Исследование зон коагуляции с помощью фотоэлектоколориметра

Канифоль получают из живицы (смолистого вещества (терпентин), выделяющегося при ранении деревьев хвойных пород) выпариванием летучих веществ - скипидара. Обычное отношение количества канифоли к количеству скипидара в сырой смоле 3:1. В промышленности получают экстракцией измельчённой древесины органическими растворителями или перегонкой сырого талового масла [8]. В зависимости от метода получения канифоль называют сосновой канифолью, таловой канифолью и т.п..

Канифоль растворима в органических растворителях (спирте, ацетоне, эфире, бензоле, хлороформе), нерастворима в воде. Температура размягчения и плавления зависит от состава (источника) и колеблется в пределах 50—70°C и 100—130°C соответственно. В составе преобладают смоляные кислоты (от 80 до 95 %), имеющие общую формулу C₁₉H₂₉COOH (основной компонент — абиетиновая кислота) [10]

Фотоколориметр — оптический прибор для измерения концентрации веществ в растворах. Действует колориметра основано на свойстве окрашенных растворов поглощать проходящий через них свет тем сильнее, чем выше в них концентрация окрашивающего вещества. В отличие от спектрофотометра, измерения ведутся в луче не монохроматического, а полихроматического узко спектрального света, формируемого светофильтром [3]. Применение различных светофильтров с узкими спектральными диапазонами пропускаемого света позволяет определять по отдельности концентрации разных компонентов одного и того же раствора. В отличие от спектрофотометров, фотоколориметры просты, недороги и при этом обеспечивают точность, достаточную для многих применений. Колориметры разделяются на визуальные и объективные (фотоэлектрические) — фотоколориметры. В визуальных колориметрах свет, проходящий через измеряемый раствор, освещает одну часть поля зрения, в то время как на другую часть падает свет, прошедший через раствор того же вещества, концентрация которого известна [5]. Изменяя толщину l слоя одного из сравниваемых растворов или интенсивность I светового потока, наблюдатель добивается, чтобы цветовые тона двух частей поля зрения были неотличимы на глаз, после чего по известным соотношениям между l, I и с может быть определена концентрация исследуемого раствора. Фотоэлектрические колориметры (фотоколориметры) обеспечивают большую точность измерений, чем визуальные; в качестве приёмников излучения в них используются фотоэлементы (селеновые и вакуумные), фотоэлектронные умножители, фоторезисторы (фотосопротивления) и фотодиоды. Сила фототока приемников определяется интенсивностью падающего на них света и, следовательно, степенью его поглощения в растворе (тем большей, чем выше концентрация). Помимо фотоэлектрического колориметра (фотоколориметра) с непосредственным отсчетом силы тока, распространены компенсационные колориметры, в которых разность сигналов, соответствующих стандартному и измеряемому растворам, сводится к нулю (компенсируется) электрическим или оптическим компенсатором (например, клином фотометрическим); отсчет в этом случае снимается со шкалы компенсатора. Компенсация позволяет свести к минимуму влияние условий измерений (температуры, нестабильности свойств элементов колориметра) на их точность. Показания колориметра не дают сразу значений концентрации исследуемого вещества в растворе — для перехода к ним используют градировочные графики, полученные при измерении растворов с известными концентрациями [6]. Измерения с помощью колориметра отличаются простотой и быстротой проведения. Точность их во многих случаях не уступает точности других, более сложных методов химического анализа. Нижние границы определяемых концентраций в зависимости от метода составляют от 10⁻³ до 10⁻⁸ моль/л.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Методы проведения опыта

Исследование зон коагуляции

 

Для проведения работа в мензурку берут 10 см³ молярного раствора FeCl_3. В 22 чисто вымытые пробирки наливают по 5 см³ золя канифоли. Из мензурки с FeCl₃ отбирают пипеткой 5 см³ раствора и приливают в пробирку с золем, на которой восковым карандашом делается отметка: 22. Полученную смесь хорошо встряхивают. Мензурку с FeCl₃ доливают водой до 10 см³, в результате чего раствор разбавляется вдвое. Половину этого раствора приливают в пробирку с золем, на которой делают отметку: 21. Мензурку снова доливают водой до 10 см³ и т.д. Таким образом получают 22 пробирки с золем канифоли и прибавленным раствором FeCl₃. Пробирки устанавливают в штатив и оставляют в покое на сутки. Через сутки наблюдают происшедшие в пробирках изменения и записывают результаты по следующей схеме, начиная запись с пробирки № 1, т.е. с самой малой концентрации (табл.1).

Для получения правильных результатов необходимо пользоваться чистой посудой.

Для работы приготовляют золь канифоли следующим образом: 1г канифоли растворяют в 25 см³ спирта. Полученный раствор канифоли вливают небольшими порциями в колбу с 600 см³ дистиллированной воды. Канифоль, растворяющаяся в спирте, практически не растворяется в воде. Вследствие чего получается молочно белый опалесцирующий золь канифоли.

При получении грубодисперсных частиц золь отфильтровывают через фильтр.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Результат опытов и их обработка

 

Таблица 1

 

№ пробирок	Концентрация раствора	Результаты наблюдений через 24 ч
1 2 3	1 0.5 0.25	Не коагулировало

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Экспертное  заключение

 

«4» мая 2013 г.

 

«27» апреля 2013 г. на кафедру «Нанотехнология» на экспертное исследование поступили пробы в количестве 3 шт.

На разрешение экспертизы поставлены вопросы:

1. Происходит ли с этими пробами коагуляция?
2. Можно ли использовать их для очистки сточных вод?

 

Производство экспертизы поручено эксперту – студенту группы  ХТ-10-3а  

ИССЛЕДОВАНИЕ

1. Внешний осмотр

На исследование представлены пробы канифоли

Для определения коагуляция канифоля , Шымкент, 2013.

 

2. Синтезирующая часть

Общий результат проведенных  исследований, эксперт констатирует:

Представленные на исследование канифоли

Общее количество пробы  составило 3 шт.

На основании проведенных  исследований эксперт приходит к следующим выводам.

 

 

ВЫВОДЫ

1. Представленные на исследование пробы не являются;
2. Представленных проб нельзя использовать для очистки сточных вод;
3. Общее количество пробы составило 3 штук.

 

 

 

 

 

 

 

Эксперт   Курбанбай А. Е

 

 

 

 

 

 

3.1 Заключение 

 

1. В ходе учебно-исследовательный работе для эксперимента использовали канифоль и хлорид железа.
2. Коагуляция канифоли в хлорид железе не коагулировало.
3. Исследованные пробы не является средством очистки сточных вод.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников:

 

1. Черная Н.В., Эмелло Г.Г., Ламоткин А.И. Влияние основных солей алюминия на кинетику быстрой коагуляции гидродисперсии модифицированной канифоли – Киев: Серия хим. наук. – 2005.
2. Назаренко В.А., Антонович В.П., Невская Е.М. Гидролиз металлов в разбавленных растворах. – М.: Атомиздат, 1979.
3. Черная Н. В., Эмелло Г.Г., Ламоткин А.И. Влияние форм гидроксосоединений алюминия на закономерности процесса электролитной коагуляции канифольной эмульсии ТМВС-2Н – М.: БГТУ. – 2003.
4. Цюрупа Н.Н. Практикум по коллоидной химии. – М.: Высшая школа, 1963.
5. Боровская Л.В., Доценко С.П. Электрокоагуляционный способ очистки сточных вод. – URL: http://econf.rae.ru/pdf/2009/12/38913e1d6a.pdf
6. Климов Е.С., Бойко Е.В. Повышение эффективности и экологичности технологии подготовки питьевой воды путем регенерации коагулянта. – М.: Экология и промышленность, 2004.
7. Глупак А.Н., Дубинова Н.В. Технология очистки воды активированными коагулянтами. – Минск: Коммунальное хозяйство городов, 2002.
8. Стась И.Е., Бессонова А.П. Влияние электромагнитного поля радиочастотного диапазона на физико-химические свойства золей гидроксида железа. – Кемерово: Кемерово, 2007.
9. Стась И.Е. Частотная дисперсия физико-химических свойств дистиллированной воды, подвергшейся электромагнитному воздействию. – М.: Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2010.
10. Стась И.Е., Бессонова А.П. Кинетические закономерности электрохимических процессов в высокочастотном электромагнитном поле – М.: Вестник ТГУ, 2006.
11. Репейкова Л.Ю., Стась И.Е. Изменение электропроводности и рН дистиллированной воды в результате воздействия электромагнитного поля высокой частоты. – Павлодар: Павлодар, 2009.
12. Бугреева Е.В., Евстратова К.И., Купина Н.А. и др. Практикум по физической и коллоидной химии: учебное пособие для вузов. – М.: Высшая школа, 1990.
13. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Высшая школа, 1975.
14. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии // Поверхностные явления и дисперсные системы. – М.: Коллоидная химия, 1988.
15. Бессонова А.П., Стась И.Е. Влияние высокочастотного электромагнитного поля на физико-химические свойства воды и ее спектральные характеристики. – М.: Ползуновский вестник. – 2008.