РАСЧЕТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВИЙ УДАЛЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД
Равновесие между гидроксидом состава Me(OH)n(тв.) (n - степень окисления металла) с насыщенным водным раствором описывается уравнением:
Me(OH)n(тв.) Û Men+ + nOH- (1)
Помимо реакции (1) над осадком гидроксида металла протекают процессы образования гидроксокомплексов в соответствии со следующим уравнением:
iMеn+ + jOH- Û Mеi(OH)j (2)
Количественной хаpaктеристикой таких равновесий служат общие константы образования соответствующих комплексов
.
Растворимость гидроксидов с насыщенным водным раствором S равна суммарной концентрации всех гидроксокомплексов металла в растворе, образованных в результате растворения осадка:
(3)
Концентрацию иона металла Men+ можно найти из произведения растворимости ПР = [Men+]·[OH-], а концентрации гидроксокомплексов - из общих констант образования.
Если предположить, что в области минимальной растворимости металл находится в растворе в виде нейтрального гидроксокомплекса Ме(ОН)n0 и соседних комплексов Ме(ОН)n-1 и Mе(OH)n+1, то в соответствии с уравнением (3) растворимость гидроксидов Ме(II) и Me (III) будет определяться выражениями:
SII = [Mе(OH)+] + [Mе(OH)20] + [Mе(OH)3-] (4)
SIII = [Mе(OH)2+] + [Mе(OH)30] + [Mе(OH)4-] (5)
С учетом выражений для произведения растворимости и общих констант образования гидроксокомплексов уравнения (4), (5) принимают форму:
SII = ПР∙b11∙[ОH-]-1 + ПР∙b12 + ПР∙b13∙[ОH-] (6)
SIII = ПР∙b12∙[ОH-]-1 + ПР∙b13 + ПР∙b14 ∙[ОH-] (7)
Известно, что для ионов металлов растворимость как функция рН проходит через минимум. Значение Smin определяется из условия .
Продифференцировав уравнения (6), (7) по рН, получаем
- ПР∙b11∙[ОH-]-2 + ПР∙b13 (8)
- ПР∙b12∙[ОH-]-2 + ПР∙b14 (9)
Очевидно, что уравнение (8) равно нулю при , а уравнение (9) при .
Приблизительный интервал начальных и конечных значений рН, соответствующих Smin можно найти из предположения, что рНнач. соответствует равенству [Ме(ОН)n0] = [Ме(ОН)n-1], а рНкон. - [Ме(ОН)n0]=[Mе(OH)n+1]. Тогда: для
Ме(ОН)2(тв.) (10)
для
Ме(ОН)3(тв.) (11)
Подставляя в уравнения (4), (5) соответствующие [ОН-], получим выражения для минимальной растворимости гидроксидов Ме(ОН)2(тв.) и Ме(ОН)3(тв.):
(12)
(13)
Рассчитанные по уравнениям (12) и (13) значения Smin и значения рН, соответствующие им, для гидроксидов Zn (II), Cu(II), Fe (II), Mn (II), Ni (II), Co (II), Cd(II), Pb (II), Fe (III) и Cr(III) приведены в таблице. Из которой видно, что растворимость гидроксидов изменяется в широких пределах от 5,34·10-5 моль/л для Pb(OH)2 до 3,31·10-10 моль/л для Fe(OH)3. Проанализировав полученные цифры, гидроксиды металлов по растворимости можно расположить в следующий ряд: Pb2+ > Zn2+ > Cr3+ > Co2+ > Cd2+ > Mn2+ > Fe2+ > Ni2+ > Cu2+ > Fe3+.
Таблица 1. Метод расчета минимальной растворимости гидроксидов металлов в водной среде, а также значений рН, при которых растворимость минимальна.
|
Men+ |
Упрощенный метод расчета |
Полный метод расчета |
||||
|
Интервал рН |
pHопт. |
Smin, моль/л |
Интервал рН |
pHопт. |
Smin, моль/л |
|
|
Zn2+ |
7,9 - 11,5 |
9,7 |
1,8·10-6 |
9,5-10,5 |
10 |
1,8·10-6 |
|
Cu2+ |
9,3 - 10,5 |
9,9 |
3,1·10-10 |
~10 |
10 |
3,2·10-10 |
|
Fe2+ |
10,4 - 11,1 |
10,8 |
1,0·10-7 |
10,5-11 |
11 |
1,1·10-7 |
|
Ni2+ |
9,1 - 11,0 |
10,1 |
8,2·10-9 |
10-10,5 |
10 |
8,4·10-9 |
|
Mn2+ |
11,6 - 12,6 |
12,1 |
1,6·10-7 |
~13 |
13 |
1,1·10-6 |
|
Pb2+ |
9,4 - 10,9 |
10,2 |
5,3·10-5 |
10-10,5 |
10 |
6,0·10-5 |
|
Co2+ |
9,2 - 12,7 |
10,9 |
3,3·10-7 |
10-11,5 |
11 |
3,3·10-7 |
|
Cd2+ |
10,3 - 12,9 |
11,6 |
2,2·10-7 |
11-12 |
11,5 |
2,2·10-7 |
|
Fe3+ |
6,3 - 9,6 |
8,0 |
3,3·10-10 |
7-9 |
8 |
3,3·10-10 |
|
Cr3+ |
8,3 - 9,4 |
8,9 |
1,6·10-6 |
8,5-9 |
9 |
1,6·10-6 |
Проанализировав таблицу, можно сделать вывод, что значения минимальной растворимости по упрощенному методу, предложенному в данной работе, и полному методу расчета (с учетом всех гидроксокомплексов) пpaктически совпадают для всех металлов, кроме марганца; интервал рН, при котором растворимость минимальна, рассчитанный по упрощенному методу более широкий, чем интервал, рассчитанный по полному методу. Однако по упрощенному методу можно более точно определить рНопт.
Таким образом, полученные данные позволяют оценить эффективность гидроксидного метода очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, а также усовершенствовать процессы очистки природных и промышленных вод.
Статья в формате PDF
113 KB...
10 10 2026 17:40:58
На здоровье населения особое влияние оказывают экологические, гигиенические, социально-медицинские причины. В работе была реализована специально созданные социологические карты. Результаты социологического исследования показали, что к причинам, сильно влияющим на здоровье мигрантов-репатриантов относятся экологически нeблагоприятные условия окружающей среды. Заболеваемость мигрантов-репатриантов, проживающих в высокой степени опасности экологически наблагоприятных районах достигает от 2227,9 до 3010,9 ‰. Этот показатель указывает на значительное повышение показателей мигрантов, проживающих районах, где экологическая обстановка средняя, низкая и неопасная .Между загрязнением атмосферного воздуха и почвы и патологиями иммунной системы, минерализацией воды и заболеваниями мочепoлoвoй системы, загрязнением атмосферного воздуха и патологиями дыхательных путей есть прямая и в высокой степени связь.
...
08 10 2026 6:52:27
Статья в формате PDF
128 KB...
07 10 2026 22:35:38
Статья в формате PDF
138 KB...
06 10 2026 5:13:10
Статья в формате PDF
109 KB...
05 10 2026 19:54:54
Статья в формате PDF
126 KB...
04 10 2026 21:34:45
Статья в формате PDF
127 KB...
03 10 2026 10:46:20
Статья в формате PDF
259 KB...
02 10 2026 21:17:47
Статья в формате PDF
143 KB...
01 10 2026 10:20:37
Статья в формате PDF
89 KB...
30 09 2026 9:44:12
Статья в формате PDF 112 KB...
29 09 2026 15:34:45
Статья в формате PDF
112 KB...
28 09 2026 11:56:42
Статья в формате PDF
121 KB...
27 09 2026 2:58:58
Статья в формате PDF
130 KB...
26 09 2026 6:15:17
Приводится вывод уравнений для расчета координационного числа в неупорядоченных конденсированных системах: в зернистых материалах, в композитах с твердой монодисперсной фазой, в жидких металлах и при критическом состоянии вещества. В выводах этих уравнений используется основной их топологический параметр – средняя плотность упаковки структурных элементов дискретности. Знание координационного числа элементов дискретности неупорядоченных систем необходимо для определения многих их свойств: физических, механических, реологических и др., совокупность которых вытекает из их топологических состояний: твердого, псевдотвердого, жидкого, псевдожидкого и критического.
...
25 09 2026 5:59:54
Статья в формате PDF
121 KB...
24 09 2026 8:56:53
Статья в формате PDF
184 KB...
23 09 2026 2:50:29
Статья в формате PDF
114 KB...
22 09 2026 10:11:18
Статья в формате PDF
110 KB...
21 09 2026 15:53:11
Статья в формате PDF
117 KB...
20 09 2026 10:42:29
Статья в формате PDF
140 KB...
18 09 2026 2:32:41
Статья в формате PDF
280 KB...
17 09 2026 10:25:38
Статья в формате PDF
115 KB...
16 09 2026 18:20:51
Статья в формате PDF
196 KB...
15 09 2026 18:24:24
Данная статья освещает современное состояние антибактериальной терапии ревматизма,которая представляется возможной, благодаря появлению новых антибактериальных препаратов (АБП).
Затронуты способы борьбы с нарастающей резистентностью микроорганизмов к АБП.
...
14 09 2026 3:13:26
Сравнительные конструкции рассматриваются с позиции гендерного аспекта. Представлены результаты направленного ассоциативного эксперимента, который позволил выявить различия в женском и мужском конструировании, употрeблении и восприятии сравнительных конструкций.
...
13 09 2026 13:27:53
Статья в формате PDF
107 KB...
12 09 2026 2:51:57
Статья в формате PDF
249 KB...
11 09 2026 15:25:22
Изучено становление лимфоидного аппарата и морфология органов пищеварительного тpaкта в зависимости от смены питания при создании экспериментальной модели.
Исследованы 3 группы белых крысят линии «Вистар», из которых 2 группы - экспериментальные, 3-я - контрольная. Крысята получали естественное, смешанное и искусственное вскармливание. Установлены морфо-функциональные изменения в стенке тонкой, толстой кишки, желудка, паренхиме печени, охватывающие 3 стадии процесса адаптации к хаpaктеру питания.
...
10 09 2026 15:20:49
Статья в формате PDF
133 KB...
09 09 2026 23:23:18
Статья в формате PDF
590 KB...
08 09 2026 23:13:19
Статья в формате PDF
105 KB...
07 09 2026 18:54:12
Статья в формате PDF
119 KB...
06 09 2026 8:54:56
В листьях древесных пород и травянистой растительности определены корреляционные зависимости между Mn, Cr, Ni, Cu, Ti, Pb, Zn, Co в условиях геохимического фона и на колчеданных месторождениях.
...
05 09 2026 11:46:24
В статье говорится о видах парадействий в языке и исследованиях невербальных элементов в языкознании.
...
04 09 2026 13:55:50
Надежность кристаллизационных установок можно обеспечивать, учитывая, что при ведении основного процесса протекают побочные процессы (агломерация кристаллов, их дробление, инкрустация, вторичное образование зародышей и др.).
...
03 09 2026 18:10:57
Статья в формате PDF
268 KB...
02 09 2026 12:10:56
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
