Poly(styrene-divinylbenzene) copolymers with N-chlorosulfonamide functional groups as oxidants for arsenite ions in aqueous media — redox studies

• Autorzy: Kociołek-Balawejder E. , Ociński D. , Stanisławska E.

Warianty tytułu

PL

Kopolimery poli(styreno-diwinylobenzenowe) zawierające N-chlorosulfonamidowe grupy funkcyjne jako utleniacze arseninów w roztworach wodnych — redoksymetryczne badanie przebiegu reakcji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Two macromolecular oxidants that were macroporous styrene/divinylbenzene copolymers containing N-chlorosulfonamide functional groups in the sodium form — RCl/Na (a macromolecular analog of chloramine-T) or in the hydrogen form — RCl/H (there is no analog among low-molecular compounds) were synthesized and used as oxidants of arsenites in dilute aqueous solutions. The reaction course was examined depending on stoichiometric ratios of reagents by special reductometric, potentiometric measurements at different pH values. In weak alkaline medium (pH ~11.5) the RCl/Na copolymer was ineffective as an As(III) oxidant, the reaction proceeded with difficulty, and the redox potential reached a negative value. In weak acidic medium (pH ~3.0) the reaction proceeded efficiently enough, but the flat titration curve indicated the unfavorable kinetics of As(III) oxidation by means of RCl/H (despite the high redox potential in the reaction medium). In neutral medium (pH ~6.5) the reaction proceeded with the highest effectiveness. In this case the titration curve had a characteristic, classic shape, indicating the advantageous kinetics of As(III) oxidation by means of RCl/Na (despite the lower redox potential in the reaction medium).

PL

Zsyntezowano dwa wielkocząsteczkowe utleniacze o strukturze makroporowatej będące kopolimerami styrenu i diwinylobenzenu zawierające grupy funkcyjne N-chlorosulfonamidowe, w formie sodowej — RCl/Na (wielkocząsteczkowy odpowiednik chloraminy-T) lub w formie wodorowej — RCl/H (produkt taki nie ma małocząsteczkowego odpowiednika), po czym wykorzystano je do utleniania arseninów zawartych w rozcieńczonych roztworach wodnych. Badano zależność przebiegu reakcji od stosunku molowego reagentów w różnych warunkach pH, dokonując pomiaru potencjału redoksowego w środowisku reakcyjnym. W środowisku zasadowym (pH ~11,5) kopolimer RCl/Na był nieaktywny jako utleniacz As(III), reakcja przebiegała z trudem, a potencjał redoksowy środowiska reakcyjnego spadł poniżej zera (rys. 1a, krzywa D). W środowisku kwasowym (pH ~3,0) reakcja z udziałem RCl/H przebiegała dość sprawnie, ale płaski kształt krzywej miareczkowania wskazywał na niekorzystną kinetykę reakcji (mimo wysokiego potencjału redoksowego środowiska reakcyjnego) (rys. 1a, krzywe A, B). W środowisku obojętnym (pH ~6,5) reakcja przebiegała najkorzystniej. Krzywa potencjometrycznego miareczkowania miała charakterystyczny, klasyczny kształt, co świadczyło o korzystnej kinetyce reakcji utleniania As(III) za pomocą RCl/Na (mimo niezbyt wysokiego potencjału redoksowego środowiska reakcyjnego) (rys. 1, krzywa C). Interesująca zależność obserwowana w zakresie pH ~2—7 [wzrost szybkości reakcji utleniania As(III) towarzyszący spadkowi potencjału redoksowego] wynikała z bardzo niskiego stopnia dysocjacji cząsteczek kwasu arsenowego(III) w warunkach kwasowych. W efekcie, mimo wysokiego potencjału redoksowego w tych warunkach, proces przebiegał wolno ze względu na obecność w roztworze prawie wyłącznie cząsteczek niezdysocjowanych (rys. 2).

Słowa kluczowe

EN

redox copolymer; heterogeneous oxidant; N-chlorosulfonamide S/DVB copolymer; active chlorine; arsenic oxidation

PL

kopolimer redoksowy; heterogeniczny utleniacz; kopolimer S/DVB zawierający grupy N-chlorosulfonamidowe; chlor aktywny; utlenianie arseninów

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 57, nr 2
• Strony: 101--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Kociołek-Balawejder E.

autor

Ociński D.

autor

Stanisławska E.

• Wroclaw University of Economics, Department of Industrial Chemistry ul. Komandorska 118/120, 53-345 Wrocław, Poland,

Bibliografia

• 1. Emerson D. W., Shea D. T., Sorensen E. M.: Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1978, 17, 269.
• 2. Emerson D. W.: Ind. Eng. Chem. Res. 1990, 29, 448.
• 3. Gutch P. K., Srivastava R. K., Dubey E. K.: J. Appl. Polym. Sci. 2007, 105, 2203.
• 4. Gutch P. K., Srivastava R. K., Sekhar K.: J. Appl. Polym. Sci. 2008, 107, 4109.
• 5. Gupta H. K., Mazumder A., Garg P., Gutch P. K.: Tetrahedron Lett. 2008, 49, 6704.
• 6. Beldar A. G., Sharma M.: E-J. Chem. 2011, 8, 288.
• 7. Kociołek-Balawejder E.: React. Funct. Polym. 2002, 52, 89.
• 8. Bogoczek R., Kociołek-Balawejder E., Stanisławska E.: Ind. Eng. Chem. Res. 2005, 44, 8530.
• 9. Kociołek-Balawejder E., Ociński D., Stanisławska E.: J. Hazard. Mater. 2011, 189, 794.
• 10. Bogoczek R., Kociołek-Balawejder E., Stanisławska E.: J. Appl. Polym. Sci. 2008, 107, 2190.
• 11. Thomas S. Y., Choong, T. G., Chuah, Y., Robiah Y. et al.: Desalination 2007, 217, 139.
• 12. Villaescusa I., Bollinger J.-C.: Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 2008, 7, 307.
• 13. Celik I., Gallichio L., Boyd K. et al.: Environ. Res. 2008, 108, 48.
• 14. Bogoczek R., Kociołek-Balawejder E.: Polymer Comm. 1986, 27, 286.
• 15.Lenoble V., Deluchat V., Serpaud B., Bollinger J.-C.: Talanta 2003, 61, 267.