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
92 KB...
23 03 2026 14:43:23
Статья в формате PDF
257 KB...
22 03 2026 14:11:57
В условиях техногенного загрязнения города Кемерово у березы повислой (Betula pendula Roth), и сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) уменьшается прирост годичных побегов в длину, снижается радиальный прирост. Ухудшаются морфометрические показатели хвои у сосны обыкновенной, что выражается в снижении сухого веса, продолжительности жизни хвои, наличием на ней визуальных признаков повреждений, и, как следствие, наблюдается снижение радиального годичного прироста в большей степени по сравнению с березой повислой. Это указывает на меньшую устойчивость хвойных к воздействию поллютантов по сравнению с лиственными деревьями на уровне целостного организма.
Установлено, что максимальные изменения признаков хаpaктерны для деревьев Заводского, Кировского и Рудничного районов города, что позволяет заключить о их значительном загрязнении.
Выявлена сильная степень отрицательной корреляции между радиальным годичным приростом деревьев и уровнями загрязнения районов, что позволяет заключить о возможности использования этого показателя для индикации загрязнения атмосферного воздуха городской среды.
...
21 03 2026 14:27:17
Статья в формате PDF
117 KB...
19 03 2026 12:13:10
Изменяющиеся условия жизни приводят к изменению поведения и психологии наиболее уязвимых групп населения, к которым относятся пожилые и старые люди. Наиболее значимыми считаются адаптивные защитные реакции, такие как озабоченность, тревожность, депрессия. Работа поддержана и финансируется Министерством образования и науки.
...
16 03 2026 3:28:56
Проведена инвентаризация лихенофлоры Республики Татарстан (РТ). Показана роль особо охраняемых природных территорий в сохранении флористического разнообразия. Дан спектр семейств редких видов во флоре обследованной территории и анализ состава географических элементов. Рассмотрено распределение редких видов по основным типам местообитаний. Даются некоторые сведения о редких и исчезающих лишайниках для включения в Красную книгу РТ.
...
14 03 2026 9:51:18
Статья в формате PDF
133 KB...
13 03 2026 19:43:45
Статья в формате PDF
112 KB...
12 03 2026 8:21:46
Статья в формате PDF
253 KB...
11 03 2026 2:31:34
Статья в формате PDF
275 KB...
10 03 2026 16:56:24
Статья в формате PDF
107 KB...
09 03 2026 4:16:17
Статья в формате PDF
129 KB...
08 03 2026 23:38:28
Статья в формате PDF
98 KB...
07 03 2026 11:13:38
Статья в формате PDF
133 KB...
06 03 2026 5:18:57
Показано, что бытующее до сих пор утверждение, что центростремительные и гироскопические силы работы не совершают, неверно. При движении тела с постоянной скоростью по круговой орбите непрерывно затрачивается работа на изменение направления движения (поворот вектора скорости).
...
05 03 2026 3:58:50
Под наблюдением автора было 298 больных инородными телами желудочнокишечного тpaкта. Обсуждаются вопросы тактики консервативного лечения. В основном тактика консервативная. У поступивших больных спустя 2-3 часа инородные тела удалены эндоскопически 185 (62%), инородные отошли самостоятельно у 88 больных. Однако, 35 (11,7%) больных были оперированы. Поэтому авторами обсуждаются сроки оперативных вмешательств. Сформулирована концепция сроков операций. Больные с перитонитом, кровотечением, непроходимостью, с инородными телами длиной более 13 см оперируются в экстренном порядке, а пациенты с фиксированными инородными телами (диагноз рентгенологически) с клиническими проявлениями (боль, повышение температуры, лейкоцитоз) оперируются в срочном порядке. В несрочном порядке авторы предлагают оперировать больных с фиксированными инородными телами на 5-7 день (диагноз рентгенологически без клинических проявлений). Летальных исходов не было.
...
04 03 2026 22:52:14
Статья в формате PDF
683 KB...
03 03 2026 10:43:59
Статья в формате PDF
106 KB...
02 03 2026 10:27:57
Статья в формате PDF
120 KB...
01 03 2026 22:58:53
Статья в формате PDF
102 KB...
28 02 2026 4:49:27
Статья в формате PDF
114 KB...
27 02 2026 14:39:16
Авторы рассматривают роль и значение в общей системе экологической безопасности окружающей среды и человека с целью повышения эффективности трaнcпортного процесса. Приводятся основные требования, касающиеся надежности и безопасности реконструируемых участков автомагистралей «Дон» и «Кавказ». Раскрываются основные направления установки мощных нейтрализаторов геопатогенных зон (ГПЗ).
...
26 02 2026 15:28:46
Статья в формате PDF
249 KB...
25 02 2026 23:29:23
Статья в формате PDF
262 KB...
24 02 2026 22:23:24
Статья в формате PDF
227 KB...
23 02 2026 4:10:37
После выхода в свет первого издания книги Дарвина “Происхождение видов путем естественного отбора” прошло 150 лет, но полной ясности в некоторых вопросах, которые вызвали затруднения еще у Дарвина, по-прежнему нет. В предлагаемой статье рассматривается, каким образом под давлением окружающей среды большая популяция, эволюционирующая градуально, превращается в малую группу, в соответствии с синтетической теорией эволюции. И каким образом «многообещающий уpoд» “сальтационистов”, порождение этой вымирающей популяции, совершив скачок и обзаведясь потомством, закладывает популяцию нового вида. Рассматриваются также природа «пульсаций» в теории ”пунктационного” равновесия и ряд других вопросов.
...
22 02 2026 12:27:50
Статья в формате PDF
224 KB...
20 02 2026 17:19:51
Статья в формате PDF
107 KB...
17 02 2026 19:15:26
Статья в формате PDF
137 KB...
16 02 2026 7:59:51
Статья в формате PDF
129 KB...
15 02 2026 21:16:46
Статья в формате PDF
206 KB...
14 02 2026 21:57:58
Статья в формате PDF
115 KB...
13 02 2026 21:35:36
Статья в формате PDF
199 KB...
12 02 2026 3:20:28
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 ::
