Очистка воды от катионов металлов
Состав команды
Михаил Чумерин
Разработчик проекта
Проблематика проекта
В настоящее время по-прежнему остаётся острой проблема загрязнения воды катионами металлов, что негативно отражается на здоровье людей
Аналоги или прототипы
При разработки проекта не было найдено достаточное количество информации об использовании электрического тока при очистке воды
Актуальность проекта
Электрический ток может оказаться весьма эффективным методом при очистке воды от катионов металлов
Потенциальные заказчики и стейкхолдеры
Любые промышленные компании, базирующиеся на очистке воды, а также гражданское население
Цель
Оценить эффективность электролиза как способ очистки воды от катионов металлов
Задачи
1
Разработать эксперимент

2
Собрать электроустановку

3
Подобрать электроды

4
Подобрать параметры электрического тока и температуры

Этапы выполнения
Для опыта была собрана электроустановка для проведения электролиза воды. В качестве реактора был использован химический стакан объёмом 400 мл, стальные электроды и источник постоянного и переменного напряжения 24-V
В качестве раствора был использован раствор медного купороса
Для контроля концентрации меди в растворе были использованы следующие методы: добавление раствора аммиака; измерение оптической плотности раствора (для измерения данной характеристики использовался прибор, собранный в кабинете робототехники. Чем выше показания прибора, тем меньше массовая доля (на фотографии изображён данный прибор)); осаждение катионов меди раствором щавелевой кислоты; измерение массы электродов и осадка
В процессе серии экспериментов были выявлены следующие проблемы: металлический анод, растворяясь, переходил в раствор(см. фотографию); значительная часть металлов не оседала на катоде, а осаждалась в виде смеси металла и его оксидов.
Для решения первой проблемы была подобрана следующая пара электродов: медный катод и угольный анод

В растворах с массовой долей 1% и более при изменении параметров тока было выявлено, что при превышении силы тока в 2А угольный электрод разрушается и осыпается в раствор. Исходя из полученных данных, изменив параметры тока, установили оптимальную силу тока в 1 А
Во втором этапе эксперимента готовили раствор с массовой долей 0,025%, для уменьшения сопротивления добавляли 1,5 мл серной кислоты на 400 мл. Электролиз проводили в течении 30 минут и ни один из приведённых выше методов не выявил содержание катионов меди в растворе

Результаты проекта

Следующие заключения позволяют сделать вывод, что электролиз является эффективным способом при очистке воды от катионов металлов:

1. Большое количество металлов выпадает в виде окислов, которые можно удалить фильтрацией или отстаиванием.
2. Графитовый электрод при превышении определённой силы тока начинает разрушаться.
3. Водные растворы имеют достаточно большое сопротивление, которое можно преодолеть добавлением электролита.
4. Увеличение силы тока в виду разрушения угольного электрода для установки электролизёра не подходит.

Перспективы: вышеизложенные выводы можно использовать при конструировании прибора для очистки воды от катионов малоактивных металлов
Продвижение проекта
Участие в конференциях



Made on
Tilda