4. Обработка экспериментальных данных, содержание отчета

1. Рассчитать согласно стехиометрии реакции расход гидрооксида натрия на осаждение ионов меди из раствора сульфата меди.

CuSO₄ + 2 NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

NaOH = 2 * M_CuSO4 * Mr_NaOH / Mr_CuSO4

2. Рассчитать объем раствора щелочи по формуле:

V _NaOH = NaOH / C_NaOH, (9)

где: V _NaOH - объем раствора щелочи

C_NaOH - концентрация раствора щелочи (задается преподавателем или принимается как для насыщенного раствора при данной температуре – 1000-1100 грамм / литр)

3. Рассчитать фактическую степень извлечения меди в осадок по формуле:

Х_факт = М_осадка * [Cu, %]_осадка * Mr_CuSO4 / М_CuSO4 * Ar_Cu (10)

4. Рассчитать концентрацию ионов меди в маточном растворе как корень квадратный из произведения растворимости. ПР _Cu(OH)2 = 2,2*10^-20

5. Рассчитать теоретическую степень извлечения меди, без учета ионной силы раствора, как описано в примере 3.

6. Найти отношение объема фактически прилитого раствора щелочи к стехиометрическому объему.

7. Построить график зависимости фактической степени извлечения меди в осадок от, найденного выше, отношения для различных температур, исходных концентраций сульфата меди и щелочи в осадителе, и различных исходных солей меди – нитрата, хлорида, ацетата и т.д.

8. Используя математический пакет корреляционно-регрессионного анализа построить математическую модель процесса реагентного осаждения ионов меди как зависимость вида Х _CuSO4 = f (V_факт / V_{стехиометр}, С _Н2SO4, температура, C_NaOH)

9. Дополнительно рассчитайте ионную силу раствора, коэффициенты активности Cu²⁺ , ОН^- и ПР с учетом коэффициентов активности по формулам 6, 7, 8 и данным таблицы 1. С учетом изменившегося ПР рассчитать теоретическую степень извлечения меди в осадок. Расчет вести исходя из стехиометрического расхода щелочи на связывание ионов меди.

10. Сделать выводы по проведенной работе и предложить технологические параметры процесса осаждения меди из раствора

Контрольные вопросы:

1. Опишите общую схему процессов осаждения – выщелачивания

2. Объясните природу процессов, сопровождающих явления растворения – осаждения

3. Как описывается скорость процессов растворения – осаждения ?

4. Что такое произведение растворимости (ПР) ? Как выводится формула для расчета ПР ?

5. Как рассчитать концентрацию насыщенного раствора соли, зная произведение растворимости ?

6. Как опытным путем определить ПР ?

7. Как рассчитать теоретическое значение степени извлечения иона в осадок, зная ПР ?

8. Как рассчитать концентрацию насыщенного раствора соли, зная ПР ?

9. Что такое ионная сила раствора ? Закон Льюиса ?

10. Закон Дебая-Хюккеля ?

11. Что такое цементация ?

12. Какие были сделаны выводы по работе и предложены технологические параметры процесса осаждения ?

Лабораторная работа №13 Исследование закономерностей в процессах концентрирования методом ионообменной адсорбции на катионитах и ионообменных смолах