六价铬与二苯碳酰二肼的反应方程式
试剂与CrO42-的反应机理至今还不完全清楚,有人认为是二苯碳酰二肼由CrO42-氧化为二苯缩氨基脲,后者再与Cr3+形成络合物。所形成的络合物阳离子与Cl-结合成离子对,可为戊醇萃取。Cu2+、Fe2+、Hg+、Hg2+、Se4+和TcO4-与试剂反应的原理类似于CrO42-的反应,即氧化还原和络合反应。
所以目前对定论上不清楚,无从谈起反应方程式。
郭敦荣回答:
六价铬还原为三价铬。
如在对试样中含铁量分析测定中常用容量分析的氧化还原重铬酸钾测定法,其方法要点是:试样经熔融(或半熔)、酸化溶解,铁的成分以三价铁(三氯化铁)的形式溶于酸性溶液中,用氯化亚锡将Fe3+还原为Fe²+,过量的氯化亚锡用氯化高汞氧化(现在多用金属铝代替氯化亚锡作还原剂,不用氯化高汞了,而利于环境),然后在硫酸—磷酸介质中以二苯胺磺酸钠作指示剂用重铬酸钾标准溶液滴定Fe²+,由浅绿色到稳定紫色为终点,化学反应方程式是:
6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl=6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O
铁与重铬酸钾的数量(摩尔数)比为:n1:n2=6:1,
n1——铁的摩尔数;n2——重铬酸钾的摩尔数。
铁与重铬酸钾的质量(克数)比为:m1:m2=6*55.847:294.19=1.139
55.847——铁的原子量;294.19——重铬酸钾的分子量。
重铬酸钾标准溶液的摩尔浓度M,1M=1mol/L,测定铁时的常用浓度以0.03M
为宜。
重铬酸钾标准溶液对铁的滴定度:T——TFe/ K2Cr2O7,
TFe/ K2Cr2O7——1ml重铬酸钾标准溶液相当于Fe的克数,
TFe/ K2Cr2O7=1.139*294.19*M/1000(g/ml),
或TFe/ K2Cr2O7=6*55.847*M/1000(g/ml),
式中1/1000,1L=1000ml,1ml=1L/1000,1ml/L=1/1000。
当M=0.03(mol/L)时,
TFe/ K2Cr2O7=1.139*294.19*M/1000(g/ml)=0.01005(g/ml),
或TFe/ K2Cr2O7= 6*55.847*M/1000(g/ml)=0.01005(g/ml)。
如某铁矿经制备的试样干燥后精确称取0.3克,用上述重铬酸钾标准溶液滴定,消耗重铬酸钾标准溶液Vml,
则该铁矿含铁量为:TV/G×100%,G——试样克数,
若V=15ml,
该铁矿含铁量为:TV/G×100%=0.01005×15/0.3×100%=50.25%。
一、有机物类废水
以中学化学实验室现有的条件,较简便的金属回收方法是将金属离子以氢氧化物的形式沉淀分离。各种金属离子的排放形式:铬(重铬酸钾,硫酸铬);汞(氯化汞,氯化亚汞);铅(EDTA合铅(II));铜(EDTA合铜,硫酸铜),等等。其中,氯化汞和硫酸铬属于共同排放。总的来说,沉淀回收法的原理较为简单,可操作性也很强,对污染的消除效果相当不错。
酸或碱:对于含酸或碱类物质的废液,如浓度较大时,可利用废酸或废碱相互中和,再用pH试纸检验,若废液的pH值在5.8—8.6之间,如此废液中不含其它有害物质,则可加水稀释至含盐浓度在5% 以下排出。
铬:含铬废液中加入还原剂,如硫酸亚铁、亚硫酸钠、铁屑,在酸性条件下将六价铬还原成三价铬,然后加入碱,如氢氧化钠、氢氧化钙碳酸钠等,使三价格形成Or(OH),沉淀,清液可排放。沉淀干燥后可用焙烧法处理,使其与煤渣一起焙烧,处理后可填埋。
汞:废液中汞的最高容许排放浓度为0.05mg/L(以Hg计)。可以采用硫化物共沉淀法:先将含汞盐的废液的pH值调至8—1O,然后加入过量的Na2S,使其生成Hgs沉淀。再加入FeSO(共沉淀剂),与过量的S:一生成FeS沉淀,将悬浮在水中难以沉淀的HgS微粒吸附共沉淀.然后静置、分离,再经离心、过滤滤液的含汞量可降至0.05mg/L以下。
氰化物:少量的含氰废液可加入NaOH调至pH=10以上。再加入几克高锰酸钾使CN一氧化分解。量大的含氰废液碱液氯化法处理,先用碱调至pH=10以上,再加人次氯酸钠或漂白粉,使CN一氧化成氰酸盐,并进一步分解为CO 和N 。放置24小时排放。或加入氢氧化钠使呈硷性后再倒入硫酸亚铁溶液中(按质量计算:1份硫酸亚铁对1份氢氧化钠),生成无毒的亚铁氢化钠再排人下水管道。含氰化物物质,也不得乱倒或与酸混合,生成挥发性氰化氢气体有剧毒。
砷:在含砷废液中加入FeCI~,使Fe/As达到5O,然后用消石灰将废液的pH值控制在8一lO。利用新生氢氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去废液中的砷。放置一夜,分离沉淀,达标后,排放废液。
镉:在含镉的废液中投加石灰,调节pH值至10.5以上,充分搅拌后放置,使镉离子变为难溶的Cd(OH):沉淀.分离沉淀,将滤液中和至pH值约为7,然后排放。
铅:在废液中加入消石灰,调节至pH值大于11,使废液中的铅生成Pb(OH) 沉淀.然后加入 (s0 ),(凝聚剂),将pH值降至7—8,则Pb(OH):与^J(OH),共沉淀,分离沉淀,达标后,排放废液。
重金属离子:最有效和最经济的方法是加碱或加Na2S把重金属离子变成难溶性的氢氧化物或硫化物而沉积下来,从而过滤分离,少量残渣可埋于地下。混合废液:互不作用的废液可用铁粉处理。调节废液PH3— 4,加入铁粉,搅拌半小时,用碱调节PH 9左右,搅拌1O分钟。加入高分子混凝剂(聚合氯化铝和聚合氧化铁)沉淀,清液可排放,沉淀物作为废渣处理。废酸碱可中和处理。
二、有机物类废水
对有机酸或元机酸的酯类,以及一部份有机磷化合物等容易发生水解的物质,可加入氢氧化钠或氢氧化钙,在室温或加热下进行水解。水解后,若废液无毒害时,把它中和、稀释后,即可排放。如果含有有害物质时,用吸附等适当的方法加以处理。如废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。对其可燃性物质,用焚烧法处理。对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。
三氯甲烷:将三氯甲烷废液一次用水、浓硫酸(三氯甲烷量的十分之一)、纯水、盐酸羟胺溶液(O.5% AR)洗涤。用重蒸馏水洗涤两次,将洗好的三氯甲烷用污水氯化钙脱水,放置几天,过滤,蒸馏。蒸馏速度为每秒l~2滴,收集沸程为6o一62摄氏度的馏出液(标框下),保存于棕色试剂瓶中(不可用橡胶塞)。CC14:反应式:Na2SO3+I2+H2O=Na2SO‘+2HI具体操作:在碘一CC1 溶液中加入Na2SO3,直至把I2转化为I一离子(检查:用淀粉试纸或淀粉溶液检查是否还存在有I2,然后转移到分液漏斗,加少量蒸馏水,振荡,分液(用AgN03,检查水样溶液是否有I2,若有黄色或白色沉淀,再用水洗涤ccl,溶液)。
酚:酚的处理主要有吸附法、萃取法、液膜分离法、扭捏及蒸馏气提法、生物法等,但对于实验室来说,以上的方法都不实用。低浓度含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉,使酚氧化水和二氧化碳。高浓度可使用丁酸乙脂萃取,在用少量氢氧化钠溶液反复萃取。调解PH后,进行重蒸馏,提纯后使用。或利用二氧化氯(C10:,强氧化消毒剂)水溶液进行苯酚废水处理,不仅方便、安全,操作也十分简单,直接将其按一定量加入废水中,搅拌均匀,维持一定的处理时间,即可达到良好的处理效果,不存在二次污染。
一、水样保存的基本要求
1.减缓生物作用
2.减缓化合物或者络合物的水解及氧化还原作用
3.减少组分的挥发和吸附
二、一般的保存措施
1.冷藏或冷冻 样品在 4℃冷藏或将水样迅速冷冻,贮存于暗处,可以抑制生物活动,减缓物理挥发作 用和化学反应速度。 冷藏是短期内保存样品的一种较好方法, 对测定基本无影响。但需要注意冷藏 保存也不能超过规定的保存期限,冷藏温度必须控制在 4?C 左右。温度太低(例如≤0℃),因 水样结冰体积膨胀,使玻璃容器破裂,或样品瓶盖被顶开失去密封,样品受沾污。温度太高 则达不到冷藏目的。
2.加入化学保存剂 (
1)控制溶液 pH 值:测定金属离子的水样常用硝酸酸化至 pHl~2,既可以防止重金属 的水解沉淀, 又可以防止金属在器壁表面上的吸附, 同时在 pHl~2 的酸性介质中还能抑制生 物的活动。用此法保存,大多数金属可稳定数周或数月。测定氰化物的水样需加氢氧化钠调 至 pHl2。测定六价铬的水样应加氢氧化钠调至 pH8,因在酸性介质中,六价铬的氧化电位 高,易被还原。保存总铬的水样,则应加硝酸或硫酸至 pHl~2。
(2)加入抑制剂:为了抑制生物作用,可在样品中加入抑制剂。如在测氨氮、硝酸盐 氮和 COD 的水样中,加氯化汞或加入三氯甲烷、甲苯作防护剂以抑制生物对亚硝酸盐、硝 酸盐、铵盐的氧化还原作用。考试&大&在测酚水样中用磷酸调溶液的 pH 值,加入硫酸铜 以控制苯酚分解菌的活动。
(3)加入氧化剂:水样中痕量汞易被还原,引起汞的挥发性损失,加入硝酸-重铬酸钾 溶液可使汞维持在高氧化态,汞的稳定性大为改善。 (
4)加入还原剂:测定硫化物的水样,加入抗坏血酸对保存有利。含余氯水样,能氧 化氰离子,可使酚类、烃类、苯系物氯化生成相应的衍生物,为此在采样时加入适量的硫代 硫酸钠予以还原,除去余氯干扰。 样品保存剂如酸、 碱或其它试剂在采样前应进行空白试验, 其纯度和等级必须达到分析 的要求。
l.传统的处理方法
1.1物理方法
(1)吸附法。吸附法是采用吸附材料处理苯胺废水的方法具有可回收利用苯胺、吸附剂可重复利用等特点。陶红等以天然岩石矿物为原料经过较简单的工艺过程合成的13X沸石分子筛用于吸附水中苯胺的实验研究结果表明13X分子筛处理含苯胺废水不仅吸附效果好而且再生能力强为实际处理含苯胺废水提供了可行性依据。
(2)萃取法。萃取法是采用与水互不相溶但能溶解污染物的萃取剂使其与废水充分混合接触后利用污染物在水中和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物的一种废水净化方法。冯旭东等口在考察有机溶剂和络合剂P204生物降解性的基础上对苯胺和间氯苯胺稀溶液进行了溶剂萃取和络合萃取的研究萃残液的BODJCOD表明选择合适的萃取剂进行萃取其萃残液无需进一步稀释就可进行生物处理论证了萃取置换法治理难降解有机废水的潜力。
1.2化学方法
(1)光催化氧化法。光催化氧化技术只需光、催化剂和空气处理成本相对较低。柯强等H以钛酸丁酯为原料、以膨润土为载体用酸性溶胶法合成TiO纳米复合物并利用该复合物作催化剂在HO存在下进行光催化降解苯胺溶液。结果表明该催化剂在UVHO系统中对苯胺溶液有很好的光催化降解效果其效果优于纯TiO。
(2)超临界水氧化法。超临界水氧化技术(SCWO)以超临界水为反应介质空气、氧气或过氧化氢等为氧化剂通过高温高压下的自由基反应将苯胺等有机物氧化为二氧化碳、水和氮气以及盐类等无毒的小分子化合物四。王景昌等C6]~IJ用一套简便实用的超临界水氧化实验装置对超临界水氧化法处理含苯胺的染料废水进行了实验研究考察了反应时间、温度、压力和初始浓度等工艺参数对苯胺降解率的影响。结果表明超临界水中的氧化反应能有效去除染料废水中的苯胺降解率可达97.2l%。
(3)二氧化氯氧化法。二氧化氯是由汉费莱·戴维于1811年发现的一种强氧化剂。于德爽等盯根据某公司染料废水处理的生产性实验研究提出了采用二氧化氯氧化去除染料废水中苯胺类物质的方法。结果表明当污水中苯胺质量浓度≥50mgL时容易引起活性污泥中毒当污水中苯胺质量浓度≤50mg/L时采用二氧化氯氧化法可以使出水苯胺质量浓度降至<2mg/L去除率达到95%左右。
(4)超声波降解法。超声技术是利用声空化能量加速和控制化学反应提高反应速率的一种新技术具有去除效率高、反应时间短、提高废水的可生化性、设施简单、占地面积小等优点。傅敏等以苯胺溶液为研究对象考察了超声时间、苯胺溶液浓度、pH、氧化剂HO的投加量等因素对其超声降解率的影响结果表明超声时间越长苯胺降解率越高苯胺初始浓度与其降解率基本成线性关系随着pH的增大降解率先增高后降低。在pH=7.3附近降解率最高对于32.23mg/L的苯胺溶液H20的投加量由0增加到1.6g/L降锯率从6.02%增加到93%再增大HO的投加量对其降解率影响不大。
(5)电化学降解法。电化学降解是通过阳极反应直接降解有机物或通过阳极反应产生羟基自由基(HO·)、臭氧类的氧化剂降解有机物这种降解途径使有机物分解更加彻底不易产生毒害中间产物更符合环境保护的要求。王玉玲等研究了以SiO2Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性。
1.3 生物方法
由于苯胺废水的毒性强生物降解性差现有的生化处理系统难以有效去除污染。但随着高效苯胺降解菌的筛选分离生物处理方法具有很大的潜力。苯胺类化合物受微生物作用而降解有几个共同的步骤即微生物细胞与化学物质的相互作用过程并最终代谢为简单的化合物如CO、CH 和H20[ ]等。古杏红等。采用厌氧水解一生物接触氧化法处理苯胺类化工废水并在生物接触氧化池中引入苯胺特效降解菌STR-NITRO结果表明该工艺厌氧段能增强系统耐冲击负荷能力并能有效提高废水的可生化性STR-NITRO菌能有效去除废水中的苯胺当进水苯胺为25.8mg/L时出水苯胺0.56mg/L去除率97.8%达到一级排放标准。
2 新型处理技术
2.1 超声光催化技术
超声光催化技术是以半导体光催化降解为基础通过超声波的空化效应提高光催化效率的一种协同处理技术。颐浩飞等¨s 以苯胺及其衍生物为研究对象探讨了不同有机化合物结构对超声光催化降解的影响。将苯胺及其一系列衍生物分别进行了超声光催化、光催化和超声波降解效果的比较结果表明尽管绝大多数的苯胺及其衍生物的超声光催化反应并不一定都存在协同效应但是其超声光催化的速率均分别比光催化和超声波降解的反应速率高。
2.2 声电联合技术
声电联合技术是以电化学氧化降解为基础通过超声波的空化效应提高电化学氧化降解效率的一种协同处理技术。采用超声波协同电化学氧化法处理苯胺溶液考察了超声时间、苯胺浓度、溶液pH、电解电压、电解质浓度等因素对苯胺降解率的影响。试验结果表明在超声波与电化学联合作用下苯胺降解率随降解时间的延长而提高胺浓度无论高低声电联合作用完全去除苯胺只需30min电化学单独作用完全去除苯胺约需要120 min苯胺初始浓度较低时其降解率较高随着pH的增大苯胺降解率先降低后提高pH为10左右苯胺降解率最高电解质Na2SO的浓度对苯胺降解率影响不大电解电压在4.l2V范围内。苯胺降解率随电压升高而提高电压为16v时其降解率下降。而且,声电化降解技术对电极要求不高并且即便体系的初始浓度、pH、降解电压等条件在较大范围内改变较短时间内都能达到理想的降解率因而声电化降解作为一种高效、简便的废水处理技术具有一定的应用潜力。
2.3 吸附一双催化氧化技术
吸附一双催化氧化技术是将废水用吸附剂吸附后在紫外光和氧化剂双催化作用下的一种处理技术。耿春香等n将苯胺、硝基苯废水利用吸附树脂吸附后再利用过氧化氢作氧化剂在亚铁离子和紫外光的双催化下氧化降解。考察了亚铁离子浓度、过氧化氢浓度等因素对光降解的影响。结果表明在实验条件下苯胺、硝基苯废水经该体系处理12h后去除率最高分别可达99.7%和95.3%。
2.4 电子束辐照降解技术
电子束辐照降解技术是利用高级氧化技术(A0Ps)— — 辐射技术来降解废水的一种技术。边绍伟等以苯胺类化合物中的苯胺为具体对象进行了苯胺水溶液受到电子束辐照后的降解过程和特性研究分别考察了吸收剂量、溶液初始浓度、溶液初始pH和过氧化氢加入量等因素对苯胺辐照降解效果的影响。实验结果表明电子束辐照可以有效降解水溶液中的苯胺当苯胺初始质量浓度为70mg/L吸收剂量为23.7J/g时苯胺降解率91%COD去除率27%。
2.5 加压生化法
加压生化法是在传统生化法的基础上通过提高生化系统的压力来增加氧的分压继而改善系统的氧传递性能有效地克服了传统生化法处理中氧传递限制的一种废水处理新技术。目前对苯胺的去除主要采用物化法而用加压生化法处理苯氧化降解效率的一种协同处理技术。高字等_】 j采用超声波协同电化学氧化法处理苯胺溶液考察了超声时间、苯胺浓度、溶液pH、电解电压、电解质浓度等因素对苯胺降解率的影响。试验结果表明在超声波与电化学联合作用下苯胺降解率随降解时间的延长而提高胺浓度无论高低声电联合作用完全去除苯胺只需30min电化学单独作用完全去除苯胺约需要120 min苯胺初始浓度较低时其降解率较高随着pH的增大苯胺降解率先降低后提高pH为10左右苯胺降解率最高电解质Na2SO的浓度对苯胺降解率影响不大电解电压在4.l2V范围内。苯胺降解率随电压升高而提高电压为16v时其降解率下降。而且,声电化降解技术对电极要求不高并且即便体系的初始浓度、pH、降解电压等条件在较大范围内改变较短时间内都能达到理想的降解率因而声电化降解作为一种高效、简便的废水处理技术具有一定的应用潜力。
除去废水中的六价铬,使用最经济的化学沉淀法就行,详细的内容您可到http://www.ermsbj.com/jishuzhongxin/kejiyanfa/39.html查看相关的技术说明。