2.3 Бөлініп алынатын комплекстің құрамын анықтау
Кадмийдің бөлініп алынатын комплексінің құрамын анықтау үшін тепе-теңдіктің қозғалу әдісі қолданылды.
Тепе-теңдіктің қозғалу әдісінің (көлбеу бұрыш тангенсінің әдісі) негізінде кадмийдің таралу коэффициентінің (18) басқа параметрлердің тұрақтылығы кезіндегі экстрагенттің концентратынан тәуелділігі жатыр.
(17)
мұндағы
– тепе-теңдіктің концентрациялық
тұрақты шамасы, S – экстрагенттің
тепе-теңдік концентрациясы.
Бұл әдісті тек араластырылған ерітінділерден экстракциялау кезінде ғана және компоненттердің белсенділік коэффициенттерін бірге тең және тұрақты деп қабылдаған кезде қолдануға болады, яғни компоненттердің белсенділіктері олардың концентрацияларына тең. Зерттелетін жүйедегі экстрагенттердің концентрациясы бөлініп алынатын металлдың концентрациясынан едәуір жоғары болуы керек, онда экстрагенттің бастапқы концентрациясы оның тепе-теңдік концентрациясына тең болатындығын қабылдауға болады [79].
Кадмийдің НБЭА-2-нің керосин мен 25 % октанол ерітіндісіндегі экстракциясы зерттелінді, концентрация 0,05-тен 0,5 моль/л-ге дейінгі диапазонда болды. Бастапқы ерітіндінің құрамында рНconst.- 8,30 кезінде 0,96 г/л кадмий болды. Алынған нәтижелер 7-ші кестеде және 20-шы суретте lg DCd-ның lg Cтепе-теңдік.-тен тәуелділігі келтірілген.
7-кесте – Экстрагент концентрациясының кадмийдің бөлініп алынуына әсері
СНБЭА-2 моль/л |
ХCd, моль/л |
YCd, моль/л |
DCd |
lоgDCd |
lоgСтепе-теңдік |
0,05 |
0,0085 |
0,0001 |
0,012 |
-1,92 |
-1,3 |
0,1 |
0,0084 |
0,0002 |
0,024 |
-1,62 |
-1 |
0,28 |
0,0081 |
0,0005 |
0,062 |
-1,2 |
-0,55 |
0,39 |
0,0059 |
0,0027 |
0,46 |
-0,34 |
-0,41 |
0,5 |
0,0048 |
0,0038 |
0,79 |
-0,1 |
-0,3 |
Келтірілген нәтижелерден экстрагенттің концентрациясы өскен сайын кадмийдің таралу коэффициенті жоғарылайтындығы көрініп тұр. lg DCd = f (lg Cтепе-теңдік.) тәуелділігінің еңкіш бұрыш тангенсі екі мәніне (tga=1,76) жақын болды, яғни металл-реагент қатынасы бөлініп алынатын комплексте 1:2-ге тең.
Кадмийдің азотқұрамды экстрагенттермен экстракциясы бойынша алынған нәтижелерге және әдеби мәліметтерге сүйене отырып келесі шешім ұсынылды: төмендегі теңдік бойынша хелат түзілу арқасында НБЭА-2 экстрагенті кадмийді бөліп алады:
2RH + Сd(OH)+ → R2Cd + H2O + H+ (18)
20-сурет
– Кадмийдің таралу коэффициентінің
НБЭА-2 концентрациясынан билогарифмикалық
тәуелділігі
2.4 Кадмийдің реэкстракция процесін зерттеу
Реэкстракция экстракцияның ажыратылмайтын бөлімі болып табылады. Сондықтан біз кадмий реэкстракциясын күкірт қышқылымен жүргізуді зерттедік. H2SO4 концентрацисын 0,5-тен 2 М-ге дейінгі диапазонда өзгертіп отырдық. Кадмий реэкстракциясын құрамында 1 г/л металл бар органикалық фазада жүргіздік. Алынған нәтижелер 8-ші кесте мен 21-ші суретте көрсетілген.
8-кесте – Күкірт қышқылы концентрациясының кадмий реэкстракциясына әсері
№ |
СH2SO4, M |
YCd, г/л |
XCd, г/л |
ECd, % |
1 |
0,5 |
0,05 |
0,95 |
95 |
2 |
1 |
0,03 |
0,97 |
97 |
3 |
1,5 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
4 |
2 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
21-сурет – H2SO4 концентрациясының кадмий реэкстракциясына әсері
Алынған нәтижелерден күкірт қышқылының концентрациясы өскен сайын кадмийдің органикалық фазадан бөлініп шығу дәрежесі жоғарылайтындығы және күкірт қышқылының концентрациясы 1,5 М H2SO4 болған кезде металлдың реэкстракциясы толығымен орындалатындығы көрініп тұр.
Кадмий экстракциясы кезінде тепе-теңдік шартын анықтау үшін фазалар көлемдерінің әрекеттесу уақытының кадмий реэкстракциясына әсері зерттелінді. Алынған нәтижелер 9-шы кесте мен 22-ші суретте көрсетілген.
9-кесте – Кадмий экстракциясына сулы және органикалық фазалардың әрекеттесу уақытының әсері
№ |
τ, мин |
YCd, г/л |
XCd, г/л |
ECd, % |
1 |
5 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
2 |
10 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
3 |
15 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
4 |
30 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
5 |
60 |
0,005 |
0,995 |
99,5 |
22-сурет – Кадмий реэкстракцисына фазалардың әрекеттесу уақытының әсері
Алынған нәтижелерден реэкстракция сатысында тепе-теңдік тез орнайтыны көрініп тұр, фазаларды тек 5 минут ішінде араластыруды жүргізу жеткілікті.