1 Определение общей статической обменной емкости катионитов (и полиамфолитов) по NaOh

Порцию вещества воздушно-сухого ионообменного волокна данного типа (с определенной влажностью) массой около 0,5 г в Н⁺ форме поместить для кондиционирования на 30 мин в коническую колбу с 50 мл 0,1 н НСl, периодически перемешивая, после чего отмыть от кислоты дистиллированной водой с контролем промывных вод по метиловому красному, имеющему рН перехода окраски 4,8–6,0, отжать от избытка воды фильтровальной бумагой, перенести в коническую колбу, содержащую точно 50 мл 0,1 н раствора NaOH, и выдержать при постоянном перемешивании 30 мин. После этого волокно отжать (стеклянной палочкой о стенку колбы), извлечь из колбы, а от раствора бюреткой отобрать точно по 10 мл раствора, вылить в колбу на 100 мл, добавить 40–50 мл дистиллированной воды, 3 капли метилоранжа и оттитровать 0,1 н HCl. Количество кислоты (среднее значение из 3–4 опытов), пошедшей на титрование, показывает, какое количество щелочи содержится в растворе.

СОЕ _NaOH = , (3)

где V_щ – объем щелочи в колбе, мл; f_щ – фактор щелочи (20 мл раствора 0,1 н щелочи оттировывают по метиловому оранжевому 0,1 н раствором HCl); f_щ =

V_к – среднее значение объема кислоты, пошедшей на титрование одной пробы анализируемого раствора, мл; f_к – фактор кислоты равный 1; 5 – кратность вытяжки; g – масса волокна, г; н – нормальность кислоты и щелочи, ω – влажность волокна.

2 Определение статической обменной емкости по нСl анионитов

Порцию воздушно-сухого ионообменного волокна (с определенной влажностью) массой около 0,5 г в ОН‾ форме (поместить для кондиционирования на 30 мин в коническую колбу с 50 мл 0,1 н NaOH, периодически перемешивая, после чего отмыть от щелочи дистиллированной водой с контролем промывных вод по фенолфталеину (в щелочной среде красный, интервал рН перехода окраски 8,2 – 10,0), отжать от избытка воды фильтровальной бумагой и перенести в коническую колбу, содержащую точно 50 мл 0,1 н раствора HCl, и выдержать при периодическом перемешивании 30 мин. После этого порцию волокна отжимают и извлекают из колбы, а от раствора трижды отбирают бюреткой точно по 10 мл раствора, переливают в плоскодонную колбу на 100 мл, добавляют в нее около 50 мл дистиллированной воды и 3 капли смешанного индикатора (80 мг метилового красного смешивают с 160 мг метиленового голубого, растворенных в 100 мл 50 %-го этилового спирта) и титруют 0,1 н раствором NaOH (при рН 5,5 – 6,6 происходит переход окраски от синей к зеленой). Среднее значение одной пробы титрования умножают на 5 и получают значение V. Обменную емкость слабоосновных анионитов вычисляют по формуле

СОЕ = , (4)

где V–объем точно) 0,1 н раствора едкого натра, пошедшего на титрование, мл; G- масса волокна, г, ω – влажность волокна.

3 Методика определения статической емкости волокнистых сорбентов по меди

Порцию воздушно сухого ионообменного волокна массой около 0,5 г погрузить в коническую колбу вместимостью 100 мл, в которую налито точно 50 мл сульфата меди с концентрацией 100 мг/л, и выдержать в течение 30 мин при непрерывном перемешивании. Затем волокно отжать, извлечь из колбы и пипеткой на 10 мл отобрать пробы раствора в коническую колбу. Отобранную пробу исследовать на содержание в ней ионов меди методом комплексометрического титрования. Для этого в раствор добавить несколько капель аммиака, 10 мл 1 М NH₄Cl до рН = 8, на кончике шпателя индикатор мурексид и немного дистиллированной воды, после чего раствор титровать 0,1 н раствором трилона-Б до перехода желто-зеленой окраски в фиолетовую. Титрование закончено, если в течение 5–10 мин раствор не изменяет окраски.

Для определения статической обменной емкости волокна (СОЕ) одновременно ставить холостой опыт для установления количества трилона-Б, пошедшего на титрование 10 мл рабочего раствора.

Расчет проводить по формуле

СОЕ = , ммоль/г, (5)

где N, f – нормальность и фактор раствора трилона-Б;

V_хол– объем трилона-Б, пошедшего на титрование рабочего раствора CuSO₄;

V_раб–объем трилона-Б, пошедшего на титрование пробы после сорбции;

g–масса абсолютно сухого волокна.

Динамическую обменную емкость волокон определять, пропуская рабочий раствор сульфата меди через стеклянную колонку с внутренним диаметром 10 мм, наполненную 2 г волокна с плотностью 0,3 г/см³. Скорость пропускания раствора через колонку регулировать (по времени наполнения раствором цилиндра) в пределах 4–10 м/ч. Анализ получаемых растворов проводить карбаматным методом фотоколориметрического определения ионов меди, образующих окрашенные соединения диэтилдитиокарбамата меди в аммиачной среде. При этом применять 50 %-й раствор сегнетовой соли; раствор аммиака (1:4); раствор крахмала (0,25 %-й); 0,1 %-й раствор диэтидитиокарбамата натрия. Для построения градуировочной кривой готовить стандартный раствор: 0,393 г пятиводного сульфата меди растворить в 1 л дистиллированной воды. 25 мл этого раствора разбавить дистиллированной водой до объема в 250 мл. 1 мл этого раствора содержит 0,01 мг меди. Далее в 7 мерных колб на 100 мл внести порции стандартного раствора. Первая колба–без добавки, холостая проба; 2–7-я – с добавками соответственно 1, 2, 4, 6, 8 и 10 мл.

В каждую колбу добавить по 1 мл раствора сегнетовой соли, 5 мл аммиака, 1 мл крахмала, 5 мл раствора диэтилдитиокарбамата натрия. После этого объем в мерных колбах довести дистиллированной водой до метки и перемешать. Оптическую плотность полученных растворов измерять на микроколориметре МКМФ-1 с синим светофильтром, λ = 425 нм. По полученным значениям оптической плотности построить график зависимости С = f (D).

Концентрацию меди в исследуемых растворах (после пропускания через слой волокнистого ионита в колонке) определять, сопоставляя полученные значения оптической плотности растворов с данными градуировочной кривой.