Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 GIỚI THIỆU Là phản ứng dịch chuyển điện tử, hệ phải chứa đồng thời chất cho điện tử (chất khử) chất nhận điện tử (chất oxy hoá) Chất oxy hoá thường sử dụng để xử lý nước thải: O3, H2O2, Cl2, KMNO4,… TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 MỤC ĐÍCH Saturday, 19 June, 2010 CƠ CHẾ OXY HOÁ – KHỬ Xử lý chất vô cơ, chất độc hại,… Chuyển chúng thành chất độc hại tách khỏi nước Tăng khả dễ phân hủy sinh học chất ban đầu Thường áp dụng cho xử lý bậc cao tốn Phản ứng quan trọng tạo thành oxy nguyên tử từ: Chất oxy hoá O2 → 2O* MnO4- + H2O → 2MnO2 + 3O* + 2OHTừ tác nhân oxy hoá chất khử CaHbOc + dO* TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU aCO2 + (b/2)H2O OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 HOẠT ĐỘ ELECTRON Hoạt độ electron Hoạt độ electron p đặc trưng cho khả dịch chuyển điện tử hệ Hệ có pε cao có tính khử lớn, khả nhường điện tử tốt Hoạt độ electron p đặc trưng cho khả dịch chuyển điện tử hệ Hệ có pε cao có tính khử lớn, khả nhường điện tử tốt TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ Hoạt độ electron pε đặc trưng cho khả dịch chuyển điện tử hệ Hệ có pε cao dd có tính khử lớn, khả nhường điện tử tốt n ∏i[ox] i pε = pε0 + lg pε0 = log K/n n ∏i[kh]ni K – số cân phản ứng khử n – số lượng electron tham gia phản ứng TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 OXY HÓA BẰNG CLO Thế phản ứng E Thế phản ứng E xác định qua phương trình Nernst – Peters: 2,3Rt ∏i[ox] lg E = E0 + nF ∏i[kh]ni ni Cl2 + H2O = HCl + HOCl HOCl OCl- + H+ CN- + 2OH- + Cl2 → CNO- + 2Cl- + H2O 2CNO- + 4OH- + 3Cl2 → CO2 + 6Cl- + N2 + 2H2O E0 chuẩn Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O 2NaOH + Cl2 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU NaOCl + NaCl + H2O OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 OXY HÓA BẰNG H2O2 CÁC CHẤT KHÁC Trong môi trường axit: (chức oxy hóa) Oxy không khí H+ + H2O2 + 2e → 2H2O Pyroluzit – MnO2 Trong môi trường kiềm: (chức khử) Ozon hóa 2OH- + H2O2 – 2e → 2H2O + 2O2- TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ 10 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Saturday, 19 June, 2010 OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 GIỚI THIỆU Nguồn gốc – Các nhà máy hóa chất – Mạ crom – Làm giàu quặng Nồng độ cho phép – Crôm 6: 0,1 mg/l – Crôm 3: 0,5 mg/l TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 11 OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 12 OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 MỘT SỐ PHẢN ỨNG XỬ LÝ CRÔM Natri sunfua Nguyên tắc Cr2O72- + 3S2- + 14H+ → 2Cr3+ + 3S0 + 7H2O – Chuyển Cr6+ thành Cr3+ Natri sunfua nước bị thủy phân mạnh tạo thành Crom hydroxyt kết tủa, không cần thêm vôi – Tách Cr3+ dạng hydroxyt kết tủa Hóa chất – Na2S S2- + 2H2O ⇌ H2S + 2OH- – Na2SO3 – NaHSO3 – Polisunfit – FeSO4 – SO2 13 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 14 Saturday, 19 June, 2010 MỘT SỐ PHẢN ỨNG Saturday, 19 June, 2010 ĐIỀU KIỆN PHẢN ỨNG Để khử Cr6+ thành Cr3+ phải môi trường axit pH = – Natri bisunfit Cr2O72- + 3HSO3- + 15H+ → 2Cr3+ + 3SO42- + 4H2O pH tạo tủa = Sắt sunfat Lượng hóa chất sử dụng Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O Nếu dùng natri bisunfit sắt sunfat phải cho thêm vôi sữa dung dịch kiềm để Cr3+ lắng Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3 ↓ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ – Na2S: 3(23 ×2 + 32)/52×2 = 2,24 – NaHSO3: 3(23+1+32+16×3)/52×2 = 3,0 – FeSO4.7H2O : 6(56+32+16×4+14+16×7)/52×2 = 16 Thực tế dùng Na2S FeSO4.7H2O dùng gấp 1,25 lần dùng NaHSO3 dùng gấp 1,75 lần 15 OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 16 OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 LƯU Ý LƯU Ý Khi dùng vôi, ngòai Cr(OH)3 có CaSO4, Ca(OH)2, CaO, CaCO3,… Muốn dùng Cr(OH)3 làm chất màu xanh nên dùng kiềm Natri Kali, nhiên khả lắng cặn Dung tích tính chất cặn lắng tùy thuộc vào thành phần, tính chất nước thải, nồng độc crôm, liều lượng lọai kiềm sử dụng TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 17 OXY HÓA KHỬ Chất khử pha nồng độ khỏang 10%, thời gian khuấy trộn để phản ứng xảy 30 phút Sau phản ứng kết thúc cho vôi sữa vào, nồng độ vôi sữa 2,5% theo hoạt tính CaO, thời gian khuấy trộn khỏang – phút Nước thải đưa sang bể lắng, thời gian lắng không 2h TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 18 OXY HÓA KHỬ ... 0,1 mg/l – Crôm 3: 0,5 mg/l TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 11 OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU 12 OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 Saturday, 19 June, 2010 MỘT SỐ PHẢN ỨNG XỬ LÝ CRÔM Natri sunfua Nguyên... Trong môi trường kiềm: (chức khử) Ozon hóa 2OH- + H2O2 – 2e → 2H2O + 2O2- TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ 10 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU Saturday, 19 June, 2010 OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 GIỚI THIỆU... 6Cl- + N2 + 2H2O E0 chuẩn Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O 2NaOH + Cl2 TRẦN THỊ NGỌC DIỆU OXY HÓA KHỬ OXY HÓA KHỬ TRẦN THỊ NGỌC DIỆU NaOCl + NaCl + H2O OXY HÓA KHỬ Saturday, 19 June, 2010 Saturday,