The study of the equilibrium of the sorption of iron (III) and nickel (II) ions at different temperatures is given. The obtained thermodynamic results of sorption allow to testify to the destruction of bonds in the surface layers of crystal lattices of minerals and the increasing randomness of the sorption space during sorption
sorption, sand, thermodynamic, metal ions, mineral materials
В настоящее время изучение сорбционных свойств песков, почв и других минеральных материалов является активно развивающимся разделом химии, потому что сорбционная способность природных сред связана с их биосферными функциями. Сорбционные процессы на песках определяют миграционные способности большинства химических элементов. Понимание и решение данных проблем позволяют не только диагностировать химическое и физическое состояние песков, но также оценивать механизмы процессов, влиять на свойства таких систем [1].
Целью настоящей работы является рассмотрением термодинамических характеристик сорбции ионов железа (III) и никеля (II) на песках, отобранных из некоторых провинций Вьетнама и Юго-Западного Прибайкалья.
Образцы песков, отобранных в прибрежных зонах Вьетнама, обозначены А, Б, Г и К, прибайкальский песок из бухты Обутеиха обозначен как П2. Используемые пески имеют различные геохимические и гранулометрические характеристики, изученные ранее [2, 3].
Для определения термодинамических параметров проводили серию экспериментов с различной начальной концентрацией ионов железа (III) и никеля (II) при разных температурах. На основе уравнений изобары и изотермы Вант-Гоффа определены термодинамические параметры адсорбции ионов металлов (табл. 1).
Термодинамические параметры сорбции ионов металлов
|
При сорбции ионов железа (III) |
||||||||||||
|
|
песок А |
песок Б |
песок К |
песок П2 |
||||||||
|
Т, К |
288 |
298 |
308 |
288 |
298 |
308 |
288 |
298 |
308 |
288 |
298 |
308 |
|
- |
26.26 |
28.72 |
32.48 |
28.48 |
29.98 |
31.05 |
28.87 |
29.95 |
31.61 |
27.31 |
28.96 |
32.15 |
|
|
63.66 |
8.39 |
10.69 |
42.70 |
||||||||
|
|
311.44 |
128.29 |
137.00 |
242.20 |
||||||||
|
При сорбции ионов никеля (II) |
||||||||||||
|
|
песок А |
песок Б |
песок Г |
песок К |
||||||||
|
Т, К |
288 |
298 |
308 |
288 |
298 |
308 |
288 |
298 |
308 |
288 |
298 |
308 |
|
- |
33.95 |
35.51 |
39.20 |
34.36 |
35.6 |
37.87 |
34.85 |
36.70 |
38.64 |
35.90 |
36.69 |
39.03 |
|
|
27.49 |
16.38 |
19.75 |
9.35 |
||||||||
|
|
212.66 |
175.57 |
189.55 |
156.22 |
||||||||
В табл. 1 показано, что значения свободной энергии 
(кДж/моль) < 0 во всех случаях, а значения энтальпии 
(кДж/моль) > 0 и энтропии 
(Дж/(моль·К) > 0, т. е. адсорбция ионов металлов на песках осуществляется самопроизвольно и эндотермически. Полученные положительные значения энтропии отображают повышение хаотичности на границе песок-раствор во время адсорбции ионов металлов. Это согласуется с результатами исследования авторами [4-5] .
В этом случае полученные термодинамические результаты свидетельствуют о разрушениях связей в поверхностных слоях кристаллических решеток минералов и возрастающей хаотичности за счет этого.
1. Sorbcionnye processy v pochvah. Voprosy izucheniya i sovremennoe sostoyanie problemy / N.S. Gorbunova, A.I. Gromovik, I.V. Cherepuhina, Yu.Yu. Terent'eva // Sorbcionnye i hromatograficheskie processy. - 2021. - T. 21, № 2. - C. 265-275.
2. Yakovleva, A.A. Nekotorye osobennosti bar'ernyh kachestv peskov Yugo-Zapadnogo Pribaykal'ya po otnosheniyu k tipichnym ekologicheski agressivnym stokam / A.A. Yakovleva, Ch.T. Nguen, V.T. Do // Izv. vuzov. Priklad. himiya i biotehnol. - 2020. - T. 10, № 1. - C. 159-168.
3. Yakovleva, A.A., Nguen, Ch.T. Bar'ernye kachestva peskov Severnogo i Central'nogo V'etnama. Sorbciya emul'sii motornogo masla / A.A. Yakovleva, Ch.T. Nguen // Ros. him. zh. - 2021. - T. 65, № 2. - C. 116-121.
4. Leena, D. Removal of iron water by adsorption on sand and sand-rice husk, sand-saw dust composites: Diss. ... Doctor. chem. Sci. / Leena Deka. - India: Gauhati University, 2018. - 350 c.
5. Park, J.H. Weathered Sand of Basalt as a Potential Nickel Adsorbent / J.H. Park, J.K. Lee // Processes. - 2020. - T. 10, № 8. - C. 1-11.
