Курсовая работа: Моделирование адсорбции ионов тяжелых металлов на почве при различных значениях pH

Рис. 7 Остаточное количество металла на песке после десорбции

По результатам эксперимента четко видна зависимость способности к адсорбции от типа металла. Из рис. 8 следует, что железо адсорбируется лучше меди, а медь в свою очередь обладает большим адсорбционным сродством, чем цинк. Полученные данные хорошо согласуются со многими литературными источниками.

Рис. 8 Сравнение способности металлов к адсорбции

Также были изучены кислотно-основные характеристики природного образца диоксида кремния.

Проведены исследования по изучению зарядов поверхности различных образцов песка с использованием метода потенциометрического титрования. Песок был обработан растворами, содержащими ионы тяжелых металлов. В качестве рассматриваемых металлов были выбраны: железо(III), цинк(II) и медь(II).

Результаты представлены на рис. 9, на котором видны точки нулевых зарядов, т.е. такие значения pH, при которых заряд поверхности равен нулю (концентрации ионов водорода и гидроксильных ионов одинаковы). По ним можно судить о кислотных или основных свойствах образца.

Для природного образца диоксида кремния, ничем не обработанного, такое значение pH равно четырем. Более кислая природа у песка, обработанного раствором, содержащим ионы железа (pH0 = 1,95). У образцов, обработанных растворами, содержащими ионы цинка и меди, слабо-щелочные и нейтральные свойства (pH0 = 7,48 и pH0 = 6,78 соответственно). Эти данные подтверждают ряд адсорбции ионов тяжелых металлов, полученный в адсорбционных исследованиях.

Рис. 9 Зависимость зарядов поверхности от pH для чистого песка и песка, насыщенного ионами железа, цинка, меди

3.3 Выводы

1. Установлено, что адсорбция ионов тяжелых металлов зависит от концентрации ионов и pH среды и убывает в следующем ряду:

Fe³⁺ > Cu²⁺ > Zn²⁺ .

2. Показано, что центры адсорбции диоксида кремния проявляют кислотно-основные свойства. Поверхность исследуемого диоксида кремния имеет кислотную природу. pH нулевого заряда (pH0) = 4.

3. Величина нулевого заряда диоксида кремния, обработанного растворами, содержащих ионы железа, цинка, меди изменяется следующим образом:

pH0 (Zn²⁺ ) > pH0 (Cu²⁺ ) > pH0 (Fe³⁺ ).

Приложение

Библиография:

1. Березюк В.Г. Изучение сорбционных свойств природных алюмосиликатов. – Екатеринбург.

2. Варшал Г.М. Формы миграции фульвокислоты и металлов в природных водах. – Москва: изд.-во МИР, 1994, -40с.

3. Варшал Г.М., Кощеева И.Я., Сироткина И.С. // Геохимия. 1979. №4. С.598—607.

4. Веницианов Е.В., Лепихин А.П. Физико-химические основы моделирования миграции и трансформации тяжелых металлов в природных водах. – Екатеринбург: изд.-во РосНИИВХ, 2002, -236с.

5. Дривер Дж. Геохимия природных вод. Москва: изд.-во МИР, 1985,-440с.

6. Линник П. Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. – Ленинград, 1986, -272с.