ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ В РЕАКЦИЯХ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИТА НАТРИЯ

Предметом исследования является модельная реакция окисления сульфита натрия до сульфата натрия кислородом в мягких условиях (Т = 30-60оС, РО2 = 1 атм) в водных средах в присутствии хлоридов меди(II) и железа(III), модифицированных гумусовыми кислотами. Целью работы является разработка новых эффективных гомогенных катализаторов жидкофазного окисления сульфита натрия в водной среде для очистки отходящих газов от диоксида серы. Методами кинетики, волюмометрии, редокс-потенциометрии, ИК-спектроскопии, гравиметрии исследованы кинетика, механизм, промежуточные и конечные продукты, определены оптимальные условия, кинетические и активационные параметры реакции жидкофазного окисления Na2SO3  кислородом в водных средах. Изучено влияние концентраций реагентов (хлорной меди, хлорного железа, гумусовой кислоты, жёлтого фосфора) и температуры на скорость реакций. Обнаружена каталитическая активность хлоридов меди и железа на скорость окисления сульфита натрия кислородом в водных растворах до сульфата натрия. Оптимальные условия реакции и хороший выход сульфата натрия достигаются при 60о С при мольном соотношении реагентов [FeCl3]:[Na2SO3] = (0,1:1,0) и [CuCl2]:[Na2SO3]:[НГум] = (0,129:1,0:0,005). Рассчитаны кинетические и активационные параметры и установлено, что изученные процессы протекают по окислительновосстановительному механизму и состоят из двух ключевых стадий: восстановления Cu(II) и Fe(III) cульфитом натрия до Cu(0) и Fe(I) с образованием сульфата натрия и окисления Cu(I) до Cu(II), Fe(II) до Fe(III) кислородом. Результаты исследования могут служить основой для разработки эффективных каталитических систем для очистки отходящих газов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности от диоксида серы. Таким образом, установлено, что в мягких условиях (Т = 30 – 60o C РО2 = 0 – 1 атм) сульфит натрия эффективно окисляется кислородом в водных растворах хлоридов меди(II) и железа(III) до сульфата натрия с высокими выходами (90 – 100 %).

сульфит натрия, хлориды меди и железа, гумусовая кислота

1. Дорфман, Я. А. Катализаторы и механизмы гидрирования и окисления / Я. А. Дорфман. – Алматы: Наука, 1984. – 352 с.

2. Страус, В. Промышленная очистка газов / В. Страус. – М.: Химия, 1981. – 616 с.

3. Белов, П. С. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа / П. С. Белов, И. А. Голубева, С. А. Низова. – М.: Химия, 1984. – 256 с.

4. Злобина, Е. В. Задания и методические указания для лабораторных занятий по аналитической химии: уч.метод. пособие / Е. В. Злобина, Н. Д. Долгова. – Алматы: Қазақ университеті, 2010. – 114 с.

5. Moelwyn-Hughes, Е. А. The chemical statics and kinetics on solutions / Е. А. Moelwyn-Hughes. – NY: Academic Press, 1971. – 470 p.