4.3 Експериментальна частина

4.3.1 Очистка стічних вод методом електролізу. Схема проведення очистки стічних вод методом електролізу наведена на рисунку 4.5.

В електролізер налийте досліджувану стічну воду, занурте вугільні електроди і приєднайте їх до джерела постійного струму. Електроліз протікає при U=6–10 В і І = 1А, t=15–30 хвилин. По закінченні очистки визначають залишкову кількість міді.

Рисунок 4.5 – Схема приладу для електролізу: 1 -джерело постійного струму, 2-виравнювач, 3-електролізер, 4-електроди, 5- досліджувана стічна вода

Електроліз стічних вод, які містять сульфат міді (CuSO₄) протікає за наступною схемою (використовуються інертні електроди - графітові):

CuSO₄  Сu²⁺ + SO₄^2– (4.11)

К ^– 2Cu²⁺ + 4e = 2Cu⁰ (4.12)

А⁺ 2Н₂О = О₂ + 4Н⁺ + 4е (4.13)

4.3.2 Визначення міді. Визначенн міді проводять до і після очистки, для чого використовують йодометричний метод аналізу:

2Сu²⁺ + 4І^– = Сu₂І₂↓ + І₂ (4.14)

Хід аналізу. До проби води (20мл, піпеткою) додають 2 мл H₂SO₄ (1:4), 10 мл КSСN+КІ – мірним циліндром і титрують йод, який виділився, тіосульфатом натрію (Na₂S₂Оз) з добавкою крохмалю (2...5 мл). Останній додають, коли розчин стає кольору соломи. Титрують до нечіткого фіолетового кольору.

Розрахунок

a_Сu=50N·V·Е_Cu, мг/л (4.15)

де Е_Cu = 63,54; N і V - відповідно нормальність і об'єм розчину Na₂S₂O₃, який пішов на титрування.

4.3.3 Визначення ступеня очистки. Ступінь очистки води від міді розраховують за формулою:

η = [(а_х – а_х`)/а_x]·100, % (4.16)

де а_х – вміст іонів міді в воді до очистки, мг/л;

а_х` - вміст іонів міді в воді після очистки, мг/л.

4.4 Висновок: Експериментально встановлена концентрація міді (ІІ) у воді : до очистки Cu²⁺ - … мг/л; після очистки Cu²⁺ - … мг/л (ГДК_в = 1 мг/л). Концентрація забруднювача (не) знаходиться в допустимих межах. Ступінь очистки води : … %.

4.5 Тестові запитання для контролю самостійної роботи

1. В чому полягає очистка стічних вод методом електрокоагуляції?

2. Вкажіть особливості очистки води методом електрофлотації.

3. Для очистки води від яких забруднювачів доцільно застосовувати електрофлотацію?

4. Яким чином проводиться очистка стічних вод методом електролізу?

5. Які матеріали використовують для виготовлення катодів і анодів?

6. Які окисно–відновні процеси протікають на катоді і аноді при електролізі води, забрудненої СuSО₄, NaС1, КNОз, Ns₂S?

7. Яким методом можна визначити кількісний вміст міді у стічній воді?

8. Наведіть приклади енергозберігаючих і матеріалозберігаючих технологічних процесів при електролізі водних розчинів.

9. Наведіть приклади ресурсозберігаючих технологій в процесі електролізу розчину сульфату міді (СuSО₄) з розчинним анодом - чорновою міддю.

10. Наведіть приклади рекуперації, регенерації, хімічних забруднень води, утилізації відходів при застосуванні електрохімічних методів очистки.

Література [8-11, 13-16, 18-20, 35, 46, 48, 49].