Динамическое концентрирование ионов Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II) на сильносшитых карбоксильных катионитах и создание тест-систем для анализа питьевых вод
Введение…………………………………………………….…………………………4
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР……………………………………………..11
1.1 Краткая характеристика состава природных вод, состояния ионов Mn2+,
Co2+, Ni2+, Cu2+ в водах и их роли при оценке качества
воды…………………………………………………………………………………..11
1.2 Методы концентрирования микроэлементов при их определении в
природных водах……………………………………………………………………15
1.3 Характеристика карбоксильных катионитов различной структуры и их
физико-химических свойств…………………………………………………….…17
1.4 Избирательность сорбции ионов Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ карбоксильными
катионитами в статических условиях ………………………………………….…21
1.5 Динамика сорбции ионов в неподвижном слое ионита ……………………..27
1.6 Химические тест-системы для анализа природных вод на содержание ионов
Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ ………………………………………….…………………….33
Заключение…………………………………………………………………………..39
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ…………………………………..…41
2.1 Краткое описание карбоксильных катионитов КБ-2Э и Токем-250………..41
2.2 Исходные реактивы……………………………………………………….……42
2.3 Приборы и оборудование……………………………………………………….42
2.4 Методики количественного определения ионов металлов в
растворах…………………………………………………………………………….42
2.5 Методики исследования сорбционных свойств катионитов КБ-2Э и Токем-
250 в равновесных и динамических условиях…………………………………….43
ГЛАВА 3. СОРБЦИОННОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ИОНОВ Mn2+, Co2+, Ni2+,
Cu2+ КАРБОКСИЛЬНЫМИ КАТИОНИТАМИ КБ-2Э И ТОКЕМ-250 В
РАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ…………………………………………………….48
3.1 Физико-химические свойства катионитов КБ-2Э и Токем-250……………..48
3.2 Кислотно-основные свойства катионитов КБ-2Э и Токем-250……………….49
3.3 Избирательность сорбции ионов Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ катионитами КБ-2Э и
Токем-250 из разбавленных растворов…………………………………………….51
3.4 Исследование состояния ионов Mn2+, Со2+, Ni2+, Сu2+ в фазе катионитов КБ-
2Э и Токем-250 методами ЭСДО, ЭПР, ИК-спектроскопии…………………………..57
3.5 Влияние Na+, Ca2+, Mg2+ на избирательность сорбции Со2+, Ni2+ и Сu2+
катионитами КБ-2Э-10, КБ-2Э-16 и Токем-250………………………………….69
ГЛАВА 4. СОРБЦИОННОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ИОНОВ Mn2+, Co2+, Ni2+,
Cu2+ и Nd3+ КАРБОКСИЛЬНЫМИ КАТИОНИТАМИ КБ-2Э И ТОКЕМ-250 В
ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ………………………………………………….78
4.1 Динамика сорбции ионов Co2+, Cu2+ , Mn2+, Ni2+ катионитами Токем-250 и
КБ-2Э………………………………………………………………………………..78
4.2 Влияние Са2+ и Mg2+ на динамику сорбции ионов Co2+ и Cu2+ из
растворов……………………………………………………………………………..87
ГЛАВА 5. СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ Co2+ и Cu2+, Mn2+ и Cu2+ В
ВОДЕ ТЕСТ-ИНДИКАТОРНОЙ ТРУБКОЙ НА ОСНОВЕ
КАРБОКСИЛЬНОГО КАТИОНИТА КБ-2Э……………………………………..89
5.1 Способ определения ионов Co2+ и Cu2+ из одной пробы раствора
индикаторной трубкой с катионитом КБ-2Э……………………………………….93
5.2 Способ определения ионов Mn2+ и Cu2+ из одной пробы раствора тест-
индикаторной трубкой с катионитом КБ-2Э-16…………………………..………99
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………………………….104
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………106
ПРИЛОЖЕНИЕ 1………………………………………………………………….121
ПРИЛОЖЕНИЕ 2………………………………………………………………….122
Актуальность исследования
Соединения Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ являются опасными загрязнителями
природных вод. Предельно допустимая концентрация Mn2+, Co2+, Ni2+ в
питьевой воде составляет 0,1 и Cu2+ – 1 мг/л. Превышение содержания ионов
существенно ухудшает вкус воды и оказывает негативное влияние на организм
человека. Вышесказанное определяет важность экологического мониторинга
водных объектов и оценки качества питьевой воды.
В современных лабораториях при исследовании элементного состава проб
воды используются масс-спектрометрия, атомно-эмиссионный анализ,
аналитическая спектроскопия тлеющего разряда, и др. Эти методы достаточно
точные, но трудоемкие, дорогостоящие и не применимы в полевых условиях.
Число объектов, которые необходимо контролировать, растет с каждым годом,
анализ на современном оборудовании является дорогим. Решением проблемы
массового анализа стало использование простых и недорогих тест-систем для
контроля качества воды во внелабораторных условиях (on-site). Тест-методы
являются основой современной методологии анализа объектов окружающей
среды, о которой неоднократно упоминается в работах Ю.А. Золотова [1, 2, 3].
Разработке тест-методов уделяется большое внимание и, по мнению
экспертов, их оборот должен существенно возрасти. Поэтому создание тест-
средств контроля качества воды является актуальным. Одними из наиболее
востребованных тест-систем для определения тяжелых металлов являются
индикаторные трубки, заполненные сорбентами, в том числе и ионитами КУ-2,
АМФ-2Т, КБ-4П-2, АН-31. Тест-системы на основе сорбентов в основном
предварительно модифицируются дорогостоящими аналитическими
реагентами, что ведет к дополнительным расходам времени и средств. Данные
о визуальном определении двух ионов из одной пробы раствора малочисленны,
так как очень часто дополнительные аналитические реагенты дают окраску
лишь с одним ионом.
Эффективным материалом для создания новых тест-средств определения
ионов Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ могут стать малоизученные сильносшитые
синтетические сорбенты – катиониты марки Токем и КБ-2Э. Сорбенты
обладают высокой селективностью к d-металлам, хорошими кинетическими
свойствами, механической и химической стабильностью, экономичным
процессом регенерации, не окрашены, и имеют устойчивый во времени
аналитический эффект. Для разработки индикаторных трубок, позволяющих
определить более двух ионов из одной пробы воды, необходимо детальное
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!