kemsuСибСкриптSibScript2949-21222949-2092Kemerovo State Universitykemsu-380Research ArticleХимияCHEMISTRYИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ В РЕАКЦИЯХ ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИТА НАТРИЯSTUDY OF HUMIC ACIDS CATALYTIC PROPERTIES IN REACTIONS OF SODIUM SULFITE LIQUID-PHASE OXIDATIONКадыроваА. Б.KadyrovaA. B.

Кадырова Аякоз Бактыгаликызы – бакалавр факультета химии и химической технологии, кафедра физической химии, катализа и нефтехимии.8-775-706-85-86, ayok.92@mail.ru

Ayakoz B. Kadyrova – Bachelor’s Degree student at the Department Physical Chemistry, Catalysis and Petroleum Chemistry

ayok.92@mail.ruМаркабаеваА. Г.MarkabaevaA. G.

Маркабаева Айдана Галимжановна – бакалавр факультета химии и химической технологии, кафедра физической химии, катализа и нефтехимии 8-775-615-97-01, 8-777-872-72-50, aidoka_markabaeva@mail.ru

Aidana G. Markabaeva – Bachelor’s Degree student at the Department Physical Chemistry, Catalysis and Petroleum Chemistry

aidoka_markabaeva@mail.ruЕшоваЖ. Т.EshovaZh. T.

Ешова Жания Турлухановна – кандидат химических наук, доцент кафедры физической химии, катализа и нефтехимии. 701-654-24-76, zh_yeshova@mail.ru

Zhaniya T. Eshova – Candidate of Chemistry, Assistant Professor at the Department Physical Chemistry, Catalysis and Petroleum Chemistry

zh_yeshova@mail.ruКаирбековЖ. К.KairbekovZh. K.

Каирбеков Жаксынтай Каирбекович – доктор химических наук, профессор кафедры физической химии, катализа и нефтехимии. 8-701-158-44-00, Zhaxyntay.Kairbekov@kaznu.kz

Zhaksyntay K. Kairbekov – Doctor of Chemistry, Professor at the Department Physical Chemistry, Catalysis and Petroleum Chemistry

Zhaxyntay.Kairbekov@kaznu.kzАкбаеваД. Н.AkbayevaD. N.

Акбаева Дина Наурызбаевна – доктор химических наук, профессор кафедры физической химии, катализа и нефтехимии. 8-700-458-59-65, 8-778-601-18-01, dnakbayeva@inbox.ru

Dina N. Akbaeva – Doctor of Chemistry, Professor at the Department Physical Chemistry, Catalysis and Petroleum Chemistry

dnakbayeva@inbox.ruКазахский национальный университет имени аль-ФарабиКазахстанAl-Farabi Kazakh National UniversityKazakhstan20130203201603-38287Copyright © Кадырова А.Б., Маркабаева А.Г., Ешова Ж.Т., Каирбеков Ж.К., Акбаева Д.Н., 20132013Кадырова А.Б., Маркабаева А.Г., Ешова Ж.Т., Каирбеков Ж.К., Акбаева Д.Н.Kadyrova A.B., Markabaeva A.G., Eshova Z.T., Kairbekov Z.K., Akbayeva D.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sibscript.ru/jour/article/view/380

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 %).

The paper focuses at researching the model reaction of sodium sulfite oxidation in soft conditions (T = 30 – 60o C, PO2 = 1 atm) in water solutions in the presence of copper (II) and iron (III) chlorides modified by humic acids to give sodium sulfate oxygen. The purpose of the research is developing new effective homogeneous catalysts of sodium sulfite liquid-phase oxidation in water solutions for purification of flue gases from sulfur dioxide. Using the methods of kinetics, volumometric, redox-potentiometry, IR-spectroscopy, gravimetry the kinetics, mechanism, intermediate and final products, optimum conditions, kinetic and activation parameters of the reaction of Na2SO3 liquid-phase oxidation in water solutions have been defined. Influence of the concentration of reagents (chloric copper, chloric iron, humic acid, yellow phosphorus) and temperature on the speed of reactions was studied. Catalytic effecty of copper and iron chlorides on the speed of sodium sulfite oxidation with oxygen in water solutions to get sodium sulfate was found. Optimum conditions  for  reaction  and  good  exit  of  sulfate  of  sodium  are  reached  at  60° C  at  the  molar  ratio  of  reagents [FeCl3]:[Na2SO3] = (0,1:1,0) and [CuCl2]:[Na2SO3]: [HHum] = (0,129:1,0:0,005). Kinetic and activation parameters were calculated. The studied processes proceeds were found to follow the oxidation-reduction mechanism and to consist of two key stages: Cu(II) and Fe(III) reduction with sodium sulfite to Cu(0) and Fe(I) with formation of sodium sulfate and Cu(I) oxidation to Cu(II) with Fe(II) oxidation to Fe(III) with oxygen. The results of the research can form a basis for developing effective catalytic systems for purification of flue gases from sulfur dioxide in the oil-processing and petrochemical  industry.  Thus,  sodium  sulfite  was  found  to  be  effectively  oxidized  with  oxygen  in  soft  conditions (T = 30 – 60o C PO2 = 0-1 atm) in water solutions of copper(II) and iron(III) chlorides to sodium sulfate with high yields (90 – 100 %).

сульфит натрияхлориды меди и железагумусовая кислотаsodium sulfitecopper and iron chlorideshumic acidМОН РKReferencesДорфман, Я. А. Катализаторы и механизмы гидрирования и окисления / Я. А. Дорфман. – Алматы: Наука, 1984. – 352 с.Дорфман, Я. А. Катализаторы и механизмы гидрирования и окисления / Я. А. Дорфман. – Алматы: Наука, 1984. – 352 с.Страус, В. Промышленная очистка газов / В. Страус. – М.: Химия, 1981. – 616 с.Страус, В. Промышленная очистка газов / В. Страус. – М.: Химия, 1981. – 616 с.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.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.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.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.Moelwyn-Hughes, Е. А. The chemical statics and kinetics on solutions / Е. А. Moelwyn-Hughes. – NY: Academic Press, 1971. – 470 p.Moelwyn-Hughes, Е. А. The chemical statics and kinetics on solutions / Е. А. Moelwyn-Hughes. – NY: Academic Press, 1971. – 470 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.