Визначення механізму взаємодії Cu₂+, Pb₂+ методом ІЧ-спектроскопії у середній області

Abstract

Об'єктом дослідження є визначення взаємодії іонів міді та свинцю в водних слабокислих розчинах. Як показує аналіз сучасних наукових робіт, останнім часом не достатньо приділяється уваги дослідженню сорбційних властивостей гуматів після регенерації, тому для подальшого використання гумінових кислот як сорбентів у тому числі регенерованих має значення отримання даних про стехіометрічну взаємодію гумінових кислот з різними металами. В даній роботі гумінові кислоти виділялися з комерційного гумату калію виробництва Китай. При проведенні досліджень використовувалися модельні розчини сульфату міді (II) та ацетату свинцю (II). Точний вміст міді та свинцю для кінцевих розчинів, приготовлених з модельних з подальшою регенерацією комплексів гумат-метал визначався методом атомно-емісійної спектроскопії з індуктивно-зв'язаною плазмою (ICP-AES). Регенерація здійснювалась за рахунок зниження кислотності шляхом додавання 1 н нітратної кислоти. Реєстрація спектрів проводилася методом ІЧ-спектроскопії в середній області. Інтерпритація спектрів вихідних гумінових кислот, гуматів калію, а також гуматів міді та свинцю здійснювалася коригуючись літературними даними. Дослідження структури гумінових кислот та гуматів металів таким методом показало активне залучення карбоксильних груп до утворення зв’язків гумат-метал. Гумінові кислоти після регенерації (відновлення) містять карбоксильні групи в димеризованому стані, на відміну від свіжоприготовлених гумінових кислот. В гуматах свинцю повторюється вищенаведений для гуматів міді загальний характер зміни спектральної картини від гумінових кислот до гуматів свинця, що можливо пояснити в рамках загальної теорії ІЧ-спектроскопії збільшенням приведеної маси групи атомів, що приймають участь в коливаннях, за рахунок суттєво більшої атомної маси свинцю, у порівнянні з міддю. Також було встановлено, що сорбція відбувається в результаті стехіометричної реакції, за рахунок якої утворюються хелатні комплекси міді та свинцю шляхом взаємодії з атомами кисню в карбоксильних групах молекул гуматів.The object of the study is to determine the interaction of copper and lead ions in aqueous weakly acidic solutions. According to the analysis of modern scientific works, recently not enough attention is paid to the study of sorption properties of humates after regeneration, so for further use of humic acids as sorbents, including regenerated, it is important to obtain data on stoichiometric interaction of humic acids with various metals. In this work, humic acids were isolated from commercial potassium humate produced in China. Model solutions of copper (II) sulfate and lead (II) acetate were used in the research. The exact content of copper and lead for the final solutions prepared from model with subsequent regeneration of humate-metal complexes was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES). Regeneration was carried out by reducing the acidity by adding 1 n nitric acid. The spectra were recorded by FTIR spectroscopy in the middle region. Interpretation of the spectra of the starting humic acids, potassium humates, as well as copper and lead humates was carried out by adjusting the literature data. Studies of the structure of humic acids and humates of metals and by this method have shown the active involvement of carboxyl groups in the formation of humate-metal bonds. Humic acids after regeneration (reduction) contain carboxyl groups in the dimerized state, in contrast to freshly prepared humic acids. In lead humates, the above general nature of changes in the spectral pattern from humic acids to lead humates is repeated for copper humates, which can be explained in the general theory of FTIR spectroscopy by increasing the reduced mass of a group of atoms involved in oscillations due to significantly higher atomic mass of pigs. compared to copper. It was also found that sorption occurs as a result of stoichiometric reaction, due to which chelate complexes of copper and lead are formed by interaction with oxygen atoms in the carboxyl groups of humate molecules.