 1991, 13(4), 132–140 (in. Russ.).
Milovych S.S., Gomonaj V.I., Dzoba O.M. Doslidzhennia vlastyvostei pryrodnoho ta modyfikovanoho klynoptylolitu. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya «Khimiya». 2010, 23, 69–72 (in Ukr.).
Zaytsev I.D., Aseev G.G. Fiziko-himicheskie svoystva binarnyih i mnogokomponentnyih rastvorov neorganicheskih veschestv. Sprav. izd. Moskva: Himiya, 1988. S. 372 (in. Russ.).
Brek D. Tseolitnyie molekulyarnyie sita. Moskva: Mir, 1976. S. 781 (in. Russ.).
Tarasevich Yu.I., Polyakov V.E., Kryisenko D.A. Ravnovesiya i teplotyi obmena ionnov schelochno - zemelnyih metallov na Na- forme mordenita. Zhurnal fizicheskoy himii. 2010, 84(5), 978–984 (in. Russ.).
