«Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα «Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα διασποράς με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους» διασποράς με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους» Παταρούδη Σοφία Μπατσίλα Μαρία ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΔιΧηΝΕΤ Το πείραμα στη Διδασκαλία της Χημείας: Η Πράσινη Προσέγγιση Επιβλέποντες καθηγητές: κ.Α.Ι. Μαρούλης – κ.Κ. Χατζηαντωνίου Θεσσαλονίκη 2006
41
Embed
«Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα διασποράς με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους»
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΔιΧηΝΕΤ Το πείραμα στη Διδασκαλία της Χημείας: Η Πράσινη Προσέγγιση. «Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα διασποράς με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους». Παταρούδη Σοφία Μπατσίλα Μαρία. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
«Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα «Οξείδωση οργανικών ρύπων σε υδατικά διαλύματα
διασποράς με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους»διασποράς με υπερήχους και με συμβατικές μεθόδους»
Χρωστικές: χρώμα και δομήΧρωστικές: χρώμα και δομή Χρωμοφόρες ομάδες
Απορρόφηση φωτός
Χρώμα
Διέγερση ηλεκτρονίων
C C C O N N N O
ΔΕ = (h *c) / λ
συζυγίας ΔΕ λ
ΧρωστικέςΧρωστικέςΚυανούν του μεθυλενίουΚυανούν του μεθυλενίου, C, C1616HH1818NN33SClSCl
N
S+(H3C)2N N(CH3)2
Cl-
κυανούν του μεθυλενίου
Χρήσεις:
• Βιομηχανία (βαφές)
• Ιατρική Διαγνωστικούς σκοπούς Αντισηπτικό
Τοξικότητα:
LD50:1180 mg/kg
Αζωχρώματα Αζωχρώματα ενώσεις που περιέχουν στο μόριο τους μια ή περισσότερες αζωομάδες –Ν=Ν-ενώσεις που περιέχουν στο μόριο τους μια ή περισσότερες αζωομάδες –Ν=Ν-
Αμίνες:πρώτη ύλη παρασκευής αζωχρωμάτων και προϊόν διάσπασηςΠλεονεκτήματα Συντίθενται εύκολα Εύχρηστα Χαμηλό κόστος Αποθηκεύονται εύκολα Διατίθενται ευρέωςΜειονεκτήματα Καρκινογόνες και μεταλλαξιογόνες Μη αποικοδομήσιμες Τοξικές Μεταφορά μέσω της τροφικής αλυσίδας στον ανθρώπινο οργανισμό
Χημικές αντιδράσεις με Χημικές αντιδράσεις με 11ΟΟ22 Εξαιρετικά δραστική ένωση
• Αντιδράσεις με διπλούς δεσμούς
• Κυκλοπροσθήκη
• Οξυγόνωση
C CCH3
CH3
CH3
CH3
+ O O1Δ
CCH3
CH3
CΟ
ΟΗ
CH3
CH2
+ O O O O
R S R + 1O2 R2SO
Οξείδωση με Οξείδωση με NaOClNaOCl
• Στερεό
• Παρασκευάστηκε για πρώτη φορά το 1820 από τον Labarraque.
2NaOH + Cl2 NaCl + NaOCl + H2O
• Εμπορικά παρασκευάζεται με ηλεκτρόλυση διαλύματος NaCl
• Οξειδωτικό αντιδραστήριο
Magic blueMagic blue
N S
(H3C)2N
N(CH3)2
Cl αναγωγή
οξείδωσηΗClΗN S
(H3C)2N
+
N(CH3)2
λευκοκυανούν του μεθυλενίου άχρωμο μπλε
κυανούν του μεθυλενίου
Ο αποχρωματισμός δεν σημαίνει απαραίτητα διάσπαση της χρωστικής.
Γίνεται μετατροπή της χρωστικής σε άλλη μορφή.
Οξείδωση με Οξείδωση με NaOClNaOCl
Πλεονεκτήματα:Πλεονεκτήματα:
• Φθηνό αντιδραστήριο
• Αποτελεσματικό αντιδραστήριο
Μειονεκτήματα: Μειονεκτήματα:
• Δημιουργία χλωριωμένων οργανικών παραγώγων
• Σχετικά χαμηλή οξειδωτική δράση
(δεν αδρανοποιούν όλους τους ρύπους)
• Αύξηση της αλατότητας των υδάτων
(απελευθέρωση ιόντων χλωρίου)
Οξείδωση με ρίζες Οξείδωση με ρίζες ••ΟΗΟΗΠροχωρημένες οξειδωτικές μέθοδοι αντιρρύπανσης
(Advanced Oxidation Processes, AOP)
Δράση ριζών υδροξυλίου: RH + OH R + H2O
R + O2 RO2RO2 CO2 + ανόργανα ιόντα
Πλεονεκτήματα:Πλεονεκτήματα:
• Επιλύουν το πρόβλημα της ρύπανσης
• Αντιδραστήρια φιλικά στο περιβάλλον
• Μη επιλεκτική προσβολή ενώσεων
Μειονέκτημα:Μειονέκτημα:
• Δεν αποθηκεύονται
Οξείδωση με ρίζες Οξείδωση με ρίζες ••ΟΗΟΗ
Οζονόλυση σε συνδυασμό με Η2Ο2
Ο3 + Η2Ο2 ΟΗ + Ο2 + ΗΟ2
Οζονόλυση σε αλκαλικό περιβάλλον
2Ο3 + Η2Ο ΟΗ + 2Ο2 + ΗΟ2
Φωτοκαταλυτική οξείδωση
H2O + hv HO + e- + H+
Ηλεκτρολυτική οξείδωση
Η2Ο ΟΗ + Η+ + e- άνοδος
Ο2 + 2Η+ + 2e- Η2Ο2 κάθοδος
Οξείδωση με αντιδράσεις Fenton
Fe2+ + H2O2 Fe3+ + HO + HO-
Οξείδωση με UV σε συνδυασμό με Η2Ο2 ή Ο3
H2O2 + hv 2HO
Οξείδωση με υπερήχους
3H2O HO + H+ + e- + H2O2 + H2
Οξείδωση με νερό σε Υπερκρίσιμες συνθήκες
(374οC και 218 Atm)
Κυριότεροι τρόποι παραγωγής ριζών υδροξυλίου:
Οξείδωση με υπερήχουςΟξείδωση με υπερήχουςΤι είναι ήχος; «Το αίτιο που προκαλεί το αίσθημα της ακοής, οτιδήποτε ακούμε»
Εάν υπήρχε ένας κωφός ανάμεσά μας, θα υπήρχε ήχος γι’ αυτόν;
Όταν δημιουργούνται υπέρηχοι, υπάρχει ήχος;
Ήχος είναι η ενέργεια που μεταφέρεται κατά τη δημιουργία κυμάτων συστολής – διαστολής (ακουστικών κυμάτων πίεσης) τα οποία κινούνται μέσα από στερεά, υγρά και αέρια.
Οξείδωση με υπερήχουςΟξείδωση με υπερήχουςΤα ακουστικά κύματα πίεσης μπορούν να επιδράσουν με την ύλη ώστε να προκληθούν χημικές μεταβολές;
• Μορφή ενέργειας (διαφορετική από τις γνωστές)
• Αύξηση της χημικής δραστικότητας των μορίων
Επιδράσεις ακουστικών κυμάτων πίεσης
• Επιδράσεις ριζών
• Μηχανικές επιδράσεις
1. Διάσπαση δεσμών μετάλλου – ligand
2. Διάσπαση δομής του διαλύτη
3. Ομολυτική σχάση μορίων
1. Διατμητικές τάσεις
2. Ακροφύσια
3. Κύματα κρούσης
Οξείδωση με υπερήχουςΟξείδωση με υπερήχους
Υψηλή ισχύς
Ο κύκλος εκτόνωσης υπερβαίνει τις ελκτικές δυνάμεις των μορίων του υγρού (αλληλεπίδραση με την ύλη)
Κοίλες φυσαλίδες (cavities)
Χρήση μόνο σε υγρά (ομογενή και ετερογενή)
ΔΕΝ δημιουργούνται κοιλότητες σε στερεά και σε αέρια
Ο ήχος διαδίδεται μέσω μιας σειρά συμπίεσης και εκτόνωσης κυμάτων που εισάγονται στα μόρια του μέσου.
Συσκευές υπερήχωνΣυσκευές υπερήχωνΕισαγωγή υπερήχων στο σύστημαΕισαγωγή υπερήχων στο σύστημα