Разработка методик количественного определения феррата(VI) в процессе его непрерывного электрохимического производства в мобильной установке для очистки воды

Широко распространенные, на сегодняшний день, реагенты для очистки и обеззараживания воды – хлор, хлорсодержащие реагенты, а также озон – в комбинации с УФ-облучением, технологией анаэробного сбраживания, грубым и тонким фильтрованием, применением коагулянтов – обладают рядом серьезных недостатков. Так, для хлора и его производных характерно образование токсичных продуктов окисления органических загрязнителей, необходимость дополнительного введения коагулянтов, слабовыраженные бактерицидные свойства, кроме того, эти вещества требуют особых условий хранения и транспортировки, что значительно удорожает их применение. Использование технологии озонирования – не только весьма дорогостоящий процесс, но еще и взрывоопасный.

В то же время, использование феррата (VI) в сухом виде не лишено недостатков, выражающихся в высокой стоимости и взрывоопасности при хранении и производстве. Однако, данных недостатков лишён электрохимический метод производства раствора феррата (VI).

Данная работа посвящена разработке аналитических методик количественного определения феррата (VI) в водных средах в качестве системы контроля эффективности электрохимического производства в мобильной установке для очистки воды.

По итогам проведенной работы представляется возможным сделать следующие выводы:
1. Разработана методика автоматического потенциометрического титрования количественного определения феррата (VI) для лабораторного анализа синтезированных растворов феррата (VI).
2. Создана система контроля эффективности непрерывного электрохимического производства феррата (VI), состоящая из двух референтных по отношению друг к другу способов анализа. А именно:
a) Разработан и технически реализован способ on line анализа синтезируемого раствора феррата (VI) на основе метода прямой потенциометрии.
b) Разработан и технически реализован способ on line анализа синтезируемого раствора феррата (VI) на основе метода молекулярной фотометрии.

Введение…………………………………………………………………………………………………………….. 3
Глава 1. Обоснование актуальности работы ………………………………………………………….. 4
§1.1 Что такое ферраты? …………………………………………………………………………………… 4
§1.2 Применение феррата (VI) для очистки и обеззараживания воды …………………… 4
§1.3 Способы синтеза феррата (VI) ……………………………………………………………………. 6
Постановка цели и задач работы…………………………………………………………………………… 9
Глава 2. Обзор научной литературы ……………………………………………………………………. 10
§2.1 Объёмное титрование ………………………………………………………………………………. 10
§2.2 Потенциометрическое титрование ……………………………………………………………. 11
§2.3 Спектрофотометрические методики ………………………………………………………….. 11
§2.4 ИК-спектроскопия с Фурье-преобразованием ……………………………………………. 13
§2.5 Мёссбауэровская спектроскопия ………………………………………………………………. 13
§2.6 Капиллярный электрофорез ……………………………………………………………………… 13
Глава 3. Экспериментальная часть ……………………………………………………………………… 15
§3.1 Установка для электрохимического синтеза феррата (VI) …………………………… 15
§3.2 Спектрофотометрия …………………………………………………………………………………. 16
§3.3 Потенциометрическое титрование ……………………………………………………………. 19
§3.4 Прямая потенциометрия…………………………………………………………………………… 21
§3.5 Молекулярная фотометрия в проточном фотометре …………………………………… 23
Глава 4. Результаты и их обсуждение………………………………………………………………….. 27
§4.1 Фотометрия …………………………………………………………………………………………….. 27
§4.2 Автоматическое потенциометрическое титрование ……………………………………. 28
§4.2 Прямая потенциометрия для контроля содержания феррата (VI) в процессе его
электрохимического производства …………………………………………………………………… 33
§4.3 Проточная фотометрическая ячейка ………………………………………………………….. 35
Выводы …………………………………………………………………………………………………………….. 35
Список использованных источников …………………………………………………………………… 37

(1)Allen, L. A. THE EFFECT OF NITRO‐COMPOUNDS AND SOME OTHER
SUBSTANCES ON PRODUCTION OF HYDROGEN SULPHIDE BY SULPHATE‐
REDUCING BACTERIA IN SEWAGE. Proc. Soc. Appl. Bacteriol. 1949.
https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.1949.tb03875.x.