Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Марта 2015 в 23:11, курсовая работа
Соли меди играют огромную роль в современной технологической практике и имеют широкое применение. Особенно важное значение имеет медный купорос - кристаллогидрат сульфата меди (II). CuSО4 · 5 Н2О используют в производстве минеральных и органических красителей [1], в медицинской промышленности, в гальванических элементах, а так же он широко применяется в электролитических процессах, при очистке воды [2], для защиты растений [3]. В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е 519 [4]. Используется как фиксатор окраски и консервант.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….3
1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ………………………………………...4
1.1 Порядок выполнения работы…………………………………………. . . .4
1.2 Методики анализа…………………………………………………………4
1.2.1 Методика анализа кислоты…………………………………………… . .4
1.2.2 Методика анализа соединений двухвалентной меди………………. . . 5
1.2.3 Методика определения соединений одновалентной меди……………5
1.2.4 Методика удаления поверхностных отложений с поверхности меди. 6
1.3 Пооперационная схема…………………………………………………. . .6
2 РЕЗУЛЬАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ…………………………………….. . 8
3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………. . 19
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………
№ п/п |
Время, мин |
Природа добавки |
Содержание [Cu+] в реакционной смеси, моль/кг |
Характеристики процесса | |||
Содержание в фильтрате, моль/кг |
Содержание в поверхностных отложениях, моль/кг | ||||||
[Cu+] |
[Cu2+] |
[Cu+] |
[Cu2+] | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
20 |
NH4Cl |
0 |
0.138 |
0.324 |
0.056 |
0.085 |
40 |
0 | ||||||
60 |
0 | ||||||
80 |
0 | ||||||
100 |
0.016 | ||||||
120 |
0.037 | ||||||
2 |
20 |
KCl |
0 |
0.036 |
0.390 |
0.059 |
0.052 |
40 |
0 | ||||||
60 |
0 | ||||||
80 |
0 | ||||||
100 |
0.017 | ||||||
120 |
0.017 | ||||||
3 |
20 |
NaCl |
0.110 |
0.054 |
0.381 |
0.026 |
0.440 |
40 |
0.121 | ||||||
60 |
0.078 | ||||||
80 |
0.058 | ||||||
100 |
0.057 | ||||||
120 |
0.015 | ||||||
4 |
20 |
AlCl3 |
0.088 |
0.047 |
0.394 |
0.070 |
0.605 |
40 |
0.073 | ||||||
60 |
0.034 | ||||||
80 |
0.046 | ||||||
100 |
0.015 | ||||||
Продолжение таблицы 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
4 |
120 |
0 |
|||||
5 |
20 |
BaCl2 |
0.022 |
0.045 |
0.637 |
0.475 |
0.009 |
40 |
0.014 | ||||||
60 |
0.008 | ||||||
80 |
0.029 | ||||||
100 |
0.035 | ||||||
120 |
0.043 | ||||||
|
6 |
20 |
NH4NO3 |
0.034 |
0.032 |
0.689 |
0.441 |
0.004 |
40 |
0.033 | ||||||
60 |
0.042 | ||||||
80 |
0.013 | ||||||
100 |
0.066 | ||||||
120 |
0.040 | ||||||
7 |
20 |
KNO3 |
0.462 |
0.401 |
0.164 |
0.366 |
0.034 |
40 |
0.230 | ||||||
60 |
0.378 | ||||||
80 |
0.428 | ||||||
100 |
0.310 | ||||||
120 |
0.404 | ||||||
8 |
20 |
MnCl2·4H2O |
0.284 |
0.443 |
0.159 |
0.345 |
0.067 |
40 |
0.319 | ||||||
60 |
0.366 | ||||||
80 |
0.425 | ||||||
100 |
0.376 | ||||||
120 |
0.410 | ||||||
9 |
20 |
(NH4)2SO4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1.180 |
40 |
0 |
Продолжение таблицы 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
60 |
0 |
|||||
80 |
0 | ||||||
100 |
0.032 | ||||||
120 |
0 | ||||||
10 |
20 |
KHSO4 |
0 |
0 |
0.7 |
0 |
0 |
40 |
0 | ||||||
60 |
0 | ||||||
80 |
0 | ||||||
100 |
0.032 | ||||||
120 |
0 | ||||||
11 |
20 |
Ni(NO3)2 |
0 |
0 |
0.757 |
0.350 |
0.091 |
40 |
0 | ||||||
60 |
0 | ||||||
80 |
0 | ||||||
100 |
0.0531 | ||||||
120 |
0 |
Из таблицы следует, что добавление солевых добавок в реакционную смесь влияет в той или иной степени на концентрацию одновалентной меди. Так, такие добавки как: NH4Cl, KNO3, MnCl2·4H2O наиболее сильно увеличивают концентрацию одновалентной меди в фильтрате. А добавление KNO3, MnCl2·4H2O, BaCl2, NH4NO3, Ni(NO3)2 в реакционную смесь увеличивает концентрацию [Cu+] в поверхностных отложениях намного больше, чем другие добавки. Добавка, я наиболее влияющая на концентрацию одновалентной меди, как в фильтрате, так и в поверхностных отложениях является MnCl2·4H2O. Содержание [Cu+] в фильтрате составляет 0.442 моль/кг, а в поверхностных отложениях 0.345 моль/кг.
Было исследовано влияние количества добавления кислоты и соли на количество прореагировавшей меди в фильтрате и в поверхностных отложениях, результаты представлены в таблице 3.
Таблица 3- Влияние количества добавления кислоты на количество прореагировавшей меди в фильтрате и в поверхностных отложениях
HCOOH, моль/кг |
Масса меди в поверхностных отложениях, г |
Масса прореагировававшей меди,г |
0,5 |
0.055 |
0.055 |
0,75 |
0.57 |
0.600 |
0.85 |
0.005 |
0.615 |
1 |
0.005 |
0.6 |
1-количество прореагировавшей меди,
2- изменение массы поверхностных
отложений на металлической
Рисунок 5- Влияние количества кислоты на количество прореагировавшей меди
Исходя из данных рисунка 5, можно сделать выводы, что в ходе процесса расходуется медь, но в небольших количествах.
Рисунок 6- Влияние количества добавляемой соли на коррозионное поражение меди в разбавленном растворе муравьиной кислоты в присутствии сульфата меди (II)
Из рисунка видно, такие соли как: MnCl2·4H2O, BaCl2, NH4NO3,Ni(NO3)2 больше влияют на коррозионное поражение меди в разбавленном растворе муравьиной кислоты в присутствии сульфата меди (II) , а такие как: KNO3, NH4Cl, KCl, NaCl, AlCl3 влияют меньше.
Данные материального баланса по изучению влияния природы и количества солевых добавок на коррозионное поражение меди в разбавленном растворе муравьиной кислоты в присутствии сульфата меди (II) представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Результаты расчета материального баланса при изучении влияния природы и количества солевых добавок на коррозионное поражение меди в разбавленном растворе муравьиной кислоты в присутствии сульфата меди (II)
№ п/п |
ncu |
nок |
ncu+ nок |
Содержание в поверхностных отложениях, моль/кг |
Содержание в фильтрате, моль/кг |
Суммарное содержание | ||
ncu+ |
ncu2+ |
ncu+ |
ncu2+ | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1 |
8.4·10-3 |
0.012 |
0.013 |
0 |
0.790 |
0 |
1.260 |
2.050 |
2 |
9.45·10-3 |
0.012 |
0.021 |
0.015 |
0.078 |
0.017 |
0.960 |
1.077 |
3 |
9.6·10-3 |
0.012 |
0.022 |
0.049 |
0.056 |
0.062 |
0.284 |
0.451 |
4 |
9.45·10-3 |
0.012 |
0.021 |
0.054 |
0.045 |
0.040 |
0.376 |
0.538 |
5 |
11·10-3 |
0.012 |
0.023 |
0.056 |
0.085 |
0.140 |
0.320 |
0.605 |
6 |
8.6·10-3 |
0.012 |
0.021 |
0.06 |
0.052 |
0.036 |
0.400 |
0.548 |
7 |
4·10-3 |
0.012 |
0.016 |
0.026 |
0.440 |
0.054 |
0.380 |
0.901 |
8 |
7.2·10-3 |
0.012 |
0.019 |
0.070 |
0.605 |
0.047 |
0.394 |
1.116 |
9 |
1.4·10-3 |
0.012 |
0.013 |
0.475 |
0.009 |
0.044 |
0.637 |
0.936 |
10 |
3.15·10-3 |
0.012 |
0.015 |
0.44 |
0.004 |
0.032 |
0688 |
1.165 |
11 |
2.5·10-3 |
0.012 |
0.014 |
0.36 |
0.034 |
0.400 |
0.164 |
0.963 |
12 |
3.9·10-3 |
0.012 |
0.012 |
0.345 |
0.067 |
0.443 |
0.158 |
1.013 |
13 |
0 |
0.012 |
0.012 |
0 |
0 |
0 |
1.18 |
1.18 |
14 |
2.7·10-3 |
0.012 |
0.015 |
0 |
0 |
0 |
0.7 |
0.7 |
15 |
7.87·10-3 |
0.012 |
0.012 |
0 |
0.347 |
0.757 |
0.881 |
1.104 |
где ncu - количество меди,
nок – количество окислителя (CuSО4),
ncu+ nок – суммарное содержание количества окислителя и меди.
Изучение процессов с участием сульфата меди по кинетике накопления одновалентной меди влияние природы и количества солевых добавок на коррозионное поражение меди в разбавленном растворе муравьиной кислоты в присутствии сульфата меди с образованием солей меди (I) является актуальной и перспективной тематикой для исследования. При выполнении работы были сделаны следующие выводы:
1. Реакция идет и одновалентная медь образуется. Но содержание ее в растворе невелико, не превышает 0.062 моль/кг.
2. Добавление кислоты в реакционную смесь влияет на концентрацию одновалентной меди. Увеличение концентрации кислоты приводит к увеличению содержания меди в растворе. В фильтрате содержание одновалентной меди увеличивается с увеличением количества добавляемой кислоты. В поверхностных отложениях так же образуется одновалентная медь, но в незначительных количествах. Двухвалентная медь образуется как в фильтрате, так и в поверхностных отложениях, но в малых количествах.
3. Добавление солевых добавок в реакционную смесь влияет в той или иной степени на концентрацию одновалентной меди. Такие добавки как: NH4Cl, KNO3, MnCl2·4H2O наиболее сильно увеличивают концентрацию одновалентной меди в фильтрате. Добавление KNO3, MnCl2·4H2O, BaCl2, NH4NO3, Ni(NO3)2 в реакционную смесь увеличивает концентрацию [Cu+] в поверхностных отложениях намного больше, чем другие добавки.
3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучение влияние природы и количества солевых добавок на коррозионное поражение меди в разбавленном растворе муравьиной кислоты в присутствии сульфата меди играет важную роль в химических исследованиях и промышленности, а также обладают очень многими полезными свойствами.
Практическая часть показала, что реакция идет и одновалентная медь образуется. Но содержание ее в растворе невелико, не превышает 0.062 моль/кг. Добавление кислоты в реакционную смесь влияет на концентрацию одновалентной меди. Увеличение концентрации кислоты приводит к увеличению содержания меди в растворе. В фильтрате содержание одновалентной меди увеличивается с увеличением количества добавляемой кислоты. В поверхностных отложениях так же образуется одновалентная медь, но в незначительных количествах. Двухвалентная медь образуется как в фильтрате, так и в поверхностных отложениях, но в малых количествах. Добавление солевых добавок в реакционную смесь влияет в той или иной степени на концентрацию одновалентной меди. Такие добавки как: NH4Cl, KNO3, MnCl2·4H2O наиболее сильно увеличивают концентрацию одновалентной меди в фильтрате. Добавление KNO3, MnCl2·4H2O, BaCl2, NH4NO3, Ni(NO3)2 в реакционную смесь увеличивает концентрацию [Cu+] в поверхностных отложениях намного больше, чем другие добавки.