ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИЯ ИОНА МЕДИ (II) В СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ КАРБАМИДА, ФОРМАЛЬДЕГИДА И ЭТИЛЕНДИАМИНТЕТРАУКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены изотермы сорбции иона меди (II) по модели Ленгмюра и Фрейндлиха в сорбенте на основе карбамида, формальдегида и этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА).  Изучено влияние рН среды на процесс сорбции ионов меди (II) сорбентами полученными в различных мольных соотношениях (КФЭ - 2:5:0,1; 2:5:0,2; 2:5:0,3) и установлено, что сорбционная емкость сорбентов имеет высокое значение при рН=5-6. Установлено, что уровень сорбции превышает максимум при температуре раствора 20 ^оС.

ABSTRACT

The article presents the sorption isotherms of the copper (II) ion according to the Langmuir and Freundlich model in a sorbent based on urea, formaldehyde and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The influence of the pH of the medium on the process of sorption of copper (II) ions by sorbents obtained in various molar ratios (CFE - 2:5:0.1; 2:5:0.2; 2:5:0.3) was studied and it was established that the sorption the capacity of sorbents have high values at pH=5-6. It has been established that the sorption level exceeds the maximum at a solution temperature of 20 °C.

Ключевые слова: ион меди (II), комплексообразующий сорбент, карбамид, формальдегид, ЭДТА, изотерма, статическая обменная емкость, рН среды.

Keywords: copper(II) ion, complex forming sorbent, urea, formaldehyde, EDTA, isotherm, static exchange capacity, medium pH.

Введение. Сегодняшнего дня комплексообразующие сорбенты широко используется в различных отраслях промышленности для получения чистых вод с очистки сточных вод от токсичных ионов металлов. В качестве сырья для получение комплексообразующие сорбенты часто используется производственные аминоформальдегидные смолы. Для модификация таких смолы применяется большим количеством реакционноспособных органических комплексообразующих реагентов. Благодаря исследовании по получения комплексообразующих селективных сорбентов на металл ионов, можно сказать, в будущее  открываются широкие перспективы важных производственных процессов на основе современных безотходных технологий.

В настоящее время разработан широкий спектр ионизируемых, комплексообразующих полимеров и полимерных матриц [1]. Получены сорбенты, пропитанные различными дитиофосфорными кислотами (диэтил-, диизопропил-, диизобутил-) и с их помощью исследованы ИК-спектры координационных соединений, образующихся при сорбции ионов Ag (I), Cu (II), Ni (II), Fe (III) из 0,05 М растворов [2].

В исследовательской работе [3] представлены результаты ИК-спектроскопического и термического анализа сорбента  на основе мочевины, формальдегида и дифенилтиокарбазона, образующего комплексного соединения с катионами d-металлов. Также исследован синтез хелатообразующего сорбента на основе мочевины, формальдегида и 2-аминопентандиовой кислоты [4], 2,4-динитрофенилгидразина [5] и фенолсульфофталевой кислоты [6].

При анализе литературы установлено, что сведения о механизм сорбции разных ионов металлов в комплексообразующих сорбентов, неполны, и структура продукт сорбции недостаточно изучена. Поэтому проанализирован процесс сорбции иона меди (II) в ранее полученного хелатообразующего сорбента [7] с помощью изотерм Ленгмюра и Фрейндлиха. Целью данного исследования являются определить механизм сорбции с изучением процесс сорбции при различных температурах по моделей Ленгмюра и Фрейндлиха.

Рисунок 1. Изотемы сорбция ионы Cu(II) в комплексообразующего сорбента КФЭ-0,2 при разных температуры

Методология исследования. Исследована изотерма сорбции синтезированных комплексообразующих сорбентов для ионов Cu(II). Процесс изучения изотерму сорбции проводили для всех сорбентов в статических условиях при рН =5-6. Полученный 50 мг навеска сорбента набухали в 10 мл дистиллированной воды в течение 1 часа. Затем набухший сорбент помещали в раствор, содержащий ионы Cu(II) и перемешивали на водяной термостатированной бане в течение 3 часов и отделяли сорбент от раствора. Влияние pH среды на сорбцию ионов Cu(II) в сорбентов разного соотношения исходных веществ, контролировали с помощью pH-метра pH/mV/TEMP Meter P25 в 0,05 ед. pH. Концентрацию ионов Cu(II) определяли спектрофотометрическим методом по разнице оптической плотности исходных и сорбированных растворов. Спектрофотометрический метод изучали на спектрофотометре ЭМС-30ПК-УФ.

Анализ и результаты. Наблюдали изменение концентрации ионы Cu(II) в растворе с помощью комплексообразующего сорбента. Процесс сорбции ионов меди (II) в каждого сорбента проводили при температурах 20, 40 и 60^оС. По результатам анализа оптимальная температура сорбции ионов Cu(II) оказалась равной 20 ^оС (рис. 1).

Исследована изотерма сорбции синтезированного сорбента с ионом Cu(II) и полученные результаты представлены графически на рис. 2 и 3. Результаты, полученные в экспериментах, обрабатывали по моделям Ленгмюра и Фрейндлиха [8].

По результатам расчетов из графиков изотерм, представленных на рис. 2 и 3, видно, что сорбция ионов Cu(II) в данных ионитах подчиняется модели Фрейндлиха. Соответственно константы изотерм сорбции ионов Cu(II) в данных ионитах были рассчитаны по модели Фрейндлиха. Увеличение расчетной максимальной сорбционной емкости сорбента при понижении температуры свидетельствует о прочности координационных связей сорбента. То есть с понижением температуры вязкость сорбента увеличивается, в результате чего сорбированные ионы глубже всасываются в состав сорбента.

Выводы. В результате проведенных исследований изучена сорбция иона меди (II) комплексообразующим сорбентом на основе карбамида, формальдегида и этилендиаминтетрауксусной кислотой. Процесс сорбции анализировали с помощью изотермы моделя Ленгмюра и Фрейндлиха.

Список литературы:

1. Исмаилов И.И., Джалилов А.Т., Аскаров М.А. Химически активные полимеры и олигомеры. – Ташкент: -Фан, -1993. -232 с. 
2. Касимов Ш. А., Тураев Х. Х., Джалилов А. Т. Исследование процесса комплексообразования ионов некоторых двухвалентных 3d-металлов синтезированным хелатообразующим сорбентом //Universum: химия и биология. – 2018. – №. 3 (45).
3. Чориева Н.Б., Касимов Ш.А., Тураев Х.Х., Худойбердиев Б.Б. ИК - спектроскопические и термические характеристики серосодержащего сорбента // Universum: химия и биология. 2021. №11-2 (89).
4. Эрмуратова Н.А., Касимов Ш.А., Тураев Х.Х. Синтез и исследование хелатообразующего сорбента на основе карбамида, формальдегида и 2-аминопентандиовой кислоты // Universum: технические науки. 2021. №4-4 (85).
5. Йулчиева М.Г., Касимов Ш.А., Тураев Х.Х., Турсунов О. Х. Синтез и исследование хелатообразующего сорбента на основе карбамида, формальдегида и 2,4-динитрофенилгидразинa // Universum: химия и биология. 2021. №11-2 (89).
6. Abduvaliyeva, M.J., Kasimov, Sh. A., Turaev, Kh. Kh. & Abdunazarov, E. M. (2021). Synthesis and properties of a complex forming sorbent based on carbamide formaldehyde and phenolsulphthaleic acid. ISJ Theoretical & Applied Science, 11 (103), 175-180. Soi: http://s-o-i.org/1.1/TAS-11-103-9 Doi: https://dx.doi.org/10.15863/TAS.2021.11.103.9
7. Абдувалиева М.Ж., Касимов Ш.А., Тураев Х.Х., Шарофов М.Н. ИК-спектроскопические и термические свойства комплексного соединения кислородсодержащего ионита с d-металлами // Universum: технические науки. 2021. №11-4 (92).
8. Касимов Ш.А., Тураев Х.Х., Джалилов А.Т., Эшкурбонов Ф.Б., Гидразо-, фосфо- ва дитиофосфогуруҳли комплекс ҳосил қилувчи сорбентлар // Монография, -Т.: -Университет, -2019, 158 б.